光通讯系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种光通讯系统，包括信号发射系统和信号接收系统和转换器，所述转换器能够将数字信号转换为光信号；所述信号发射系统包括计算机A和转换器A，所述计算机A通过所述转换器A连接有光信号发射机A、光信号接收机A和光捕捉伺服自动控制装置A，所述计算机A通过所述转换器A为所述光信号发射机A提供信号源，所述计算机A还通过转换器A接收所述光信号接收机A的信号；所述光捕捉伺服自动控制装置A用来控制所述信号接收机A的接收角度；所述信号接收系统与所述信号发射系统结构相同，用来接收信号发射系统的信号，本系统由于采用一体化设计，自动完成通讯信息的接收/发射，实现了以光作为传输信息载体的舰艇间通讯的目的。
【专利说明】光通讯系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种可见光通讯智能控制系统，可实现在复杂的战场电磁环境下 舰艇编队间的信息通讯。
【背景技术】
[0002] 在未来高技术局部战争中，各种现代武器装备释放的电磁波、敌我双方电子对抗 发射的电磁波、民用电磁设备辐射的电磁波以及自然界产生的电磁波纵横交叠，构成了极 其复杂的电磁环境。战场电磁环境的复杂性以及现代战争的高时效性，对我军舰艇通讯提 出了严峻的挑战。
[0003] 目前，我军舰艇编队间的通讯方式主要包括两个方面：一是无线电通讯；二是旗 语(灯光）通讯。然而，在当今复杂的电磁环境下这两种方式均存在着不足。
[0004] 无线电通讯方式：在复杂的战场电磁环境下极易受敌方电磁干扰，从而导致通讯 错误、中断；为了保密安全，战时必需保持无线电静默。
[0005] 旗语(灯光）通讯方式：在准确传输信号方面存在着诸多制约因素，一是目前的兵 役制度，限制了信号兵专业技能的熟练掌握与提高；二是海上风浪等恶劣天候环境的影响； 三是信号兵受自身心理、体能素质所限，人为造成信号传输出错率较高；四是受旗语(灯光） 表达形式所限，使得传输的指令不能过于复杂，难以满足现代战争的高时效性要求。
[0006] 显然，舰艇编队间目前这种通讯方式，难以适应未来复杂电磁环境高技术局部战 争需求，迫切需要研究改进。
【发明内容】
[0007] 本实用新型的目的是提供一种在军内各类舰艇编队间通讯的光通讯系统，实现在 复杂电磁环境和恶劣天候条件下舰艇编队间通信效能的提高。
[0008] 本实用新型采取的技术方案为：一种光通讯系统，包括信号发射系统和信号接收 系统和转换器，所述转换器能够将数字信号转换为光信号；所述信号发射系统包括计算机 A和转换器A，所述计算机A通过所述转换器A连接有光信号发射机A、光信号接收机A和光 捕捉伺服自动控制装置A，所述计算机A通过所述转换器A为所述光信号发射机A提供信号 源，所述计算机A还通过转换器A接收所述光信号接收机A的信号；所述光捕捉伺服自动控 制装置A用来控制所述信号接收机A的接收角度；所述信号接收系统包括计算机B和转换 器B，所述计算机B通过所述转换器B连接有光信号发射机B、光信号接收机B和光捕捉伺 服自动控制装置B，所述计算机B通过所述转换器B为所述光信号发射机B提供信号源，所 述计算机B还通过转换器B接收所述光信号接收机B的信号；所述光捕捉伺服自动控制装 置B用来控制所述信号接收机B的接收角度；所述光信号发射机A和所述光信号接收机B、 所述光信号接收机A和所述光信号发射机B之间能够传递光信号。
[0009] 上述方案中，所述转换器A和所述计算机A位于舰艇A的驾驶室内，所述光信号发 射机A、所述光信号接收机A和所述光捕捉伺服自动控制装置A位于舰艇A的定层甲板上； 所述转换器B和所述计算机B位于舰艇B的驾驶室内，所述光信号发射机B、所述光信号接 收机B和所述光捕捉伺服自动控制装置B位于舰艇B的定层甲板上。
[0010] 上述方案中，所述光信号发射机A和所述光信号发射机B均由控制单元和LED发 光板，所述控制单元用来控制所述LED发光板的发光亮度或发光形状。
[0011] 本实用新型的优点在于：1、系统由于采用一体化设计，自动完成通讯信息的接收 /发射，实现了以光作为传输信息载体的舰艇间通讯的目的。2、运用自动控制技术、电子技 术与电路设计原理，将光捕捉伺服自动控制系统(装置)、光信号接收机/发射机装置优化集 成，实现了光的自动搜寻、定位、跟踪控制以及光图标的智能显示。3、在系统的通讯安全方 面，由于采用了数字与光信号转换技术，编码编程方式与光图标样式多种多样，并可预先制 定多套预案，外界难以破解保密性强。4、光通讯系统彻底解决了当前舰艇编队间旗语(灯 光）通讯所存在的问题，且该系统操作简便、易于掌握。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为系统发送信息设计方案框图。
[0013] 图2为系统接收信息设计方案框图。
[0014] 图3为系统结构组成示意图。
[0015] 图4为发射系统数据控制流程框图。
[0016] 图5为接收系统数据控制流程框图。
[0017] 图6为光捕捉伺服自动控制装置控制流程框图。
【具体实施方式】
[0018] 如图1和图2为系统设计方案。传输方将需传输的指令信息输入，经指令信息转 换，然后将指令信息发射出去；接收方接收指令信息，经指令信息转换，再将指令信息还原 出来。传输方和接收方均配备一套光通讯系统，在光系统中反复进行交替"发/收"与"收 /发"操作，从而达到编队中舰艇间相互通讯的目的。
[0019] 如图3所示，为系统结构组成。本实用新型采取检测、分析、处理、控制一体化的结 构形式。具体包括信号发射系统和信号接收系统和转换器，所述转换器能够将数字信号转 换为光信号；所述信号发射系统包括计算机A和转换器A，所述计算机A通过所述转换器A 连接有光信号发射机A、光信号接收机A和光捕捉伺服自动控制装置A，所述计算机A通过 所述转换器A为所述光信号发射机A提供信号源，所述计算机A还通过转换器A接收所述 光信号接收机A的信号；所述光捕捉伺服自动控制装置A用来控制所述信号接收机A的接 收角度；所述信号接收系统包括计算机B和转换器B，所述计算机B通过所述转换器B连接 有光信号发射机B、光信号接收机B和光捕捉伺服自动控制装置B，所述计算机B通过所述 转换器B为所述光信号发射机B提供信号源，所述计算机B还通过转换器B接收所述光信 号接收机B的信号；所述光捕捉伺服自动控制装置B用来控制所述信号接收机B的接收角 度；所述光信号发射机A和所述光信号接收机B、所述光信号接收机A和所述光信号发射机 B之间能够传递光信号。所述转换器A和所述计算机A位于舰艇A的驾驶室内，所述光信号 发射机A、所述光信号接收机A和所述光捕捉伺服自动控制装置A位于舰艇A的定层甲板 上；所述转换器B和所述计算机B位于舰艇B的驾驶室内，所述光信号发射机B、所述光信 号接收机B和所述光捕捉伺服自动控制装置B位于舰艇B的定层甲板上。
[0020] 如图4和图5所示，为系统数据控制流程。发送系统数据控制流程为：指令信息输 入--指令信息编码(汉字/数码）--编码信息(数/电）转换--光电控制指令--呈 现出光图标，其中汉字转换成数码的编码方式采用四角号码形式，每个汉字编码由4位从 〇到9的阿拉伯数字组成，然后以二进制数的形式在矩阵式发光板呈现出光图标，光图标 以方形、圆形等基本图形表现，甚至可以直接以简单汉字的形式出现；接收系统数据控制流 程为：接收光图标--光图标信号解码（图/码）--解码后的指令数据还原--汉字显示 指令信息。
[0021] 如图6所示，为光捕捉伺服自动控制装置控制流程。光通讯专用计算机发出指令 数据(或接收反馈信息数据）--数/电（A/D或D/A)转换--光捕捉电控制指令--光 捕捉伺服自动控制装置接收电控制指令(或反馈信息指令)，伺服控制光信号接收机自动搜 寻、定位、跟踪传输方发射的光图标信号。
[0022] 光通讯系统的工作按以下三个步骤进行。
[0023] 第一步：当舰艇编队进入无线电静默区时(或下达舰艇编队实施无线电静默指令 后)，编队各舰艇开启光通讯系统。
[0024] 第二步：光通讯系统工作。
[0025] 首先进行光通讯前的准备工作。舰艇编队中指挥舰艇(或是某一舰艇)光信号发射 机A上由高亮度矩阵式LED发光板呈现出准备通讯信号满板长亮光图标(或是请求通讯信 号满板长亮光图标)，编队中靠指挥舰艇(或是某一舰艇）最近的舰艇上的光捕捉伺服自动 控制装置B自动搜寻，当发现指挥舰艇(或是某一舰艇）光信号发射机A上矩阵式发光板呈 现出的准备通讯信号满板长亮光图标(或是请求通讯信号满板长亮光图标）时，自动控制光 信号接收机B，将光信号接收机B与指挥舰艇(或是某一舰艇）的光信号发射机A上矩阵式 LED发光板对准并实时跟踪；与此同时，编队中靠指挥舰艇(或是某一舰艇)最近的舰艇通过 自身的光信号发射机A上由高亮度矩阵式LED发光板呈现出回复信号满板长亮光图标，指 挥舰艇(或是某一舰艇）上的光捕捉伺服自动控制装置A也已启动工作，自动搜寻编队中靠 指挥舰艇(或是某一舰艇）最近的舰艇上光信号发射机B呈现出的回复信号满板长亮光图 标，当发现回复信号满板长亮光图标时，自动控制光信号接收机A，将光信号接收机A的矩 阵式LED发光板对准并实时跟踪，此时，通讯双方舰艇上的光通讯专用计算机上显示出"完 成光通讯准备"可以进行通讯。
[0026] 当两舰艇完成光通讯前准备工作后，即可进行舰艇间相互通讯。指挥舰艇(或是某 一舰艇）在计算机A以汉字方式输入指令内容(或是通讯内容)，完毕后点击发送，系统编码 软件将以汉字方式输入的指令内容(或是通讯内容)进行编码，然后再将其送至转换器A，经 转换器A转换后的电参量传输至光信号发射机A，光信号发射机A的控制单元依据电参量控 制光信号发射机A上的LED发光板，并按一定的时间频率以不同的光图标形式呈现在发光 板上；此时，接收方（即编队中靠指挥舰艇(或是某一舰艇）最近的舰艇）上的光信号接收机 B，同步接收指挥舰艇(或是某一舰艇）光信号发射机A上LED发光板所实时呈现的光图标， 然后经光信号解码软件解码，在计算机上以汉字方式还原出指挥舰艇(或是某一舰艇）发出 的指令内容(或是通讯内容);接收方收到指令内容(或是通讯内容)后，再以相同的方式回复 指挥舰艇(或是某一舰艇)，即重复上述过程，指挥舰艇(或是某一舰艇）在计算机上即可收 到回复信息。以此类推，反复交替"发/收"与"收/发"，完成以光作为传输信息载体的舰 艇间通讯。
[0027] 第三步：当舰艇编队驶出无线电静默区时(或下达解除舰艇编队无线电静默指令 后)，编队各舰艇将关闭光通讯系统。
【权利要求】
1. 一种光通讯系统，其特征在于，包括信号发射系统和信号接收系统和转换器，所述转 换器能够将数字信号转换为光信号；所述信号发射系统包括计算机A和转换器A，所述计算 机A通过所述转换器A连接有光信号发射机A、光信号接收机A和光捕捉伺服自动控制装置 A，所述计算机A通过所述转换器A为所述光信号发射机A提供信号源，所述计算机A还通 过转换器A接收所述光信号接收机A的信号；所述光捕捉伺服自动控制装置A用来控制所 述信号接收机A的接收角度；所述信号接收系统包括计算机B和转换器B，所述计算机B通 过所述转换器B连接有光信号发射机B、光信号接收机B和光捕捉伺服自动控制装置B，所 述计算机B通过所述转换器B为所述光信号发射机B提供信号源，所述计算机B还通过转 换器B接收所述光信号接收机B的信号；所述光捕捉伺服自动控制装置B用来控制所述信 号接收机B的接收角度；所述光信号发射机A和所述光信号接收机B、所述光信号接收机A 和所述光信号发射机B之间能够传递光信号。
2. 根据权利要求1所述的一种光通讯系统，其特征在于，所述转换器A和所述计算机A 位于舰艇A的驾驶室内，所述光信号发射机A、所述光信号接收机A和所述光捕捉伺服自动 控制装置A位于舰艇A的定层甲板上；所述转换器B和所述计算机B位于舰艇B的驾驶室 内，所述光信号发射机B、所述光信号接收机B和所述光捕捉伺服自动控制装置B位于舰艇 B的定层甲板上。
3. 根据权利要求1或2所述的一种光通讯系统，其特征在于，所述光信号发射机A和所 述光信号发射机B均由控制单元和LED发光板构成，所述控制单元用来控制所述LED发光 板的发光亮度或发光形状。
【文档编号】H04B10/11GK203872177SQ201420124825
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】臧曙, 杨德山, 彭镇 申请人:中国人民解放军镇江船艇学院