本發(fā)明是有關(guān)于一種光通信系統(tǒng)，特別是有關(guān)于提升以太陽能板為光通信接收器時(shí)的傳輸速率的光通信系統(tǒng)及光通信發(fā)送裝置。

背景技術(shù)：

隨著因特網(wǎng)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IOT)的技術(shù)不但越來越受到各界的重視，也廣泛運(yùn)用于不同的生活領(lǐng)域中。

所謂物聯(lián)網(wǎng)是種基于因特網(wǎng)而讓物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)所有具有網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)能力的實(shí)體對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)，在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)每個(gè)實(shí)體對(duì)象都可以透過網(wǎng)絡(luò)被存取或是操控，通過物聯(lián)網(wǎng)可以對(duì)設(shè)備、機(jī)器、及物品等進(jìn)行集中管理與操控，其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，例如：智慧生活環(huán)境、健康醫(yī)療及物品防盜等。

光通信系統(tǒng)是一種以光波作為傳輸媒介的一種通信系統(tǒng)，雖然光波與無線電波都是屬于電磁波的一種，但是光波的頻率要高于無線電波，且光波的波長(zhǎng)比無線電波的波長(zhǎng)短，這樣的特性使得光通信系統(tǒng)有著高安全性、無電磁波干擾(EMI，Electromagnetic Interference)及信息容量高等優(yōu)點(diǎn)。

常見的光通信系統(tǒng)使用光纖、雷射、紅外線或紫外線等。如果按照波長(zhǎng)來區(qū)分的話可分為不可見光通信系統(tǒng)及可見光通信系統(tǒng)，不過此兩種通信系統(tǒng)皆可用來進(jìn)行信息的傳輸。

由于光通信有著高安全性、無電磁波干擾及信息容量高等優(yōu)點(diǎn)，此外，由于光通信具有無電磁波干擾的特性，使得光通信系統(tǒng)可以被運(yùn)用在醫(yī)院、飛機(jī)等特殊場(chǎng)所，是一種適合用于物聯(lián)網(wǎng)中的通信方式。

光通信系統(tǒng)中所使用的接收器分為主動(dòng)式接收器及被動(dòng)式接收器。其中主動(dòng)式接收器因需要在接收器上外接電源以提供額外的電能來驅(qū)動(dòng)接收器，會(huì)使得裝上主動(dòng)式接收器的設(shè)備接的體積增加，且需要時(shí)常的更換電池使得持續(xù)使用時(shí)間不足，又或者是需以電源線連接供電裝置造成設(shè)備無法任意改變位置，較不適合用于物聯(lián)網(wǎng)中。被動(dòng)式接收器則因?yàn)轭l率響應(yīng)速率較慢，造成接收到的信號(hào)頻寬速率有限。

現(xiàn)今已有技術(shù)以太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器，此技術(shù)是利用太 陽能板接收照明光線，并從太陽能板的電信號(hào)輸出的波型變化中取得照明光線中所包含的信息。

然而，太陽能板在作為光通信系統(tǒng)的接收器時(shí)為一種被動(dòng)式接收器，如圖1所示，其為運(yùn)用太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時(shí)傳輸速率的眼圖，從圖1可知在使用太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時(shí)其傳輸速率僅能在0.01Mbit/s左右，因此勢(shì)必要有一種光通信系統(tǒng)用以改善太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器的傳輸速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，在于提供一種光通信系統(tǒng)，藉由調(diào)變量位信號(hào)的振幅達(dá)到提升以太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時(shí)的傳輸速度。

本發(fā)明的目的，在于提供一種光通信發(fā)送裝置，用以調(diào)變量位信號(hào)的振幅。

為達(dá)上述的指稱的各目的與功效，本發(fā)明的一實(shí)施例系揭示一種光通信系統(tǒng)，其包含一光通信發(fā)送裝置及一光通信接收裝置。該光通信發(fā)送裝置包含一調(diào)變單元及一光源單元。該光通信接收裝置包含一太陽能板。至少一數(shù)字信號(hào)調(diào)變后該光源單元發(fā)送至少一光信號(hào)至該太陽能板，該太陽能板產(chǎn)生至少一電信號(hào)，透過該至少一電信號(hào)變化取得該至少一數(shù)字信號(hào)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中該至少一數(shù)字信號(hào)包含一第一區(qū)間及一第二區(qū)間，當(dāng)該至少一數(shù)字信號(hào)為高準(zhǔn)位信號(hào)時(shí)，該調(diào)變單元將該第二區(qū)間的振幅降低，當(dāng)該至少一數(shù)字信號(hào)為低準(zhǔn)位信號(hào)時(shí)，該調(diào)變單元將該第二區(qū)間的振幅提高。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，該至少一電信號(hào)為電壓或電流。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)該至少一電信號(hào)為高電壓或高電流時(shí)，該至少一數(shù)字信號(hào)為高準(zhǔn)位信號(hào)，當(dāng)該至少一電信號(hào)為低電壓或低電流時(shí)，該至少一數(shù)字信號(hào)為低準(zhǔn)位信號(hào)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)該至少一電信號(hào)為高電壓或高電流時(shí)，該至少一數(shù)字信號(hào)為低準(zhǔn)位信號(hào)，當(dāng)該至少一電信號(hào)為低電壓或低電流時(shí)，該至少一數(shù)字信號(hào)為高準(zhǔn)位信號(hào)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中該光通信發(fā)送裝置更包含一控制單元，該控制單元發(fā)送一控制信號(hào)至該調(diào)變單元，該調(diào)變單元依據(jù)該控制信號(hào)調(diào)整該第一區(qū)間與該第二區(qū)間的比例或/及振幅。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中該控制單元是依據(jù)該太陽能板的頻寬限制調(diào)整該第一區(qū)間與該第二區(qū)間的比例或/及振幅。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中該光通信接收裝置更包含一蓄電單元，該蓄電單元藉由該至少一電信號(hào)充電。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中更包含一電子裝置，該電子裝置電性連接該光通信接收裝置。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中該光通信接收裝置發(fā)送該至少一數(shù)字信號(hào)至該電子裝置。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中該蓄電單元供應(yīng)該電子裝置于運(yùn)作時(shí)所需的電能。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中該光源單元將該至少一光信號(hào)以可見光或不可見光的形式發(fā)出。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中該蓄電單元為電容器或電池。

此外，本發(fā)明提供另一種光通信發(fā)送裝置，包含一調(diào)變單元及一光源單元，用以調(diào)變至少一數(shù)字信號(hào)，并將該至少一調(diào)變后的數(shù)字信號(hào)以可見光或不可見光的形式發(fā)出。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，該光通信發(fā)送裝置更包含一控制單元，用以控制該調(diào)變單元。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中該控制單元是依據(jù)一接收端的頻寬限制控制該調(diào)變單元。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，該光源單元將該至少一光信號(hào)以可見光或不可見光的形式發(fā)出。

附圖說明

圖1：其為運(yùn)用太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時(shí)傳輸速率在0.01Mbit/s時(shí)的眼圖；

圖2：其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖；

圖3A：其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的高準(zhǔn)位調(diào)變示意圖；

圖3B：其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的低準(zhǔn)位調(diào)變示意圖；

圖4：其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的傳輸速率與位元錯(cuò)誤率折線圖及眼圖；

圖5：其為本發(fā)明的第二實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖；以及

圖6：其為本發(fā)明的第三實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖。

【圖號(hào)對(duì)照說明】

10 光通信發(fā)送裝置

101 調(diào)變單元

103 光源單元

105 電源供應(yīng)單元

107 控制單元

30 光信號(hào)

50 光通信接收裝置

501 太陽能板

503 蓄電單元

70 數(shù)字信號(hào)

701 第一區(qū)間

703 第二區(qū)間

80 調(diào)變信號(hào)

90 電子裝置

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，特用較佳的實(shí)施例及配合詳細(xì)的說明，說明如下：

先前的技術(shù)中，運(yùn)用太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時(shí)傳輸速率不佳，因此本發(fā)明提出一種于光信號(hào)發(fā)送前預(yù)先調(diào)變光信號(hào)的振幅，以提升運(yùn)用太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時(shí)的傳輸速率。

于此說明為達(dá)成本發(fā)明的第一實(shí)施例的光通信系統(tǒng)所需的裝置，請(qǐng)參閱圖2，其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖。如圖所示，本發(fā)明的光通信系統(tǒng)包含：一光通信發(fā)送裝置10及一光通信接收裝置50。該光通信發(fā)送裝置10發(fā)送至少一光信號(hào)30至該光通信接收裝置50。

在此先說明該光通信發(fā)送裝置10，該光通信發(fā)送裝置10包含：一調(diào)變單元101、一光源單元103及一電源供應(yīng)單元105。該調(diào)變單元101電性連接該光源單元103。該電源供應(yīng)單元105電性連接該調(diào)變單元101及該光源單元103。該調(diào)變單元101用以調(diào)變量位信號(hào)成調(diào)變信號(hào)。該光源單元103用以將調(diào)變信號(hào)以可見光(例如：雷射或LED)或不可見光(例如：紅外線或紫外線)的形式發(fā)出。該電源供應(yīng)單元105提供該調(diào)變單元101及該光源單元103于運(yùn)作時(shí)所需的電能。

接著說明該光通信接收裝置50，該光通信收裝置50包含：一太陽能板501及一蓄電單元503。該太陽能板501收受光線后會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，透過該至少一電信號(hào)變化取得該數(shù)字信號(hào)，其中該至少一電信號(hào)為電壓或電流。該蓄電單元503為電池或電容器用以儲(chǔ)存電能。

于此說明本發(fā)明的光通信系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)的流程，請(qǐng)搭配圖2并參閱圖3A及圖3B，其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的高準(zhǔn)位調(diào)變示意圖及低準(zhǔn)位調(diào)變示意圖。該調(diào)變單元101接收至少一數(shù)字信號(hào)70，當(dāng)該至少一數(shù)字信號(hào)70為高準(zhǔn)位信號(hào)或低準(zhǔn)位信號(hào)，該至少一數(shù)字信號(hào)70包含一第一區(qū)間701及一第二區(qū)間703。如圖3A所示，當(dāng)該調(diào)變單元101所接收到的該至少一數(shù)字信號(hào)70為高準(zhǔn)位信號(hào)時(shí)，該調(diào)變單元101將該至少一數(shù)字信號(hào)70的該第二區(qū)間703的振幅降低，使該至少一數(shù)字信號(hào)70成為至少一調(diào)變信號(hào)80；如圖3B所示，當(dāng)該調(diào)變單元101所接收到的該至少一數(shù)字信號(hào)70為低準(zhǔn)位信號(hào)時(shí)，該調(diào)變單元101將該至少一數(shù)字信號(hào)70的該第二區(qū)間703的振幅提升，使該至少一數(shù)字信號(hào)70成為至少一調(diào)變信號(hào)80。該至少一數(shù)字信號(hào)70經(jīng)調(diào)變成至少一調(diào)變信號(hào)80后，該光源單元103接收該至少一調(diào)變信號(hào)80，并依據(jù)該至少一調(diào)變信號(hào)80發(fā)出該至少一光信號(hào)30。

該光通信接收裝置50的該太陽能板501接收該至少一光信號(hào)30，太陽能板501在收受該至少一光信號(hào)30后會(huì)產(chǎn)生至少一電信號(hào)，透過該至少一電信號(hào)變化取得該至少一數(shù)字信號(hào)70，當(dāng)該至少一電信號(hào)為高電壓或高電流時(shí)，該至少一數(shù)字信號(hào)70為高準(zhǔn)位信號(hào)，當(dāng)該至少一電信號(hào)為低電壓或低電流時(shí)，該數(shù)字 信號(hào)70為低準(zhǔn)位信號(hào)，亦可是高電壓或高電流代表低準(zhǔn)位信號(hào)，低電壓或低電流代表高準(zhǔn)位信號(hào)。舉例而言，當(dāng)該至少一電信號(hào)為電壓時(shí)，電壓5伏特代表該數(shù)字信號(hào)70為高準(zhǔn)位信號(hào)，電壓為1伏特代表該數(shù)字信號(hào)70為低準(zhǔn)位信號(hào)；該至少一電信號(hào)為電流時(shí)，電流5安培代表該數(shù)字信號(hào)70為低準(zhǔn)位信號(hào)，電流1安培代表該數(shù)字信號(hào)70為高準(zhǔn)位信號(hào)。

因?yàn)樘柲馨遄鳛楣馔ㄐ畔到y(tǒng)的接收器時(shí)為一種被動(dòng)式接收器，且會(huì)有低頻率通過的特性，該光源單元103依據(jù)該至少一調(diào)變信號(hào)80所發(fā)出的該至少一光信號(hào)30會(huì)在該太陽能板501接收到后產(chǎn)生信號(hào)變形，而于本發(fā)明中該至少一調(diào)變信號(hào)80以依據(jù)上述的調(diào)變改變振幅并由該光源單元103以光信號(hào)的形式發(fā)出后，該太陽能板501收受該至少一光信號(hào)30所產(chǎn)生的該至少一電信號(hào)的變化會(huì)因?yàn)樽冃味鴱脑撝辽僖徽{(diào)變信號(hào)80還原成該至少一數(shù)字信號(hào)70。換而言的，本發(fā)明利用太陽能板的特性使得該光通信接收裝置50不需要以解調(diào)變單元來解調(diào)變調(diào)變信號(hào)即可取得數(shù)字信號(hào)。該蓄電單元503藉由該至少一電信號(hào)充電。

接著請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的傳輸速率與位元錯(cuò)誤率折線圖及眼圖，如圖所示，依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光通信系統(tǒng)進(jìn)行光通信時(shí)，在傳輸速率達(dá)0.4Mbit/s時(shí)依然可以有良好的傳輸效能。

于此即完成本發(fā)明的光通信系統(tǒng)的第一實(shí)施例，藉由預(yù)先調(diào)變信號(hào)振幅的方法提升以太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時(shí)的傳輸效率，亦可以使得接收器不需要有解調(diào)變單元，達(dá)到提高效能及節(jié)省成本的功效。

接著說明本發(fā)明的第二實(shí)施例的光通信系統(tǒng)，請(qǐng)參閱圖5，其為本發(fā)明的第二實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖，如圖所示，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的差異在于，該光通信發(fā)送裝置10更包含有一控制單元107，該控制單元107電性連接該調(diào)變單元101。

不同頻寬的太陽能板會(huì)讓所接收到的信號(hào)有不同程度的變形，因此，需要因應(yīng)太陽能板的頻寬限制讓該調(diào)變單元101對(duì)該至少一數(shù)字信號(hào)70進(jìn)行不同的調(diào)變。于本實(shí)施例執(zhí)行時(shí)，該控制單元107依據(jù)該太陽能板501的頻寬限制發(fā)送一控制信號(hào)至該調(diào)變單元101，該調(diào)變單元101依據(jù)該控制信號(hào)調(diào)整該第一區(qū)間701與該第二區(qū)間703的比例或/及振幅大小。

舉例而言，當(dāng)該太陽能板501的頻寬限制為1k時(shí)，該控制單元107所發(fā) 出的該控制信號(hào)會(huì)控制該調(diào)變單元101，使得該第一區(qū)間701與該第二區(qū)間703的比例為1：1，且當(dāng)該至少一數(shù)字信號(hào)70為高準(zhǔn)位時(shí)，該第二區(qū)間703的振幅調(diào)整的幅度為高準(zhǔn)位信號(hào)的78％，且當(dāng)該至少一數(shù)字信號(hào)70為低準(zhǔn)位時(shí)，該第二區(qū)間703的振幅調(diào)整的幅度為高準(zhǔn)位信號(hào)的76％。本實(shí)施例其余的部分與第一實(shí)施例相同，于此不再贅述。

藉由本發(fā)明的光通信系統(tǒng)的第二實(shí)施例，可以依據(jù)不同的太陽能板的頻寬限制，改變調(diào)變信號(hào)振幅的方法提升以太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時(shí)的傳輸效率，使得光通信接收端可使用任意種類的太陽能板，提高了本發(fā)明的通用性，亦可以使得接收器不需要有解調(diào)變單元，達(dá)到提高效能及節(jié)省成本的功效。

接著說明本發(fā)明的第三實(shí)施例的光通信系統(tǒng)，請(qǐng)參閱圖6，其為本發(fā)明的第三實(shí)施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖，如圖所示，本實(shí)施例與第二實(shí)施例的差異在于，更包含有一電子裝置90，電性連接該光通信接收裝置50。該電子裝置90為可依據(jù)該至少一數(shù)字信號(hào)70產(chǎn)生動(dòng)作的電子裝置，該蓄電單元503供應(yīng)該電子裝置90所需的電能。

舉例而言，該電子裝置90可為太陽能熱水器，使用者可以藉由該光通信發(fā)送裝置10發(fā)送信號(hào)控制或設(shè)定太陽能熱水器，該蓄電單元503則供應(yīng)太陽能熱水器于熱水時(shí)所需的電能。

舉例而言，該電子裝置90可為太陽能板的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，使用者可以藉由該光通信發(fā)送裝置10發(fā)送信號(hào)調(diào)整太陽能板的方向及姿態(tài)，該蓄電單元503則供應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置于轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的電能。

舉例而言，該電子裝置90可為另一個(gè)光通信發(fā)送裝置10，使用者可以藉由此另一光通信發(fā)送裝置10加長(zhǎng)數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)木嚯x，該蓄電單元503則供應(yīng)此另一光通信發(fā)送裝置10于發(fā)送光信號(hào)時(shí)所需的電能。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，實(shí)際使用時(shí)，該至少一數(shù)字信號(hào)70可為多個(gè)數(shù)字信號(hào)70，該調(diào)變單元101調(diào)變?cè)撔?shù)字信號(hào)70成為多個(gè)調(diào)變信號(hào)80，該光源單元103依據(jù)該些調(diào)變信號(hào)80發(fā)出多個(gè)光信號(hào)30，該太陽能板501收受該些光信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)電信號(hào)，透過該些電信號(hào)變化取得該些數(shù)字信號(hào)70。舉例而言，于實(shí)際使用時(shí)，多個(gè)數(shù)字信號(hào)70為0101，透過該調(diào)變單元101調(diào)變后經(jīng)由該光源單 元103發(fā)出多個(gè)光信號(hào)30，該太陽能板501收受該些光信號(hào)30時(shí)所產(chǎn)生多個(gè)電信號(hào)為；低電壓、高電壓、低電壓、高電壓，透過該些電信號(hào)變化可取得該些數(shù)字信號(hào)70為0101。

上文僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。