1.一種光伏節(jié)能智能通訊手電筒,其特征在于,包括;中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路、光電檢測(cè)電路、光控鎖模塊、光鑰匙模塊、接收天線、信號(hào)處理電路、電源電路、白光LED、可見光傳輸鏈路、智能手電筒、音頻編碼解碼器、音頻輸入輸出端、電源電路;
所述信號(hào)調(diào)制設(shè)備負(fù)責(zé)調(diào)制生成原始的電信號(hào);所述LED 燈是單色的 LED;所述光探測(cè)器是可見光波段響應(yīng)較好的 CCD光電轉(zhuǎn)換器件;所述接收天線是可變倍數(shù)的光學(xué)鏡頭;所述信號(hào)處理電路與光探測(cè)器相適應(yīng),用于視頻電信號(hào)的處理,以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率;所述探照燈和所述接收天線之間是大氣信道,光源發(fā)出的光通過大氣信道進(jìn)行傳輸;所述手電筒,包括手電筒外形部分以及可見光通訊結(jié)構(gòu),所述手電筒外形部分由防塵燈罩、防滑紋、掛鉤、燈筒、燈頭以及開關(guān)組成,所述燈筒為圓柱形結(jié)構(gòu),所述燈筒的左端端面安裝有燈頭,所述燈頭上安裝有防塵燈罩,所述燈頭的中軸線與防塵燈罩所在平面相垂直,所述燈筒上安裝有開關(guān),所述開關(guān)的右端安裝有防護(hù)紋,所述防滑紋環(huán)繞燈筒的側(cè)面進(jìn)行布置,所述燈筒的右側(cè)端面上固定有掛鉤,所述掛鉤是橫截面為圓形的環(huán)形結(jié)構(gòu),所述可見光通訊結(jié)構(gòu)由觸摸顯示屏、LED燈、連接線、蓄電池、控制盒、限位環(huán)、安裝板、USB接口、光電檢測(cè)器、存儲(chǔ)器以及可見光處理芯片組成,所述觸摸顯示屏安裝在燈筒上且具體貼合在燈筒的外表面進(jìn)行布置,所述USB接口位于燈筒的右側(cè)端面上,所述LED燈、連接線、蓄電池、控制盒、限位環(huán)、安裝板、光電檢測(cè)器、存儲(chǔ)器以及可見光處理芯片位于燈筒的內(nèi)部,所述蓄電池位于燈筒內(nèi)部的中間位置,所述蓄電池通過限位環(huán)進(jìn)行固定,所述限位環(huán)為環(huán)繞蓄電池一周的環(huán)狀結(jié)構(gòu),所述安裝板位于蓄電池的左側(cè)位置且具體垂直于燈筒的中軸線進(jìn)行布置,所述安裝板上安裝有LED燈以及光電檢測(cè)器,所述控制盒固定在燈筒內(nèi)部的右端位置,所述存儲(chǔ)器以及可見光處理芯片位于控制盒的內(nèi)部,所述LED燈通過連接線與存儲(chǔ)器雙向電性連接,所述存儲(chǔ)器通過連接線與觸摸顯示屏雙向電性連接,所述存儲(chǔ)器通過連接線與可見光處理芯片雙向電性連接,所述可見光處理芯片通過連接線與光電檢測(cè)器雙向電性連接,所述可見光處理芯片通過連接線與LED燈單向電性連接,所述開關(guān)與LED燈單向電性連接;
所述遠(yuǎn)距離可見光通信系統(tǒng)設(shè)備主要包括發(fā)射端和接收端;發(fā)射端可使用OOK、PPM 等調(diào)制方式,光源將調(diào)制好的光信號(hào)以高速、明暗變化的規(guī)律進(jìn)行發(fā)射,采用大功率低束散角陣列 LED 作為光源,由于調(diào)制速率在一百比特量級(jí),可以采用單片機(jī)配合 C++軟件編程進(jìn)行發(fā)射端的軟硬件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)字符串的發(fā)送;接收端,采用 CCD 作為光探測(cè)器,硬件設(shè)備使用高幀頻100fps 以上、高靈敏度、高響應(yīng)度 CCD 相機(jī);相機(jī)以與光源相同幀頻進(jìn)行拍攝,并且設(shè)計(jì)軟件對(duì)CCD 相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理,將調(diào)制信號(hào)的規(guī)律呈現(xiàn)出來,得到相應(yīng)的灰度值,從而完成信息的傳遞過程,實(shí)現(xiàn)字符串的接收;所述充電插口設(shè)置于閉合門的側(cè)端;
所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽(yáng)能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路;所述可見光傳輸鏈路包括LED驅(qū)動(dòng)電路、LED燈、透鏡、PD光敏管和光電檢測(cè)模塊;所述智能手電筒是單片機(jī),用于控制所述音頻編碼解碼器進(jìn)行語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采集和壓縮編碼,并將采集數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到LED驅(qū)動(dòng)電路,所述LED驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)指令發(fā)出通斷信號(hào);光電檢測(cè)模塊控制所述PD光敏管接收光信號(hào)并輸送到所述智能手電筒,所述智能手電筒將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述音頻編碼解碼器進(jìn)行解碼輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光通信的凈化語(yǔ)音系統(tǒng),其特征在于,所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路,內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊IOB和內(nèi)部連線三個(gè)部分;FPGA利用小型查找表(16×1RAM)來實(shí)現(xiàn)組合邏輯,每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端,觸發(fā)器再來驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)I/O,由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊,這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式,并最終決定了FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能,F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于光通信的凈化語(yǔ)音系統(tǒng),其特征在于,所述LED驅(qū)動(dòng)電路中,來自單片機(jī)的音頻數(shù)據(jù)通過跨導(dǎo)放大電路放大并轉(zhuǎn)換成電流信號(hào), 通過Bias-T 疊加直流后加載到LED燈上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光通信的凈化語(yǔ)音系統(tǒng),其特征在于,
基于光通信的凈化語(yǔ)音通話系統(tǒng)采用強(qiáng)度調(diào)制和直接檢測(cè)(IM/DD),即LED發(fā)射光功率隨傳輸信號(hào)變化, 接收端的光電探測(cè)器件,如光電二極管(PD)、雪崩二極管(APD)和攝像鏡頭等,接收強(qiáng)弱變化的光強(qiáng)并轉(zhuǎn)化成電流信號(hào)。
5.由于當(dāng)收發(fā)端之間存在直射鏈路時(shí),直射鏈路功率占總接收功率的97.6% ,當(dāng)通信終端的PD位于LED光源之后時(shí),幾乎可以忽略發(fā)送端光線對(duì)自身接收端的干擾影響。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于光通信的凈化語(yǔ)音系統(tǒng),其特征在于,所述光電檢測(cè)模塊中,第1級(jí)的低噪跨阻放大器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào), 再經(jīng)過第2級(jí)電壓放大器后電壓幅度可達(dá)到2~3V,經(jīng)電壓比較器后輸出3.3V的TTL信號(hào), 輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理。