本发明公开了一种半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的方法及系统，RGB LED工作在半双工模式下，既能作为光源发送数据，也能作为光电探测器接收数据，节约了额外光电探测器的成本；与已有的可见光通信中利用红外光或Wifi提供上行链路服务相比，本发明无需额外的传输媒介，上行链路和下行链路都采用可见光进行数据传输，有效降低了系统实现的复杂度。
1.一种半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的方法，其特征在于，包括：
采用时分复用的方式将时间分成等长的两个时间切片，其中一个时间切片进行上行链路的数据传输，另一个时间切片进行下行链路的数据传输；
在下行链路的数据传输中，通过在所述第一RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第一驱动模块再经由第一分路器加载到第一RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第二RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光电探测器特性，对第一RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第二分路器由第二接收模块完成数据信号的接收；
在上行链路的数据传输中，通过在所述第二RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第二驱动模块再经由第二分路器加载到第二RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第一RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光电探测器特性，对第二RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第一分路器由第一接收模块完成数据信号的接收。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一与第二RGB LED均由串联连接的三色RGB LED组成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一与第二分路器内含一开关芯片，且包含A、B、C三个端口，其中，端口A与开关芯片连接，端口B与C通过开关芯片的升起与落下状态来与端口A连通。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，正向偏置电压驱动时RGB LED发出显色为
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反向偏置电压驱动时RGB LED的光电转换效率大于0.4A/W。
6.一种半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的系统，其特征在于，包括：
由第一分路器、第一RGB LED、第一接收模块与第一驱动模块组成的第一RGB LED模组，以及由第二分路器、第二RGB LED、第二接收模块与第二驱动模块组成的第二RGB LED模组；
采用时分复用的方式将时间分成等长的两个时间切片，其中一个时间切片进行上行链路的数据传输，另一个时间切片进行下行链路的数据传输；
在下行链路的数据传输中，第一RGB LED模组作为数据发送端，第二RGB LED模组作为数据接收端；通过在所述第一RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第一驱动模块再经由第一分路器加载到第一RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第二RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光电探测器特性，对第一RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第二分路器由第二接收模块完成数据信号的接收；
在上行链路的数据传输中，第二RGB LED模组作为数据发送端，第一RGB LED模组作为数据接收端；通过在所述第二RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第二驱动模块再经由第二分路器加载到第二RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第一RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光电探测器特性，对第二RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第一分路器由第一接收模块完成数据信号的接收。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，第一与第二RGB LED均由串联连接的三色RGB LED组成。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，第一与第二分路器内含一开关芯片，且包含A、B、C三个端口，其中，端口A与开关芯片连接，端口B与C通过开关芯片的升起与落下状态来与端口A连通。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，正向偏置电压驱动时RGB LED发出显色为
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，反向偏置电压驱动时RGB LED的光电转换效率大于0.4A/W。
半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及可见光通信领域，尤其涉及一种半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的方法及系统。
背景技术
[0002] 可见光通信技术是一种将强度信号调制到可见光LED上，采用光电探测设备进行检测的通信技术。LED因其较高的光效、低功耗、较长的使用寿命、绿色节能，很有可能成为新的照明光源。结合LED的可见光通信技术一方面发挥了LED的照明优势，同时将通信功能与照明技术相结合，吸引了科学界的广泛关注与研究。随着对可见光通信技术研究的深入与逐步成熟，可见光通信技术也逐步吸引了工业界的重视。
[0003] 目前，对可见光通信的研究大多集中于如何提高通信系统的传输速率上，局限性在于，其中的LED大多作为发送光源，提供单向下行链路的数据传输服务。实际的通信系统，不仅需要下行链路，同时还须提供上行链路的数据传输服务。已有相关的研究，利用红外光或Wifi，提供上行链路的数据传输服务，作为可见光通信技术的一种辅助，实际上，这种多模的通信系统实现复杂度无疑很高。另外，虽然已经有文献研究了R/G/B LED同时作为信号发送和信号接收器件。但是，这些文献中的R/G/B不同颜色LED都是独立驱动的，独立驱动的不同颜色LED间会产生光信号的干扰，降低了可见光通信系统的信干噪比。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的方法及系统，具有低复杂度与低成本的优点。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] 一种半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的方法，包括：
[0007] 采用时分复用的方式将时间分成等长的两个时间切片，其中一个时间切片进行上行链路的数据传输，另一个时间切片进行下行链路的数据传输；
[0008] 在下行链路的数据传输中，通过在所述第一RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第一驱动模块再经由第一分路器加载到第一RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第二RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光电探测器特性，对第一RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第二分路器由第二接收模块完成数据信号的接收；
[0009] 在上行链路的数据传输中，通过在所述第二RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第二驱动模块再经由第二分路器加载到第二RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第一RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光电探测器特性，对第二RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第一分路器由第一接收模块完成数据信号的接收。
[0010] 进一步的，第一与第二RGB LED均由串联连接的三色RGB LED组成。
[0011] 进一步的，第一与第二分路器内含一开关芯片，且包含A、B、C三个端口，其中，端口A与开关芯片连接，端口B与C通过开关芯片的升起与落下状态来与端口A连通。
[0012] 进一步的，正向偏置电压驱动时RGB LED发出显色为90以上，色温为3000K-5000K的白光。
[0013] 进一步的，反向偏置电压驱动时RGB LED的光电转换效率大于0.4A/W。
[0014] 一种半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的系统，包括：
[0015] 由第一分路器、第一RGB LED、第一接收模块与第一驱动模块组成的第一RGB LED模组，以及由第二分路器、第二RGB LED、第二接收模块与第二驱动模块组成的第二RGB LED模组；
[0016] 采用时分复用的方式将时间分成等长的两个时间切片，其中一个时间切片进行上行链路的数据传输，另一个时间切片进行下行链路的数据传输；
[0017] 在下行链路的数据传输中，第一RGB LED模组作为数据发送端，第二RGB LED模组作为数据接收端；通过在所述第一RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第一驱动模块再经由第一分路器加载到第一RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第二RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光电探测器特性，对第一RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第二分路器由第二接收模块完成数据信号的接收；
[0018] 在上行链路的数据传输中，第二RGB LED模组作为数据发送端，第一RGB LED模组 作为数据接收端；通过在所述第二RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第二驱动模块再经由第二分路器加载到第二RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第一RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光电探测器特性，对第二RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第一分路器由第一接收模块完成数据信号的接收。
[0019] 进一步的，第一与第二RGB LED均由串联连接的三色RGB LED组成。
[0020] 进一步的，第一与第二分路器内含一开关芯片，且包含A、B、C三个端口，其中，端口A与开关芯片连接，端口B与C通过开关芯片的升起与落下状态来与端口A连通。
[0021] 进一步的，正向偏置电压驱动时RGB LED发出显色为90以上，色温为3000K-5000K的白光。
[0022] 进一步的，反向偏置电压驱动时RGB LED的光电转换效率大于0.4A/W。
[0023] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，RGB LED工作在半双工模式下，既能作为光源发送数据，也能作为光电探测器接收数据，节约了额外光电探测器的成本；与已有的可见光通信中利用红外光或Wifi提供上行链路服务相比，本发明无需额外的传输媒介，上行链路和下行链路都采用可见光进行数据传输，有效降低了系统实现的复杂度。此外，本方案中R/G/B LED不同颜色的LED彼此串联在一起，这种结构可以改善R/G/B LED同时作为无线光信号发送和无线光信号接收端的可见光通信系统的抗干扰能力。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0025] 图1为本发明实施例提供的一种半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的原理示意图；
[0026] 图2为本发明实施例提供的分路器示意图；
[0027] 图3为本发明实施例提供的数据接收端与数据发送端时间同步建立阶段的示意图；
[0028] 图4为本发明实施例提供的双向链路建立阶段的示意图。
具体实施方式
[0029] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0030] 本发明实施例提供一种半双工时分RGB LED模组双向可见光通信的方法，其包括：
[0031] 采用时分复用的方式将时间分成等长的两个时间切片，其中一个时间切片进行上行链路的数据传输，另一个时间切片进行下行链路的数据传输；
[0032] 如图1所示，在下行链路的数据传输中，通过在所述第一RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第一驱动模块再经由第一分路器加载到第一RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第二RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光电探测器特性，对第一RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第二分路器由第二接收模块完成数据信号的接收；
[0033] 在上行链路的数据传输中，通过在所述第二RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第二驱动模块再经由第二分路器加载到第二RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第一RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光电探测器特性，对第二RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第一分路器由第一接收模块完成数据信号的接收。
[0034] 本发明实施例中，第一与第二RGB LED均由串联连接的三色RGB LED组成；这种结构可以改善R/G/B LED同时作为无线光信号发送和无线光信号接收端的可见光通信系统的抗干扰能力。
[0035] 如图2所示，第一与第二分路器内含一开关芯片，且包含A、B、C三个端口，其中，端口A与开关芯片连接，端口B与C通过开关芯片的升起与落下状态来与端口A连通。
[0036] 本发明实施例中，正向偏置电压驱动时RGB LED发出显色为90以上，色温为3000K-5000K的白光；反向偏置电压驱动时RGB LED的光电转换效率大于0.4A/W。
[0037] 优选的，在进行数据传输之前，还需要进行数据接收端与数据发送端的时间同步，其过程如图3所示。之后，再建立如图4所示的双向链路进行数据传输。
[0038] 另一方面，本发明实施例还提供与前述方法相对应的一种半双工时分RGB LED模组 双向可见光通信的系统，其包括：
[0039] 采用时分复用的方式由第一分路器、第一RGB LED、第一接收模块与第一驱动模块组成的第一RGB LED模组，以及由第二分路器、第二RGB LED、第二接收模块与第二驱动模块组成的第二RGB LED模组；
[0040] 将时间分成等长的两个时间切片，其中一个时间切片进行上行链路的数据传输，另一个时间切片进行下行链路的数据传输；
[0041] 同样参见图1，在下行链路的数据传输中，第一RGB LED模组作为数据发送端，第二RGB LED模组作为数据接收端；通过在所述第一RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第一驱动模块再经由第一分路器加载到第一RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第二RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光电探测器特性，对第一RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第二分路器由第二接收模块完成数据信号的接收；
[0042] 在上行链路的数据传输中，第二RGB LED模组作为数据发送端，第一RGB LED模组作为数据接收端；通过在所述第二RGB LED上增加一定的正向偏置电压，使得第二RGB LED呈现光源特性，并将调制信号通过第二驱动模块再经由第二分路器加载到第二RGB LED上，完成数据的发送；通过在所述第一RGB LED上增加一定的反向偏置电压，使得第一RGB LED呈现光电探测器特性，对第二RGB LED发送的数据信号进行检测，再经由第一分路器由第一接收模块完成数据信号的接收。
[0043] 本发明实施例中，第一与第二RGB LED均由串联连接的三色RGB LED组成。
[0044] 同样参见图2，第一与第二分路器内含一开关芯片，且包含A、B、C三个端口，其中，端口A与开关芯片连接，端口B与C通过开关芯片的升起与落下状态来与端口A连通。
[0045] 本发明实施例中，正向偏置电压驱动时RGB LED发出显色为90以上，色温为3000K-5000K的白光；反向偏置电压驱动时RGB LED的光电转换效率大于0.4A/W。
[0046] 优选的，在进行数据传输之前，还需要进行数据接收端与数据发送端的时间同步，其过程参见图3。之后，再建立如图4所示的双向链路进行数据传输。
[0047] 另外，本领域技术人员可以理解，本发明实施例所出现的第一、第二仅用于区分相同的器件。
[0048] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
