基于fpga的实时可见光直接序列扩频通讯设备
阅读说明：本技术 基于fpga的实时可见光直接序列扩频通讯设备 (Real-time visible light direct sequence spread spectrum communication equipment based on FPGA ) 是由 王兴生 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了基于FPGA的实时可见光直接序列扩频通讯设备,涉及网络通讯技术领域。包括发射端和接收端,发射端依次连接有调制模块、FPGA处理模块、第一转换模块和可见光扩频通讯模块,调制模块将输入有线信号调制后得到调制信号,然后传输给FPGA信号处理模块,经过第一转换模块转换成LED调光信号,可见光扩频通讯模块接收到LED调光信号后LED光源发光产生光脉冲信号,光接收模块接收到光脉冲信号,经过放大模块放大后得到放大信号,第二换换模块将放大信号转换成无线信号并输出。本发明通过将无线信号与光信号结合,具有安全性高,覆盖面积广的特点,适用于较大公共场合。(The invention discloses real-time visible light direct sequence spread spectrum communication equipment based on an FPGA (field programmable gate array), and relates to the technical field of network communication. The LED dimming device comprises a transmitting end and a receiving end, wherein the transmitting end is sequentially connected with a modulation module, an FPGA processing module, a first conversion module and a visible light spread spectrum communication module, the modulation module modulates input wired signals to obtain modulation signals, the modulation signals are transmitted to the FPGA signal processing module, the LED dimming signals are converted through the first conversion module, an LED light source emits light to generate light pulse signals after the visible light spread spectrum communication module receives the LED dimming signals, the light receiving module receives the light pulse signals, amplified signals are obtained after the light pulse signals are amplified through the amplification module, and the amplified signals are converted into wireless signals through the second conversion module and are output. The invention combines the wireless signal and the optical signal, has the characteristics of high safety and wide coverage area, and is suitable for larger public occasions.)
技术领域
本发明属于网络通讯技术领域，特别是涉及基于FPGA的实时可见光直接序列扩频通讯设备。
背景技术
随着科技的发展，尤其是云计算、物联网的出现，智能家居的概念频频出现在各大媒介上，进入公众的视线。在我国，智能家居的概念是十年前引进，并推入市场。随着社会、经济水平的发展，人们对家居品质的追求也越来越高，要求家居舒适化、安全化，家居生活舒适化、智能化，对智能家居系统的需求也越来越强烈。
远程终端要通过智能家庭安全控制器来控制智能家庭网络中的信息家电设备，首先需要初始化，即在智能家庭安全控制器中建立远程终端与其所能控制的信息家电设备的对应关系，以便在后续进行远程控制时由智能家庭安全控制器对远程终端进行安全性认证。目前所用的WiFi无线传输方式存在大量的电磁辐射干扰，特别是在特殊场合，而且公共场合WiFi无线信号传输会被拦截，存在一定的风险性。
本发明通过在远程终端的初始化过程中通过FPGA编码将有线信号转换成光通讯，直接在本地利用可见光进行相关信息的传输，可提高安全性，避免信息在传输过程中被窃取；另外，用户只需在远程终端上选择需要控制的信息家电设备，并与智能家庭安全控制器利用可见光通讯即可完成初始化过程，显著提高了用户体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于FPGA的实时可见光直接序列扩频通讯设备，通过将无线信号与光信号结合，解决了现有公共场合WiFi无线信号弱，安全性不高的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为基于FPGA的实时可见光直接序列扩频通讯设备，包括发射端和接收端，所述发射端和接收端通过无线信道进行信号传输，所述发射端依次连接有调制模块、FPGA处理模块、第一转换模块和可见光扩频通讯模块，所述调制模块将输入有线信号调制后得到调制信号，然后传输给FPGA信号处理模块，所述FPGA处理后的信号进行无失真放大，经过所述第一转换模块转换成LED调光信号，可见光扩频通讯模块接收到LED调光信号后LED光源发光产生光脉冲信号；
所述接收端依次连接有光接收模块、放大模块、第二转换模块和终端，光接收模块接收到光脉冲信号，经过所述放大模块放大后得到放大信号，所述第二换换模块将放大信号转换成无线信号并输出。
进一步地，所述基于FPGA的实时可见光直接序列扩频通讯设备，还包括：
无线信号生产模块：用于将有线信号转换成无线信号，有线信号传输给FPGA信号编码控制模块，FPGA信号编码控制模块对接收的有线信号进行编码；
驱动电路：将编码后的电路进行无失真放大，使放大后的信号与LED通信匹配；
LED偏置电路：为LED通讯模块提供直流偏置电压，与放大后的信号进行耦合处理产生混合信号。
进一步地，所述可见光扩频通讯模块包括LED模块、采集模块、扩频模块和数据处理模块，所述LED模块的输出端连接采集模块的输入端，所述采集模块的输出端连接扩频模块的输入端，所述扩频模块的输出端连接数据处理模块的输入端。
进一步地，所述终端为电脑、手机、平板。
本发明具有以下有益效果：本发明引入FPGA处理模块应用到可见光通讯扩频技术领域，实现了将有限信号转换成无线光信号，利用了光信号不受电磁波干扰，覆盖面积广，安全性高的特点，使得该通讯设备适用于较大的公共场合。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
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的附图。
图1为基于FPGA的实时可见光直接序列扩频通讯设备的结构框图；
图2为FPGA处理模块的结构框图；
图3为可见光扩频通讯模块的结构框图；
具体实施方式
下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-3所示，本发明为基于FPGA的实时可见光直接序列扩频通讯设备，包括发射端和接收端，发射端和接收端通过无线信道进行信号传输，发射端依次连接有调制模块、FPGA处理模块、第一转换模块和可见光扩频通讯模块，调制模块将输入有线信号调制后得到调制信号，然后传输给FPGA信号处理模块，FPGA处理后的信号进行无失真放大，经过第一转换模块转换成LED调光信号，可见光扩频通讯模块接收到LED调光信号后LED光源发光产生光脉冲信号；接收端依次连接有光接收模块、放大模块、第二转换模块和终端，光接收模块接收到光脉冲信号，经过放大模块放大后得到放大信号，第二换换模块将放大信号转换成无线信号并输出，终端为电脑、手机、平板；该通讯设备包括：无线信号生产模块：用于将有线信号转换成无线信号，有线信号传输给FPGA信号编码控制模块，FPGA信号编码控制模块对接收的有线信号进行编码；驱动电路：将编码后的电路进行无失真放大，使放大后的信号与LED通信匹配；LED偏置电路，为LED通讯模块提供直流偏置电压，与放大后的信号进行耦合处理产生混合信号；可见光扩频通讯模块包括LED模块、采集模块、扩频模块和数据处理模块，LED模块的输出端连接采集模块的输入端，采集模块的输出端连接扩频模块的输入端，扩频模块的输出端连接数据处理模块的输入端。
本实施例的一个具体应用为：本发明通过调制模块将输入有线信号调制后得到调制信号，然后传输给FPGA信号处理模块，FPGA处理后的信号进行无失真放大，经过第一转换模块转换成LED调光信号，可见光扩频通讯模块接收到LED调光信号后LED光源发光产生光脉冲信号，光接收模块接收到光脉冲信号，经过放大模块放大后得到放大信号，第二换换模块将放大信号转换成无线信号并输出。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。