一種基于LED可見光通信技術的無輻射胎教裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種基于LED可見光通信技術的無輻射胎教裝置，實現通過LED可見光通信技術進行數據通信的功能。本發明專利技術裝置包括系統發送模塊、系統接收模塊、顯示模塊及控制模塊。通過本發明專利技術的設計裝置，在進行使用時，通過選擇不同模式來確定不同胎教方式，手持裝置發射端，將接收端放置在孕婦的肚子上，就可進行胎教行為。本發明專利技術不僅用更綠色的通信方式進行數據的傳播，不會產生電磁輻射，確保了孕婦在使用中的絕對安全。該裝置進行胎教時，可以很直觀的觀察到腹中胎兒的反應，并且裝置體積小巧、攜帶方便。

【技術實現步驟摘要】
一種基于LED可見光通信技術的無輻射胎教裝置
本專利技術設計了一種基于LED可見光通信技術的無輻射胎教裝置，尤其涉及了可見光通信技術，屬于通信

技術介紹
現代醫學證實胎兒確有接受教育的潛在奇能，孕26周左右胎兒的條件反射基本上已經形成。在孕26周前后，科學、適度地給予早期人為干預，可以使胎兒各感覺器官在眾多的良性信號刺激下，功能發育得更加完善，同時還能起到發掘胎兒心理潛能的積極作用，為出生后的早期教育奠定下良好基礎。然而，不正確的胎教方式會給胎兒造成負面影響，因此在孕期中使用科學有效的胎教裝置十分必要。
技術實現思路
本專利技術為了解決傳統胎教裝置在使用過程中帶來的負面影響，設計出一種基于LED可見光通信技術的無輻射胎教裝置。通過手持裝置的控制鍵選擇相應胎教模式，手持裝置與系統接收模塊通過LED可見光進行數據的通信，系統接收模塊接收到信息后有相應工作模式。由于在LED可見光進行通信是將電能量轉變為光能量再轉變為電能量，光能量(光輻射信號)不屬于電磁輻射，所以在進行胎教行為時無電磁輻射對人體的傷害，同時可進行光照胎教。本專利技術涉及的裝置包含了系統發送模塊、系統接收模塊、顯示模塊及控制模塊四個部分。顯示模塊、控制模塊分別與系統發送模塊相連組成手持裝置，系統接收模塊組成的接收裝置在使用時放置在孕婦腹部。系統發送模塊包含發光二極管、發送主控PCB電路板，其中發送主控PCB電路板由偏置器與調制電路共同組成。所述系統發送模塊利用發光二極管高速點滅的發光響應特性，將調制的可見光信號直接在空氣中傳輸。系統發送模塊包含光發射系統，它是利用半導體器件高速點滅的發光響應特性，將調制的可見光信號直接在空氣中傳輸，使可見光通信與照明相結合構建出照明和通信兩用基站燈，為通信提供了一種全新的帶寬接入方式。發光二極管是電流驅動的單向導通器件，為了保證發光二極管的正常工作，其驅動電路一般采用恒流源且采用高密度的集成電路。顯示模塊為顯示屏，用于顯示當前工作模式與工作狀態，顯示模塊與系統發送模塊相連。控制模塊包含安全電源、控制鍵、存儲器。按鍵實現對裝置功能的選擇控制；存儲器用于讀取外置存儲設備的數據；安全電源用于供電，以上三部分協同合作對手持裝置進行控制。顯示模塊、控制模塊分別與系統發送模塊的調制電路直接相連并進行數據通信，通過選擇不同模式在顯示屏上顯示不同內容，進行不同胎教行為。系統接收模塊包含接收主控PCB電路板、揚聲器，其中接收主控PCB電路板由光電探測器、解調器、帶通濾波器共同組成的。光接收系統中使用的光電探測器，是一種把光輻射信號(光能量)轉變成為電信號(電能量)的器件，其原理是基于光輻射與物質的相互作用所產生的光電效應；揚聲裝置將經過調制的濾波信號進行處理后可進行外放。本專利技術所述裝置具有積極的效果：(1)本專利技術采用可見光通信技術能夠有效避免使用過程中電磁輻射的產生；(2)在進行光照胎教時，本裝置更科學的使用黃光光源，合理的控制時間，有效促進胎兒視覺功能的建立和發育。附圖說明圖1是本專利技術中基于LED可見光通信技術的無輻射胎教裝置的結構示意圖。圖2是本專利技術的胎教裝置框圖。上述附圖中圖1的標記如下：1、發光二極管；2、發送端外殼；3、發送主控PCB電路板；4、控制鍵；5、顯示屏；6、存儲器；7、安全電源；8、接收端外殼；9、揚聲器；10、接收主控PCB電路板。具體實施方式下面結合附圖闡述本專利技術的具體實施方式。如圖1所示的本專利技術中基于LED可見光通信技術的無輻射胎教裝置的結構示意圖，用于孕婦懷孕中后期對胎兒進行胎教，包括圖示的10種組成部分。1～7組成發送端，8～10組成接收端。首先通過發送端的選擇控制鍵確定模式，不同的按鈕觸發系統模塊不同工作狀態。光照胎教模式下，光發射系統中的發光二極管點亮，發出波長為570nm的黃光，此時無數據通信，孕婦只需將裝置緊貼腹壁照射腹中胎兒頭部方向即可，每次胎教光照時間及頻率已經設定好，每次五分鐘；音樂胎教模式下，光發射系統中通信發射部分開始工作，讀取內存中的音頻數據，對從函數發生器產生的正弦波信號進行放大，隨后，將放大后的信號加載到由恒流源驅動的LED發光二極管的直流偏置電流上，也就是把原始的二進制比特流經過預處理和編碼調制之后，驅動發光二極管，對發光二極管進行強度調制，將電信號轉換為光信號。其中，因為PIN硅光電平面二極管具有電容小、渡越時間短、靈敏度高、溫度不敏感、適用場合受限制較少等特點，而且廉價、體積小、重量親、可靠性好、使用方便，因而在此裝置中選用這類二極管。在發射端進行的數據處理中，預處理指的是預均衡，為了補償器件、信道對信號帶來的失真，通過采用預均衡技術提高發光二極管的響應帶寬，提高傳輸速率。由于LED光源發出的是非相干光，無法提供穩定的載波，所以VLC鏈路采用光強調制和直接檢測的方法，通信鏈路主要選擇直射式數據連接。然后承載著傳輸數據的光信號在自由空間內進行傳輸，通過接收機前端的透鏡，聚焦到光電探測器上，因為PIN光電探測器的波長響應范圍大約為0.4～1.1μm，所以很適合做此裝置的信號檢測，接著光電探測器將接收到的光信號轉換為電信號，需經接收電模塊，就是用來對此電信號進行解調和數字信號處理，從而恢復原始數據。解調芯片內包括低噪聲放大器，自動增益控制電路，時鐘恢復電路及數字你信號處理模塊等，PIN接受的信號首先經過低噪聲自動增益控制放大器放大，然后送入解調模塊解調。OFDM信號解調后將恢復的信號進行后端的信號處理與均衡，然后由FPGA進行MAC解析，最終恢復出原始的數據。同時會在對信號處理時進行濾波，濾出500～2000HZ以外的頻段，這是科學研究得出的對胎兒安全的頻段范圍，不會對胎兒會造成的危害。當設備電量不足時，可使用充電設備對其進行充電。如進行胎教作業時不想繼續使用，可通過選擇按鍵關閉設備。如圖2所示的本專利技術中胎教裝置框圖，包含了系統發送模塊、系統接收模塊、顯示模塊、控制模塊四個部分。通過控制模塊選擇工作模式，系統發送模塊收到指令信息后在顯示模塊中顯示，同時系統發送模塊通過發光二極管發送數據，最后系統發送模塊接收數據，數據通信完成。以上是對本專利技術的一個實施例進行了詳細說明，而非對本專利技術的限制，有關
的技術人員在不脫離本專利技術的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換和變化從而可以得到相對應的等同的技術方案，因此所有等同的技術方案均應該歸入本專利技術的專利保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于LED可見光通信技術的無輻射胎教裝置，實現了通過LED可見光通信進行數據通信的功能，其特征在于包含系統發送模塊、系統接收模塊、顯示模塊、控制模塊，所述系統發送模塊、顯示模塊、控制模塊組成手持裝置，系統接收模塊組成接收裝置在使用時放置在孕婦腹部位置。

【技術特征摘要】
1.一種基于LED可見光通信技術的無輻射胎教裝置，實現了通過LED可見光通信進行數據通信的功能，其特征在于包含系統發送模塊、系統接收模塊、顯示模塊、控制模塊，所述系統發送模塊、顯示模塊、控制模塊組成手持裝置，系統接收模塊組成接收裝置在使用時放置在孕婦腹部位置。2.如權利要求1所述的系統發送模塊，其特征在于包含了發光二極管(1)、發送主控PCB電路板(3)，其中發送主控PCB電路板(3)由偏置器與調制電路共同組成，所述系統發送模塊利用發光二極管高速點滅的發光響應特性，將調制后的可見光信號直接在空氣中傳輸。3.如權利要求1所述的顯示模塊、控制模塊，其特征在于顯示...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戈立軍，肖冰瑞，李明陽，郭瑞民，王蕭蕭，趙瑞君，姜航旗，
申請(專利權)人：天津工業大學，
類型：發明
國別省市：天津,12