一種基于白光L e d照明的光通信裝置制造方法【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于白光L E D 照明的光通信裝置，使L E D照明燈陣列實現(xiàn)通信功能，成本低，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明的裝置包括發(fā)送端和接收端，發(fā)送端包括與L E D燈陣列連接的L E D調(diào)制驅(qū)動電路，接收端包括L E D光通信接收電路；L E D調(diào)制驅(qū)動電路包括能夠接入交流電源的由四個二極管組成的全波整流橋，全波整流橋的直流電壓輸出端并聯(lián)儲能電容，儲能電容的兩端連接濾波電路，濾波電路的輸出端連接光調(diào)制驅(qū)動芯片，芯片的開關(guān)控制管腳連接L E D燈陣列的負極，芯片的開關(guān)管腳連接穩(wěn)壓二極管的負極和電感的一端，電感的另一端連接L E D燈陣列的負極和保護電容的一端；接收電路包括P I N 光電檢測器、放大電路和信號處理單元。

　　【背景技術(shù)】 ［ 0 0 0 2 ］近年來，L E D燈作為一種低碳、節(jié)能、環(huán)保的照明設備，已逐漸被人們所了解，也是在智能照明領域作為國家和地方政府大力扶植的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。L E D以其鮮艷豐富的色彩、超長壽命以及極強的安全性能被業(yè)界所看好，逐漸將普通的照明燈（如白熾燈）淘汰出了照明市場。專家預計在2 0 1 5年左右，L E D照明將實現(xiàn)普及化。日前有研究報告顯示： L E D照明研究又有新技術(shù)突破，可直接通過L E D燈光進行寬帶網(wǎng)絡的連接。 ［ 0 0 0 3 ］ L E D燈與傳統(tǒng)照明設備不同，它不僅節(jié)能省電，也能夠通過高速的開關(guān)動作，發(fā)出調(diào)制信號，完成信息與指令的傳輸。L E D發(fā)光是一閃一閃的，閃動頻率極高，每秒開關(guān)的速度最高可達2 0 0萬次，不停的開關(guān)動作不會影響正常的照明使用，更不會對人體產(chǎn)生影響，因為人的肉眼根本看不到這么快的頻率變化。這種閃動其實就是一種開、關(guān)過程，L E D這一開一關(guān)就可以承擔發(fā)送信息的任務了，比如，開就代表“ I ”，關(guān)就代表“0”，通過信息編碼也就是O與I的各種組合，就可以通過燈光來傳遞了，燈光在空氣中傳輸就類似于光纖通信中信息在光纖中傳輸一樣，這就是L E D可見光通信的基本原理。L E D作為半導體器件，這種高速的亮滅也就是開關(guān)的通斷能力是它的特性，而白熾燈因為在亮滅的變化過程中非常容易被損壞，且亮滅變化動作太慢，因而不具備這種通信功能。在 L E D燈光照射范圍內(nèi)安置的接收設備就可以接收光信號，并能把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，實現(xiàn)信息、指令的接收。【發(fā)明內(nèi)容】 ［ 0 0 0 4 ］本發(fā)明提供一種基于白光L E D照明的光通信裝置，使L E D照明燈陣列實現(xiàn)通信功能，信號傳輸穩(wěn)定，帶寬高，響應速度快；并且成本低，節(jié)能環(huán)保。 ［ 0 0 0 5 ］本發(fā)明的技術(shù)方案是： ［ 0 0 0 6 ］一種基于白光L E D照明的光通信裝置，其特征在于，包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端包括與L E D燈陣列連接的L E D調(diào)制驅(qū)動電路，所述接收端包括L E D光通信接收電路； ［ 0 0 0 7 ］所述L E D調(diào)制驅(qū)動電路包括能夠接入交流電源的由四個二極管組成的全波整流橋，所述全波整流橋的直流電壓輸出端并聯(lián)連接儲能電容C l，儲能電容C l的兩端再連接R C 濾波電路，R C濾波電路的電阻R l的一端連接儲能電容C l的正輸出端，濾波電容C 2并聯(lián)在電阻R l的另一端與儲能電容C l的負輸出端之間；R C濾波電路的輸出端連接光調(diào)制驅(qū)動芯片I C 的供電電源管腳V B A T和地管腳G N D，光調(diào)制驅(qū)動芯片I C的開關(guān)控制管腳C T R L連接L E D燈陣列的負極，光調(diào)制驅(qū)動芯片I C的開關(guān)管腳S W連接一個穩(wěn)壓二極管D l的負極和電感L I的一端，電感L I的另一端連接L E D燈陣列的負極和保護電容C 4的一端，L E D燈陣列的正極、穩(wěn)壓二極管的正極和和保護電容C 4的另一端均連接光調(diào)制驅(qū)動芯片I C的V B A T管腳；光調(diào)制驅(qū)動芯片I C的復位管腳R S E T通過電阻R 2連接R C濾波電路的負輸出端； ［ 0 0 0 8 ］所述接收電路包括P I N光電檢測器、放大電路和信號處理單元；所述P I N光電檢測器為P I N光電二極管D l，所述放大電路包括第一晶體三極管Q 3和第二晶體三極管Q 4，第一晶體三極管Q 3的集電極通過電容C 6連接第二晶體三極管Q 4的基極，第一晶體三極管Q 3的集電極還通過保護電阻R 9連接5 V供電電源，第二晶體三極管Q 4的集電極通過保護電阻R l l連接5 V供電電源，第一晶體三極管Q 3的集電極和基極之間具有偏置電阻R 8，第二晶體三極管 Q 4的集電極和基極之間具有偏置電阻R l O ;第一晶體三極管Q 3的基極通過電容C 5連接P I N 光電二極管D l的負極以及調(diào)節(jié)電阻R 7的一端，調(diào)節(jié)電阻R 7的另一端以及第一晶體三極管Q 3 的發(fā)射極和第二晶體三極管Q 4的發(fā)射極共地；P I N光電二極管D l的正極連接5 V供電電源；所述信號處理單元包括D S P解碼模塊、F P G A系統(tǒng)控制模塊、M A C協(xié)議處理模塊以及網(wǎng)絡接口模塊，所述D S P解碼模塊的輸入端連接第二晶體三極管Q 4的集電極，D S P解碼模塊的輸出端分別連接F P G A系統(tǒng)控制模塊以及M A C協(xié)議處理模塊，M A C協(xié)議處理模塊連接網(wǎng)絡接口模塊。 ［ 0 0 0 9 ］所述L E D燈陣列為R G B - L E D燈陣列，所述R G B - L E D燈陣列由紅、綠、藍三色L E D芯片封裝在一起，它們發(fā)出的光混合在一起得到白光。 ［ 0 0 1 0 ］本發(fā)明的技術(shù)效果：本發(fā)明提供一種基于白光L E D照明的光通信裝置，使L E D照明燈陣列實現(xiàn)通信功能，具有信號傳輸穩(wěn)定，帶寬高，響應速度快的特點，并且成本低，節(jié)能環(huán)保。 ［ 0 0 1 1 ］本發(fā)明裝置的發(fā)送端包括與L E D燈陣列連接的L E D調(diào)制驅(qū)動電路，能夠接入交流電源，適應性強，能夠在較寬的電壓范圍內(nèi)保持高效，向L E D提供穩(wěn)定的工作電壓，使L E D能夠穩(wěn)定工作，滿足照明要求，而且必須有很高的開關(guān)速率才能兼顧通信，因此采用光調(diào)制驅(qū)動芯片1 C，具有更高的開關(guān)速率并且功耗更低；原始的二進制比特流經(jīng)過預處理和編碼后，通過L E D調(diào)制驅(qū)動電路驅(qū)動L E D，對L E D進行強度調(diào)制，將電信號轉(zhuǎn)換為光信號；與L E D調(diào)制驅(qū)動電路連接的L E D燈陣列為R G B - L E D燈陣列，R G B - L E D燈陣列是采用紅、綠、藍三色L E D芯片封裝在一起，它們發(fā)出的光混合在一起得到白光，并且R G B - L E D具有很高的調(diào)制帶寬，可以實現(xiàn)很高的傳輸速率。 ［ 0 0 1 2 ］本發(fā)明裝置接收端的接收電路包括P I N光電檢測器、放大電路和信號處理單元，L E D光信號經(jīng)光電檢測器轉(zhuǎn)換為電信號，然后對電信號進行放大和處理，再通過信號處理單元進行數(shù)字信號處理，在F P G A系統(tǒng)控制模塊的控制下，通過D S P解碼模塊進行D S P解碼解調(diào)，通過M A C協(xié)議處理模塊和網(wǎng)絡接口模塊傳輸出輸出信號。D S P解碼模塊采用通用或?qū)Ｓ玫臄?shù)字信號處理芯片，將D S P所擁有的靈活、精確、可靠性好、體積小、成本低、高運算速度這些在通信領域的優(yōu)勢應用到光通信中，大大提高了光通信的運算速度和可靠性，減小了電路體積，降低了制造成本。