CN203788290U - 基于led强光手电和可见光的便携式应急通信*** - Google Patents

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杨文宁
王璐
王武
王正安
宋路
于林韬
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Abstract

一种基于LED强光手电和可见光的便携式应急通信***，属于光通信技术领域，包括电源模块、控制模块、灯芯白光LED模块和光学模块，还装有照明通信控制模块，照明通信控制模块由语音芯片、调制模块和驱动模块构成，由聚焦透镜、光电探测器、运算放大器、阻容低通滤波器、音频功率放大芯片和音频信号输入耳机构成接收器。通信时有照明通信控制模块的***发射器将语音转换成光信号，接收器将光信号还原成语音信号。本实用新型在LED强光手电现有功能上，增加了可见光通信功能，适用于应急通信。

Description

基于LED强光手电和可见光的便携式应急通信***
技术领域
本实用新型属于光通信技术领域，涉及一种光通信装置。
背景技术
自然灾害发生后，电力设备和通信设备常常处于瘫痪状态，尤其是在夜间定位幸存者以及了解受困情况将十分困难。将受困人员的求救信号加载到强光手电的LED灯光上，利用LED强光手电发出的光实现语音通信的功能，可以作为一种求救人员的应急通信设备，为救援人员夜间救援工作的展开提供很大便利。但是，目前市面上强光手电包括LED强光手电电源模块、照明控制模块、强光手电灯芯白光LED模块、LED强光手电光杯和透镜组成的光学模块，主要用于照明，能实现强光、弱光切换，聚焦，控制灯光闪烁发出SOS求救等功能，并未利用强光手电的可见光资源实现通信，不能满足特殊情况下应急通信要求。近年来，用于强光手电的LED最大光通量不断提高，LED强光手电最大射程也在不断增加，将信息再加到LED强光手电上进行通信，具有不需要申请无线电频谱证、不存在电磁干扰、对人眼安全、功耗低等优点，因此LED强光手电非常适合做移动通信发射终端。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于LED强光手电和可见光的便携式应急通信***。
本实用新型解决技术问题的方案是采用电源模块、控制模块、灯芯白光LED模块和光学模块构成基于LED强光手电和可见光的便携式应急通信***，控制模块与灯芯白光LED模块之间装有功能选择开关模块，功能选择开关模块与电源模块之间安装有照明通信控制模块，照明通信控制模块由语音芯片、调制模块和驱动模块构成，语音芯片的SP 管脚连接调制模块的INP管脚，调制模块的VoP+输出管脚连接驱动模块的EN端，驱动模块的输出端连接功能选择开关模块，由聚焦透镜、光电探测器、运算放大器、阻容低通滤波器、音频功率放大芯片和音频信号输入耳机构成接收器，聚焦透镜与光电探测器位置对应，光电探测器输出端连接运算放大器的1IN-端，运算放大器的1OUT输出端连接阻容低通滤波器，阻容低通滤波器连接音频功率放大芯片的INP端，音频功率放大芯片的输出端VoP+连接音频信号输入耳机。
***设计
使用时LED强光手电工作在照明通信模式时，人体发出语音信号由ISD1820语音芯片采集语音信号，通过ISD1820语音芯片的SP 管脚传输给可产生脉宽调制信号的音频功率放大芯片NS4148调制模块的INP管脚，经过NS4148调制模块将语音信号调制成适合在光载波上传输的电信号，NS4148的VoP+输出连接到DD311驱动模块的EN端，经过DD311驱动模块强光手电灯芯白光LED模块，完成将电信号调制成LED的光载波强度变化的光信号，采用LED强光手电的光杯和透镜作为光学天线以光束的形式发射到大气信道中进行传输。
     接收器端光学天线由固定在探测器前端的聚焦透镜组成，通过聚焦透镜使光线聚焦在接收端光电探测器PIN的光接收面上，光电探测器将光信号转换成电信号，送入作前置放大的运算放大器NE5532的1IN-端，由NE5532运算放大器结合***电阻、电容组成的模块会对接收信号起到滤波作用，NE5532运算放大器的1OUT输出端输出含有高频噪音的人体发出的语音信号，再通过阻容低通滤波器滤除高频噪声，然后信号输入到音频功率放大芯片NS4148的INP端，进一步放大信号，由音频功率放大芯片NS4148输出端VoP+输出的音频信号输入耳机，人耳就能够接收到求救语音信号。
***测试
测试***，由电源、信号发生器，示波器，MP5音乐播放器，音箱，发射端电路，市售强光手电灯头，放大镜，接收端电路，照度计等组成。 
   测试方法，在127米长的楼道中，接收端光学天线与发射端光学天线组成直射链路，改变发射端与接收端距离，通过放大镜使光线能够聚焦在固定在探测器的光接收面上。接光端背景光照度为2.2Lux，白光LED驱动电流400mA，在发射端给定***一个峰峰值为2V，频率为1KHz的正弦波信号模拟音频输入。   
本实用新型在LED强光手电现有功能上，增加了可见光通信功能，在通信时不影响照明，拓展了LED强光手电的应用领域，提高了LED强光手电的市场价值，为应急通信领域提供了一种基于可见光通信的便携式新型设备，基于LED强光手电和可见光的便携式应急通信***具有很好的经济效益。
附图说明
图1为本实用新型发射器电子线路图；
图2为照明通信控制模块电子线路图；
图3为本实用新型接收器电子线路图。
具体实施方式
本实用新型由电源模块1、照明控制模块2、灯芯白光LED模块4和光学模块5构成，控制模块2与灯芯白光LED模块4之间装有功能选择开关模块3，功能选择开关模块3与电源模块1之间安装有照明通信控制模块6，照明通信控制模块6由语音芯片7、调制模块8和驱动模块9构成，语音芯片7的SP 管脚连接调制模块8的INP管脚，调制模块8的VoP+输出管脚连接驱动模块9的EN端，驱动模块9的输出端连接功能选择开关模块3，由聚焦透镜10、光电探测器11、运算放大器12、阻容低通滤波器13、音频功率放大芯片14和音频信号输入耳机15构成接收器，聚焦透镜10与光电探测器11位置对应，光电探测器11输出端连接运算放大器12的1IN-端，运算放大器12的1OUT输出端连接阻容低通滤波器13，阻容低通滤波器13连接音频功率放大芯片14的INP端，音频功率放大芯片14的输出端VoP+连接音频信号输入耳机15。
其中，语音芯片7 型号为ISD1820，调制模块8 型号为NS4148，驱动模块9 型号为DD311，运算放大器12型号为NE5532，音频功率放大芯片14型号为NS4148。

Claims (2)

1.一种基于LED强光手电和可见光的便携式应急通信***，包括电源模块、控制模块、灯芯白光LED模块和光学模块，其特征在于：控制模块与灯芯白光LED模块之间装有功能选择开关模块，功能选择开关模块与电源模块之间安装有照明通信控制模块，照明通信控制模块由语音芯片、调制模块和驱动模块构成，语音芯片的SP 管脚连接调制模块的INP管脚，调制模块的VoP+输出管脚连接驱动模块的EN端，驱动模块的输出端连接功能选择开关模块，由聚焦透镜、光电探测器、运算放大器、阻容低通滤波器、音频功率放大芯片和音频信号输入耳机构成接收器，聚焦透镜与光电探测器位置对应，光电探测器输出端连接运算放大器的1IN-端，运算放大器的1OUT输出端连接阻容低通滤波器，阻容低通滤波器连接音频功率放大芯片的INP端，音频功率放大芯片的输出端VoP+连接音频信号输入耳机。
2.根据权利要求1所述的通信***，其特征在于：语音芯片型号为ISD1820，调制模块型号为NS4148，驱动模块型号为DD311，运算放大器型号为NE5532，音频功率放大芯片型号为NS4148。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106330311A (zh) * 2016-08-30 2017-01-11 上海大学 一种声音定向传播的交警智能手电
CN110868255A (zh) * 2019-09-25 2020-03-06 南京邮电大学 基于可见光通信的手电筒音频通信装置

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