一種基于可見光通信的藍光水下傳感系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以藍光通信傳遞水下溫度傳感器采集的信息的基于可見光通信的藍光水下傳感系統(tǒng)，屬于通信技術領域。
【背景技術】
[0002]可見光通信技術，是利用熒光燈或發(fā)光二極管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息的，尤其在室內場景下，可見光通信正朝照明通信一體化的方向不斷發(fā)展，該技術不僅綠色節(jié)能環(huán)保，不占用頻譜資源，而且對人們不會產生任何輻射傷害。
[0003]無線通信一直作為一種重要的通信手段，在現(xiàn)代通信領域發(fā)揮著舉足輕重的作用。傳統(tǒng)的無線通信方式需要占用日益緊缺的頻譜資源，傳輸速率受限，并且存在著電磁干擾、傳輸存在安全隱患等問題。然而光通信及其關鍵器件的飛速發(fā)展使得可見光通信成為全球研究的熱點，將可見光通信技術和USB接口技術相結合，可實現(xiàn)大容量數字信號的高速傳輸。
[0004]由于可見光通信技術具有良好的應用前景，在未來的通信領域具有重要的地位和價值，一直以來受到很多研究機構和電信運營公司的重視，日本、歐洲、美國等國家也對可見光通信的研究投入了大量的人力、物力、財力。目前，可見光通信主要應用場景為:室內移動通信、水下可見光通信、交通信號燈通信、可見光定位等。
[0005]目前，國內對水下可見光通信的研究主要集中在水下信道仿真及水下點對點通信系統(tǒng)的研究上，關于利用可見光通信技術組建水下傳感器網絡的研究幾乎沒有。21世紀是海洋的世紀，隨著各種新型水下傳感器的出現(xiàn)，傳統(tǒng)水聲通信已無法滿足水下探測日益增長的帶寬需求。水下藍綠激光通信雖能實現(xiàn)水下高速、大容量數據傳輸，但高昂的成本及復雜的技術使其很難實現(xiàn)大規(guī)模應用。因此，迫切需要開展水下新型無線通信技術的研究。隨著LED器件制造工藝及材料技術的不斷提高，目前，商用藍光LED不僅具有高的出光效率，而且具有相對較高的調制帶寬，這為其實現(xiàn)水下高速通信提供了物理器件上的可行性。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明解決的技術問題是:提出一種操作方便、系統(tǒng)架構靈活多變的基于可見光通信的水下傳感系統(tǒng)。
[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案是:一種基于可見光通信的藍光水下傳感系統(tǒng)，包括發(fā)射端和移動接收端，所述發(fā)射端為藍光LED，在水下通過DS18B20溫度傳感器采集水下溫度信息，通過藍光通信傳遞信息，所述接收端運用光電接測器接受信息并進行小型化封裝。
[0008]優(yōu)選的，所述溫度傳感信息通過藍光通信在水下進行傳輸。
[0009]優(yōu)選的，所述發(fā)射端運用MSP430單片機，設計傳感器采集溫度程序，并同時運用鋰電池在封裝盒內供電。
[0010]優(yōu)選的，所述發(fā)射端將輸出管腳P3.4定為信息輸出管腳，將信息加載到LED驅動電路上。
[0011]優(yōu)選的，光發(fā)射部分是可見光通信的重要組成部分，光源和驅動電路兩部分組成，所述系統(tǒng)由74HC14來實現(xiàn)光信號的放大，可將緩慢變化的輸入信號轉換成清晰、無抖動的輸出信號。
[0012]優(yōu)選的，由CH340轉換的TTL電平，經過74HC14的兩個非門進行信號的能量放大，來驅動后級的LED發(fā)出光信號，電源部分加了兩個電容進行耦合，去除噪聲和干擾。
[0013]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)的接收端采用集成微型化接收電路，采用S6968光電檢測器實現(xiàn)微弱光信號檢測，將接收端接收到的信息傳輸到PC的數據庫上，進行聯(lián)網，便于時刻了解水下溫度。
[0014]優(yōu)選的，接收端串口信號轉串行總線模塊采用的是傳統(tǒng)USB接口技術，用于接收外部PC等數字設備產生的串行總線信號，傳輸至信號處理模塊，該串行總線信號為差分信號，通常可見光通信傳輸信號為單端信號，因此擬采用FT232芯片實現(xiàn)差分信號與單端信號之間相互轉換，轉換后的信號采用放大、濾波、調制等處理。
[0015]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點:
[0016]基于LED的可見光通信技術研究已經越來越受到人們的重視，這得益于高性能LED的商用化?？梢姽馔ㄐ?Visible Light Communicat1n，簡稱VLC)技術是一種新型寬帶無線接入技術，它通過高性能的發(fā)光二極管發(fā)出的肉眼難以察覺的高速閃爍信號來傳輸信息，且能被光電探測器等器件捕獲并檢出，它能夠在提供照明的同時實現(xiàn)數據的傳輸。LED具有功耗小、高亮度、高頻響和壽命長等優(yōu)點，能夠滿足作為可見光通信傳輸載體的要求?；诳梢姽馔ㄐ诺乃聜鞲邢到y(tǒng)技術信息容量大、部署靈活、安全保密，不受電磁波干擾的影響，并能夠減少電磁波覆蓋盲區(qū)等問題。與水下電磁波通信和水聲通信相比，水下可見光通信克服了電磁波衰減嚴重，水聲通信帶寬窄、時延大、易受海洋環(huán)境的影響等缺點。可見光波長范圍為380nm-780nm，能提供的超寬光譜頻段約為375THz (ITHz = 1000GHz)，為大容量數據通信奠定了基石。由于波長較短，所需發(fā)射天線與接收天線較短，設備成本低，且便于小型設備承載。另外，水下可見光通信具有探測精度高、方向性好，易于保密等特點。
[0017]本發(fā)明將可見光通信技術與傳感器技術相結合，設計多種水下可見光傳感器節(jié)點，利用可見光無線鏈路，采用星型組網方式，搭建基于藍光LED的水下傳感網原型系統(tǒng)。
[0018]基于可見光通信技術的藍光水下通信具備水下藍綠激光通信高速、大容量數據傳輸的優(yōu)點，彌補了水聲通信速率慢、時延大的不足。其次，對于采用可見光通信技術的收發(fā)設備不需要嚴格對準，克服了水下激光通信高指向性的難題。再次，將水下可見光通信技術與傳感器技術結合，可以制作出高速率、低成本、小體積的光傳感器，從而搭建相應傳感器網絡，實時采集水下溫度、鹽度、圖像、聲音等信息，通過部署大量光傳感器節(jié)點，實現(xiàn)對特定海域的實時監(jiān)控。
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖對本發(fā)明的作進一步說明。
[0020]圖1是基于可見光通信的藍光水下傳感系統(tǒng)基本框圖
[0021]圖2是基于可見光通信的藍光水下傳感系統(tǒng)示意圖
【具體實施方式】
[0022]實施例1
[0023]下面結合實施例和說明書附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明:
[0024]—種基于可見光通信的藍光水下傳感系統(tǒng)，包括發(fā)射端和移動接收端，所述發(fā)射端為藍光LED，在水下通過DS18B20溫度傳感器采集水下溫度信息，通過藍光通信傳遞信息，所述接收端運用光電接測器接受信息并進行小型化封裝。
[0025]所述溫度傳感信息通過藍光通信在水下進行傳輸。
[0026]所述發(fā)射端運用MSP430單片機，設計傳感器采集溫度程序，并同時運用鋰電池在封裝盒內供電，并將輸出管腳P3.4定為信息輸出管腳，將信息加載到LED驅動電路上。
[0027]所屬系統(tǒng)將可見光通信技術與傳感器技術相結合，設計多種水