本實(shí)用新型涉及通信和智能交通技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種車載LED通信和照明裝置。

背景技術(shù)：

可見(jiàn)光無(wú)線通信技術(shù)是隨著白光LED照明技術(shù)的發(fā)展建立起來(lái)的無(wú)線光通信技術(shù)，是基于白光LED器件的無(wú)線光通信技術(shù)。而白光LED器件具有低功耗、高使用壽命和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其輸出光功率和驅(qū)動(dòng)電流具有高響應(yīng)靈敏度，能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信。它具有光電轉(zhuǎn)化效率高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為第四代綠色環(huán)保的照明光源。與傳統(tǒng)汽車用鹵素大燈和HID氙氣大燈相比，車載LED更節(jié)能，更環(huán)保，更耐用，低壓直流電源即可驅(qū)動(dòng)，負(fù)載小，干擾弱，對(duì)使用環(huán)境要求低，適應(yīng)性更好，因而被眾多汽車生產(chǎn)商采用，并逐漸成為市場(chǎng)的新秀與主力。

車載自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(VANET，VehicularAd Hoc Network)，是將先進(jìn)的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)等有機(jī)地運(yùn)用與整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系而建立的一種實(shí)時(shí)的，準(zhǔn)確的，高效的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能交通的管理和信息服務(wù)，對(duì)智能交通的發(fā)展具有重要意義。

目前，車載自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究主要采用射頻通信方式，存在如下缺點(diǎn)：首先，利用射頻通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車與汽車之間的信息傳遞，容易對(duì)車載電子導(dǎo)航等精密設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，從而造成交通意外等情況；其次，長(zhǎng)期處在電磁信號(hào)覆蓋環(huán)境中，造成的輻射容易對(duì)駕駛員身體產(chǎn)生健康影響；最后，射頻通信發(fā)出的信息使處在其通信距離范圍內(nèi)的所有汽車都能接收到信息，從而對(duì)云計(jì)算處理平臺(tái)處理車輛信息和“過(guò)濾清洗”數(shù)據(jù)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)汽車進(jìn)行信息傳遞的方法主要有兩種，一種是汽車車燈的組合使用，如需要左轉(zhuǎn)或超車時(shí)打左轉(zhuǎn)向燈向前面汽車發(fā)出左轉(zhuǎn)或者超車的信息，需要右轉(zhuǎn)或靠邊停車時(shí)打右轉(zhuǎn)向燈向前面汽車發(fā)出右轉(zhuǎn)或者靠邊停車的信息；另一種是喇叭的使用，如當(dāng)遇見(jiàn)前方有緊急情況時(shí)，采用按喇叭來(lái)提醒前面車輛。此兩種方法雖然簡(jiǎn)單高效，是目前汽車之間進(jìn)行信息傳遞的方法，但是，卻存在如下缺點(diǎn)：首先，喇叭發(fā)出的聲音對(duì)環(huán)境造成噪聲污染，在城市里或夜晚時(shí)往往禁止使用喇叭；其次，駕駛員頻繁注意前后左右汽車的車燈容易造成身體疲勞，從而使駕駛員疲勞駕駛，注意力下降；最后，當(dāng)駕駛員注意力下降時(shí)往往沒(méi)注意到前后車輛發(fā)出的聲光警告信息，從而造成很多交通意外事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠不受電磁干擾，實(shí)現(xiàn)大容量、高速率的短距離通信服務(wù)的一種車載LED通信和照明裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

包括LED白光發(fā)射模塊、光電探測(cè)接收模塊、FPGA主控電路和編解碼模塊；所述LED白光發(fā)射模塊包括發(fā)射器FPGA主控電路單元、按鍵電路單元和LED調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路單元；所述光電探測(cè)接收模塊包括接收器FPGA主控電路單元、光電接收放大電路單元和警示單元；所述按鍵電路單元輸出端連接所述發(fā)射器FPGA主控電路單元輸入端，所述發(fā)射器FPGA主控電路單元輸出端連接所述LED調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路單元輸入端，所述LED調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路單元輸出端連接車載LED燈；所述光電探測(cè)器輸出端連接所述光電接收放大電路單元輸入，所述光電接收放大電路單元輸出端連接所述接收器FPGA主控電路單元輸入端，所述接收器FPGA主控電路單元輸出端連接所述警示單元輸入端；所述按鍵電路單元將待傳信號(hào)編輯成數(shù)字電信號(hào)發(fā)送給所述發(fā)射器FPGA主控電路單元，所述發(fā)射器FPGA主控電路單元將待傳信號(hào)進(jìn)行調(diào)制編碼后發(fā)送給所述LED調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路單元，所述LED調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路單元將接收到的待傳信號(hào)調(diào)制為可見(jiàn)光信號(hào)并由車載LED發(fā)射，所述光電探測(cè)器檢測(cè)所述車載LED發(fā)出的可見(jiàn)光信號(hào)，并傳輸給所述光電接收放大電路單元，所述光電接收放大電路單元將接收的可見(jiàn)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解碼、放大處理，然后發(fā)送給所述接收器FPGA主控電路單元，所述接收器FPGA主控電路單元將接收到的信號(hào)通過(guò)警示單元告知駕駛員。

所述LED白光發(fā)射模塊還包括發(fā)射器復(fù)位電路單元和發(fā)射器時(shí)鐘電路單元，所述發(fā)射器復(fù)位電路單 元和發(fā)射器時(shí)鐘電路單元的輸出端均連接至發(fā)射器FPGA主控電路單元的相應(yīng)輸入端；所述光電探測(cè)接收模塊還包括接收復(fù)位電路單元和接收時(shí)鐘電路單元，所述接收復(fù)位電路單元和接收時(shí)鐘電路單元的輸出端連接所述接收器FPGA主控電路單元的相應(yīng)輸入端。

所述車載LED通信單元設(shè)有與其他設(shè)備通信的接口，當(dāng)不能實(shí)現(xiàn)LED可見(jiàn)光通信時(shí)，可以通過(guò)其他通信方式實(shí)現(xiàn)通信互聯(lián)。

所述車載LED通信單元包括車前燈LED通信單元和車尾燈LED通信單元；當(dāng)車輛終端節(jié)點(diǎn)位于移動(dòng)中繼節(jié)點(diǎn)前面，車輛終端節(jié)點(diǎn)的車尾燈LED通信單元與移動(dòng)中繼節(jié)點(diǎn)的車前燈LED通信單元進(jìn)行通信；當(dāng)車輛終端節(jié)點(diǎn)位于移動(dòng)中繼節(jié)點(diǎn)后面，車輛終端節(jié)點(diǎn)的車前燈LED通信單元與移動(dòng)中繼節(jié)點(diǎn)的車尾燈LED通信單元進(jìn)行通信；通過(guò)移動(dòng)中繼節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)兩跳以及多跳通信。

所述車載LED通信單元還可以和路邊固定接入點(diǎn)通信，所述路邊固定接入點(diǎn)含有具有雙工通信模式的LED通信單元；車輛終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)LED通信單元與路邊固定接入點(diǎn)進(jìn)行通信，路邊固定接入點(diǎn)可與其他計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

所述光電探測(cè)接收模塊包括接收過(guò)載波信號(hào)的硅光電池光接收裝置，硅光電池光接收裝置的輸出端與FPGA編解碼模塊相連接。

所述硅光電池光接收裝置的輸出端上連接有二級(jí)放大電路，該二級(jí)放大電路與FPGA編解碼模塊相連接。

現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型提供了一種車載LED通信和照明裝置，利用車載白光LED作為通信光源，并通過(guò)可見(jiàn)光載波信號(hào)進(jìn)行接收，通過(guò)自由空間傳遞信息，實(shí)現(xiàn)了白光LED的信號(hào)傳輸和接收，避免了電磁環(huán)境變化對(duì)信號(hào)傳輸帶來(lái)的干擾，另外，白光LED通信傳輸能夠有效的節(jié)約能源，并為用戶體驗(yàn)帶來(lái)便利，進(jìn)一步的為車載寬帶高速數(shù)據(jù)接入的信號(hào)光源建立基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖；

圖2為同向行駛汽車間通信示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型的一種車載LED通信和照明裝置，包括LED白光發(fā)射模塊、光電探測(cè)接收模塊、FPGA主控電路和編解碼模塊；所述光電探測(cè)接收模塊包括接收器FPGA主控電路單元、光電接收放大電路單元和警示單元；所述按鍵電路單元輸出端連接所述發(fā)射器FPGA主控電路單元輸入端，所述發(fā)射器FPGA主控電路單元輸出端連接所述LED調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路單元輸入端，所述LED調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路單元輸出端連接車載LED燈；所述光電探測(cè)器輸出端連接所述光電接收放大電路單元輸入，所述光電接收放大電路單元輸出端連接所述接收器FPGA主控電路單元輸入端，所述接收器FPGA主控電路單元輸出端連接所述警示單元輸入端；所述按鍵電路單元將待傳信號(hào)編輯成數(shù)字電信號(hào)發(fā)送給所述發(fā)射器FPGA主控電路單元，所述發(fā)射器FPGA主控電路單元將待傳信號(hào)進(jìn)行調(diào)制編碼后發(fā)送給所述LED調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路單元，所述LED調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路單元將接收到的待傳信號(hào)調(diào)制為可見(jiàn)光信號(hào)并由車載LED發(fā)射，所述光電探測(cè)器檢測(cè)所述車載LED發(fā)出的可見(jiàn)光信號(hào)，并傳輸給所述光電接收放大電路單元，所述光電接收放大電路單元將接收的可見(jiàn)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解碼、放大處理，然后發(fā)送給所述接收器FPGA主控電路單元，所述接收器FPGA主控電路單元將接收到的信號(hào)通過(guò)警示單元告知駕駛員。

具體的實(shí)施過(guò)程為：

輸入信號(hào)在FPGA中進(jìn)行編碼，經(jīng)過(guò)電路放大由車載LED發(fā)送光信息，由光電探測(cè)接收模塊接收信息，經(jīng)處理后進(jìn)入FPGA進(jìn)行解碼，最后將信號(hào)輸出顯示。