一种自由空间光通信系统的制作方法

本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种自由空间光通信系统。

背景技术：

目前随着计算机、网络、通信技术的飞速发展，现代化制造设备的无线控制成为了一个重要的研究方向。而自由空间光通信在军事和民用领域都有着广泛的应用前景。自由空间光通信光路的对准是系统中重要的一环。如何对自由空间光通信设备进行光路对准是其中必须解决的一个问题。

传统的光路对准采取手动调整或通过外接一个手持终端来控制。但是这些对准方式精度不高，效率低，不便携。

而目前各类平板电脑、智能手机使用便捷，可以通过WiFi，GPRS，4G等多种移动网络通信。因此，它们越来越广泛地被作为一种控制设备应用在自由空间光通信控制系统中。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有技术中自由空间光通信设备在光路对准中采取手动调整或通过外接一个手持终端来控制，对准精度不高，效率低，受设备所处空间影响大，不够灵活便携的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种自由空间光通信系统，包括自由空间光通信设备、WIFI处理器和监控装置，所述自由空间光通信设备通过所述WIFI处理器与所述监控装置连接，以通过所述WIFI处理器与所述监控装置进行数据交互，使所述监控装置发送反 馈控制信号对所述自由空间光通信设备的光路进行调整，以实现本端的所述自由空间光通信设备与远端的所述自由空间光通信设备的光路的对准。

其中，所述自由空间光通信设备包括光学天线、光收发器和微处理器，所述光学天线与所述光收发器连接，用于获取光信号并发送至所述光收发器并接收所述光收发器发送的反馈控制信号并发射光信号；所述光收发器与所述微处器理连接，用于将光信号转化为电信号发送至所述微处理器并接收所述微处理器发送的反馈控制信号；所述微处理器与所述WIFI处理器连接，用于对电信号进行处理获得光信息数据并发送至所述WIFI处理器并接收所述WIFI处理器发送的反馈控制信号。

其中，所述光学天线包括发射天线和接收天线。

其中，所述自由空间光通信设备还包括跟踪器，所述跟踪器与所述微处理器连接，用于接收所述微处理器发送的信号并根据信号对所述光学天线的发射和接收的光信号的方向进行调整。

其中，所述监控装置包括步进电机控制器和WIFI配置器，所述步进电机控制器用于对搭载所述光学天线的步进电机进行控制；所述WIFI配置器用于对所述WIFI处理器产生WIFI网络进行设置。

其中，所述监控装置还包括光功率显示器，所述光功率显示器用于实时显示本端的所述自由空间光通信设备和远端的所述自由空间光通信设备的接收光功率

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：自由空间光通信设备通过WIFI处理器产生的WIFI网络与监控装置传递信号，进行数据交互，监控装置根据接收到的数据信号对自由空间光通信设备的实时收发的光信号的光路进行调整，以实现本端的自由空间光通信设备与远端的自由空间光通信设备之间的光路对准。监控装置可使用手机、计算机等方便携带和移动的终端设备，WIFI处理器产生WIFI网络信号 稳定不受空间地域限制，不受自由空间光通信设备空间位置的限制，对自由空间光通信设备的收发光路进行智能化及自动化的检测与监控，能够及时对光路进行对准，操作简单耗时短，有效地克服了现有技术中自由空间光通信系统存在的对准精度不高，效率低，不便携等缺陷。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例自由空间光通信系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例自由空间光通信系统的监控装置的结构示意图。

图中：1：光学天线；2：发射天线；3：接收天线；4：光收发器；5：微处理器；6：跟踪器；7：WIFI处理器；8：监控装置；81：步进电机控制器；82：WIFI配置器；83：光功率显示器；101：自动跟踪；102：手动调节；103：电机复位；201：微步；202：小步；203：中步；204：大步；301：本端接收；302：远端接收。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是 固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1所示，本实用新型实施例提供的自由空间光通信系统，包括自由空间光通信设备、WIFI处理器7和监控装置8，自由空间光通信设备通过WIFI处理器7与监控装置8连接，以通过WIFI处理器7与监控装置8进行数据交互，使监控装置8发送反馈控制信号对自由空间光通信设备的光路进行调整，以实现本端的自由空间光通信设备与远端的自由空间光通信设备的光路的对准。

自由空间光通信设备通过WIFI处理器产生的WIFI网络与监控装置传递信号，进行数据交互，监控装置根据接收到的数据信号对自由空间光通信设备的实时收发的光信号的光路进行调整，以实现本端的自由空间光通信设备与远端的自由空间光通信设备之间的光路对准。监控装置可使用手机、计算机等方便携带和移动的终端设备，WIFI处理器产生WIFI网络信号稳定不受空间地域限制，不受自由空间光通信设备空间位置的限制，对自由空间光通信设备的收发光路进行智能化及自动化的检测与监控，能够及时对光路进行对准，操作简单耗时短，有效地克服了现有技术中自由空间光通信系统存在的对准精度不高，效率低，不便携等缺陷。

其中，自由空间光通信设备包括光学天线1、光收发器4和微处理器5，光学天线1与光收发器4连接，用于获取光信号并发送至光收发器4并接收光收发器4发送的反馈控制信号并发射光信号；光收发器4与微处器理5连接，用于将光信号转化为电信号发送至微处理器5并接收微处理器4发送的反馈控制信号；微处理器4与WIFI处理器7连 接，用于对电信号进行处理获得光信息数据并发送至WIFI处理器7并接收WIFI处理器7发送的反馈控制信号。光收发器将由光学天线处接收到的光信号转换成电信号传输到微处理器中，微处理器对电信号进行处理，然后将处理形成光功率等数据信息通过WIFI处理器产生的WIFI网络传递给监控装置；监控装置根据接收到的数据信息生成对光学天线收发光信号的路径控制的反馈控制信号，反馈控制信号再次通过WIFI处理器产生的WIFI网络传输至微处理器中，微处理器接收反馈控制信号并控制自由空间光通信设备对光路进行调整。

具体的，光学天线1包括发射天线2和接收天线3。发射天线用于扩束准直，将光信号光束的发散角压缩，在长距离传输时使光信号的能量更集中。接收天线用于增大接收面积，减少背景光的干扰，压缩接收视野，增强接收到的光信号的能量，使接受信号更加精准，并将接收到的光信号耦合到光收发器中。

进一步的，自由空间光通信设备还包括跟踪器6，跟踪器6与微处理器5连接，用于接收微处理器5发送的信号并根据信号对光学天线1的发射和接收的光信号的方向进行调整。跟踪器与微处理器相连接，跟踪器通过接收微处理器的命令对光学天线的发射和接收的光信号的光路进行调整，用于对本端与远端的自由空间光工信设备的光路的对准。跟踪器的工作过程包括手动调整和自动跟踪两个部分，对于手动调整是指通过手动控制监控装置从而控制跟踪器对自由空间光通信设备进行微调；对于自动跟踪，跟踪器的探测器通过接收到的光信息获取光斑的位置，将位置信息传递给微处理器，微处理器输出反馈信号控制光路矫正单元对光轴进行调节，在自动跟踪过程中这个过程会一直持续进行，直到光斑中心位置达到理想位置，跟踪器将对准信号传递给微处理器，完成光路对准。

其中，如图2所示，监控装置8包括步进电机控制器81和WIFI配置器82，步进电机控制器81用于对搭载光学天线1的步进电机进行控制；WIFI配置器82用于对WIFI处理器7产生WIFI网络进行设置。 其中，监控装置8还包括光功率显示器83，光功率显示器83用于实时显示本端的自由空间光通信设备和远端的自由空间光通信设备的接收光功率。监控装置8主要由步进电机控制器81、WIFI配置器82和光功率显示器83三个部分组成。步进电机承载着光学天线，用于改变光学天线发射和接收的方向。步进电机控制器81对步进电机的控制主要包括自动跟踪101，手动调节102和电机复位103，自动跟踪101是指当本端的自由空间光通信设备和远端自由空间光通信设备的接收光功率大于一定值时可以通过微处理器启动跟踪器中的自动跟踪功能，自动控制步进电机的调节，本端的自由空间光通信设备和远端的自由空间光通信设备就能实现光路自动对准；手动调节102时可以选择调节的精度分为大步204、中步203、小步202、微步201，WIFI处理器通过接收监控装置的步进电机控制器发送的手动调整信号，并将信号发送至微处理器，微处理器控制跟踪器对步进电机按其细分数(1/8，1/4，1/2，1)进行(微步/小步/中步/大步)的调节，确保了调整的精度；电机复位103是指使电机的位置恢复到初始的中心位置以便于开始的调节。WIFI配置器82能对供微处理器与监控装置连接的WIFI处理器产生的WIFI网络进行设置。光功率显示器83可使监控装置对自由空间光通信设备的实时的本端接收301与远端接收302的光信号功率进行显示，以便操作人员观测，对光路进行及时适宜的调节。

综上所述，自由空间光通信设备通过WIFI处理器产生的WIFI网络与监控装置传递信号，进行数据交互，监控装置根据接收到的数据信号对自由空间光通信设备的实时收发的光信号的光路进行调整，以实现本端的自由空间光通信设备与远端的自由空间光通信设备之间的光路对准。监控装置可使用手机、计算机等方便携带和移动的终端设备，WIFI处理器产生WIFI网络信号稳定不受空间地域限制，不受自由空间光通信设备空间位置的限制，对自由空间光通信设备的收发光路进行智能化及自动化的检测与监控，能够及时对光路进行对准，操作简单耗时短，有效地克服了现有技术中自由空间光通信系统存在的 对准精度不高，效率低，不便携等缺陷。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。