一种可见光通信系统及方法与流程

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种可见光通信系统及方法。

背景技术：

智能家电设备是在互联网影响之下物联化的体现，通过物联网技术将家中的各种智能家电设备连接到一起，以实现智能设备的远程控制等多种功能。

随着无线通信技术的发展，已有多种无线通信方式用于构建智能家电设备的通信系统，如蓝牙、wifi、zigbee、4g等无线通信方式。在智能家居环境下，由于室内环境内的无线通信容易受到墙体和家具等物体阻挡，需要增加通信的功率以保障无线通信，而功率过高又容易导致智能家电设备之间无线通信的干扰，当存在多个智能家电通信时，需要较长时间进行联网搜索。

因此，如何提出一种用于智能家电的通信系统，能够避免无线通信的干扰和延时，以提高智能家电设备的通信可靠性成为业界亟待解决的重要课题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种可见光通信系统及方法。

一方面，本发明提出一种可见光通信系统，包括主节点通信设备和至少一级可见光通信设备，其中：

每级所述可见光通信设备包括至少一个智能家电设备和/或可见光通信从节点插排，每级所述可见光通信设备包括的所述智能家电设备与所述主节点通信设备可见光通信连接，或者与上一级可见光通信从节点插排可见光通信连接，每级所述可见光通信设备包括的所述可见光通信从节点插排与所述主节点通信设备可见光通信连接，或者与上一级可见光通信从节点插排可见光通信连接；其中，所述主节点通信设备为可见光通信主节点插排或者可见光通信插座。

其中，所述可见光通信主节点插排包括插头、第一插座本体、第一变压器和第一可见光通信模块，所述插头通过第一连接线连接所述第一插座本体，所述第一变压器和所述第一可见光通信模块设置在所述第一插座本体内，所述第一变压器与所述第一可见光通信模块相连，所述第一变压器用于将市电电压转换为所述第一可见光通信模块的工作电压；

所述第一可见光通信模块包括至少一个第一可见光收发单元和第一可见光协议处理单元，所述第一可见光协议处理单元分别与各个所述第一可见光收发单元相连，所述第一插座本体上设置至少一个第一插孔，每个所述第一插孔对应设置一个第一可见光通信孔，所述第一可见光收发单元与所述第一可见光通信孔一一对应，每个所述第一可见光通信孔与对应的第一可见光收发单元之间设置第一可见光通信线缆，所述第一可见光通信线缆用于传输可见光信号，实现所述第一可见光通信模块与第一级可见光通信设备的可见光通信连接，各条所述第一可见光通信线缆固定设置在所述第一插座本体内，每条所述第一可见光通信线缆的一端插入对应的所述第一可见光通信孔。

其中，所述可见光通信插座包括插座主体、第二变压器和第二可见光通信模块，所述第二变压器和所述第二可见光通信模块设置在所述插座主体内，所述第二变压器与所述第二可见光通信模块相连，所述第二变压器用于将市电电压转换为所述第二可见光通信模块的工作电压；

所述第二可见光通信模块包括至少一个第二可见光收发单元和第二可见光协议处理单元，所述第二可见光协议处理单元与各个所述第二可见光收发单元相连，所述插座主体上设置至少一个第二插孔，每个所述第二插孔对应设置一个第二可见光通信孔，所述第二可见光收发单元与所述第二可见光通信孔一一对应，所述第二可见光通信孔与对应的第二可见光收发单元之间设置第二可见光通信线缆，所述第二可见光通信线缆用于传输可见光信号，实现所述第二可见光通信模块与第一级可见光通信设备的可见光通信连接，各条所述第二可见光通信线缆固定设置在所述插座主体内，每条所述第二可见光通信线缆的一端插入对应的所述第二可见光通信孔。

其中，所述智能家电设备包括第三可见光通信模块和第一可见光通信插头，所述第一可见光通信插头通过第二连接线将所述智能家电设备接入市电，所述第三可见光通信模块包括第三可见光收发单元和第三可见光协议处理单元，所述第三可见光收发单元和所述第三可见光协议处理单元相连，所述第一可见光通信插头设置插脚的一侧设置一个第三可见光通信孔，所述第三可见光通信孔与所述第三可见光收发单元之间设置第三可见光通信线缆，所述第三可见光通信线缆用于传输可见光信号，实现所述第三可见光通信模块与所述主节点通信设备或者所述上一级可见光通信从节点插排的可见光通信连接，所述第三可见光通信线缆的一端插入所述第三可见光通信孔。

其中，所述可见光通信从节点插排包括第二可见光通信插头、第二插座本体、第三变压器和第四可见光通信模块，所述第二可见光通信插头通过第三连接线连接所述第二插座本体，所述第三变压器和所述第四可见光通信模块设置在所述第二插座本体内，所述三变压器与所述第四可见光通信模块相连，所述第三变压器用于将市电电压转换为所述第四可见光通信模块的工作电压；

所述第二可见光通信插头设置插脚的一侧设置一个第五可见光通信孔，所述第五可见光通信孔与对应的第四可见光收发单元之间设置第四可见光通信线缆，所述第四可见光通信线缆用于传输可见光信号，实现所述第四可见光通信模块与所述主节点通信设备或者所述上一级可见光通信从节点插排的可见光通信连接，所述第四可见光通信线缆的一端插入所述第五可见光通信孔；

所述第四可见光通信模块包括多个第四可见光收发单元和第四可见光协议处理单元，所述第四可见光协议处理单元分别与各个所述第四可见光收发单元相连，所述第二插座本体上设置至少一个第三插孔，每个所述第三插孔对应设置一个第四可见光通信孔，一个所述第四可见光收发单元与所述第五可见光通信孔对应，其余的所述第四可见光收发单元与所述第四可见光通信孔一一对应，每个所述第四可见光通信孔与对应的第四可见光收发单元之间设置第五可见光通信线缆，所述第五可见光通信线缆用于传输可见光信号，实现所述第四可见光通信模块与下一级可见光通信设备的可见光通信连接，各条所述第五可见光通信线缆固定设置在所述第二插座本体内，每条所述第五可见光通信线缆的一端插入对应的所述第四可见光通信孔。

其中，所述主节点通信设备包括处理器和附加功能模块，所述处理器与所述附加功能模块相连。

其中，所述附加功能模块为继电器，所述继电器用于控制所述主节点通信设备与市电电源的连通和关断。

其中，所述附加功能模块为通信单元，所述通信单元用于实现有线或者无线通信。

另一方面，本发明提供一种采用上述任一实施例所述的可见光通信系统的可见光通信方法，包括：

主节点通信设备分别向第一级可见光通信设备中的各个可见光通信设备发送各自对应的起始封包消息；所述第一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备对应的起始封包消息包括所述主节点通信设备的通信地址、第一通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息；

所述第一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备接收到对应的起始封包消息之后，将所述第一通信地址作为本地通信地址，并根据所述主节点通信设备的通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息向所述主节点通信设备返回对应的第一确认接收消息；

所述主节点通信设备接收到所述第一级可见光通信设备中的可见光通信设备对应的第一确认接收消息，则完成与所述第一确认接收消息对应的所述可见光通信设备的配对。

其中，所述可见光通信方法还包括：

可见光通信从节点插排在完成与所述主节点通信设备或者上一级可见光通信从节点插排的配对之后，分别向下一级可见光通信设备中的各个可见光通信设备发送各自对应的下一级封包消息；其中，所述下一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备对应的下一级封包消息包括所述可见光通信从节点插排的通信地址、第二通信地址以及与所述第二通信地址对应的时分信息/频分信息；

所述下一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备接收到对应的下一级封包消息之后，将所述第二通信地址作为本地通信地址，并根据所述可见光通信从节点插排的通信地址以及与第二通信地址对应的时分信息/频分信息向所述可见光通信从节点插排返回对应的第二确认接收消息；

所述可见光通信从节点插排接收到所述下一级可见光通信设备中的可见光通信设备对应的第二确认接收消息，则完成与所述第二确认接收消息对应的所述可见光通信设备的配对。

本发明提供的可见光通信系统及方法，包括主节点通信设备和至少一级可见光通信设备，每级可见光通信设备包括至少一个智能家电设备和/或可见光通信从节点插排，每级可见光通信设备包括的智能家电设备与主节点通信设备可见光通信连接，或者与上一级可见光通信从节点插排可见光通信连接，每级可见光通信设备包括的可见光通信从节点插排与主节点通信设备可见光通信连接，或者与上一级可见光通信从节点插排可见光通信连接，能够避免无线通信的干扰和延时，提高了通信的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明一实施例提供的可见光通信系统的结构示意图；

图2a为本发明一实施例提供的可见光通信主节点插排的结构示意图；

图2b为本发明另一实施例提供的可见光通信主节点插排的结构示意图；

图3a为本发明一实施例提供的可见光通信插座的结构示意图；

图3b为本发明另一实施例提供的可见光通信插座的结构示意图；

图4a为本发明一实施例提供的智能家电设备的结构示意图；

图4b为本发明另一实施例提供的智能家电设备的结构示意图；

图5a为本发明一实施例提供的可见光通信从节点插排的结构示意图；

图5b为本发明另一实施例提供的可见光通信从节点插排的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的主节点通信设备的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的可见光通信方法的流程示意图；

图8为本发明另一实施例提供的可见光通信方法的流程示意图；

附图标记说明：

1-主节点通信设备；2-智能家电设备；

3-可见光通信从节点插排；11-处理器；

12-附加功能模块；111-插头；

112-第一插座本体；113-第一连接线；

114-第一插孔；115-第一可见光通信孔；

116-第一可见光收发单元；117-第一可见光协议处理单元；

121-插座主体；122-第二可见光收发单元；

123-第二可见光协议处理单元；124-第二插孔；

125-第二可见光通信孔；21-第一可见光通信插头；

22-第三可见光通信孔；23-第二连接线；

24-第三可见光收发单元；25-第三可见光协议处理单元；

31-第二可见光通信插头；32-第二插座本体；

33-第三连接线；34-第三插孔；

35-第四可见光通信孔；36-第四可见光收发单元；

37-第四可见光协议处理单元；38-第五可见光通信孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例提供的可见光通信系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供的可见光通信系统，包括主节点通信设备1和至少一级可见光通信设备，其中：

每级所述可见光通信设备包括至少一个智能家电设备2和/或可见光通信从节点插排3，每级所述可见光通信设备包括的智能家电设备2与主节点通信设备1可见光通信连接，或者与上一级可见光通信从节点插排可见光通信连接，每级所述可见光通信设备包括的可见光通信从节点插排3与主节点通信设备1可见光通信连接，或者与上一级可见光通信从节点插排可见光通信连接。其中，主节点通信设备1为可见光通信主节点插排或者可见光通信插座。

具体地，主节点通信设备1可以采用可见光通信主节点插排或者可见光通信插座，所述可见光通信主节点插排是具有可见光通信功能的插排，所述可见光通信插座是具有可见光通信功能的插座，主节点通信设备1在将市电供给各级所述可见光通信设备的同时，还可以与各级所述可见光通信设备进行可见光通信。每级所述可见光通信设备包括至少一个智能家电设备2和/或可见光通信从节点插排3，智能家电设备2包括智能电视、智能冰箱、智能洗衣机等可以进行可见光通信的家电设备，属于第一级所述可见光通信设备的智能家电设备2与主节点通信设备1可见光通信连接，并通过主节点通信设备1获取电能，属于除第一级以外的各级所述可见光通信设备的智能家电设备2与上一级可见光通信主节点插排可见光通信连接，并通过所述上一级可见光通信主节点插排获取电能。属于第一级所述可见光通信设备的可见光通信从节点插排3与主节点通信设备1可见光通信连接，并可以与第二级所述可见光通信设备可见光通信连接，属于除第一级以外的各级所述可见光通信设备的可见光通信从节点插排3与所述上一级可见光通信主节点插排可见光通信连接，并可以与下一级所述可见光通信设备可见光通信连接，可见光通信从节点插排3还用于传输电能。

如图1所示，第一级可见光通信设备包括三个所述可见光通信设备，为两个智能家电设备2和一个可见光通信从节点插排3，第一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备通过主节点通信设备1接入市电，还可以分别与主节点通信设备1可见光通信连接；第二级可见光通信设备包括三个所述可见光通信设备，为一个智能家电设备2和两个可见光通信从节点插排3，第二级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备通过可见光通信从节点插排3接入市电，还可以分别与第一级可见光通信设备中的可见光通信从节点插排3可见光通信连接，第一级可见光通信设备中的可见光通信从节点插排3为第二级可见光通信设备的上一级可见光通信从节点插排；第三级可见光通信设备包括两个所述可见光通信设备，为两个智能家电设备2，两个智能家电设备2可以分别与第二级可见光通信设备中的两个可见光通信从节点插排3一一对应可见光通信，并通过对应的可见光通信从节点插排3接入市电，第三级可见光通信设备的智能家电设备2为对应的第二级可见光通信设备的可见光通信从节点插排3的下一级可见光通信设备，第二级可见光通信设备的可见光通信从节点插排3为对应的第三级可见光通信设备的智能家电设备2的上一级可见光通信从节点插排。

当主节点通信设备1通电时，主节点通信设备1分别向第一级可见光通信设备中各个所述可见光通信设备发送各自对应的起始封包消息，所述第一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备对应的起始封包消息可以包括主节点通信设备1的通信地址、第一通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息；可理解的是，所述第一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备的第一通信地址互不相同，与各个所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息也互不相同。所述第一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备可以接收到对应的起始封包消息之后，可以解析对应的起始封包消息获得主节点通信设备1的通信地址、所述第一通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息，将第一通信地址作为本地的通信地址，然后根据主节点通信设备1的通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息向主节点通信设备1返回对应的第一确认接收消息；主节点通信设备1接收到所述第一级可见光通信设备中的可见光通信设备对应的第一确认接收消息，说明所述第一级可见光通信设备中的可见光通信设备已经收到对应的起始封包消息，那么1主节点通信设备与所述第一确认消息对应的可见光通信设备配对成功。配对完成之后，主节点通信设备1可以根据所述第一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备的第一通信地址，分别与所述第一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备进行可见光通信；所述第一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备可以根据主节点通信设备1的通信地址以及对应的时分信息/频分信息，与主节点通信设备1进行可见光通信。

可见光通信从节点插排3在完成与主节点通信设备1配对之后，可以分别向下一级可见光通信设备中的各个可见光通信设备发送各自对应的下一级封包消息，所述下一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备可以接收到各自对应的下一级封包消息。其中，所述下一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备对应的所述下一级封包消息包括可见光通信从节点插排3的通信地址、第二通信地址以及与所述第二通信地址对应的时分信息/频分信息；可理解的是，所述下一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备的第二通信地址互不相同，与各个所述第二通信地址对应的时分信息/频分信息也互不相同。所述下一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备接收到对应的下一级封包消息之后，可以解析获得可见光通信从节点插排3的通信地址、所述第二通信地址以及与所述第二通信地址对应的时分信息/频分信息，将所述第二通信地址作为本地的通信地址，然后根据可见光通信从节点插排3的通信地址以及与所述第二通信地址对应的时分信息/频分信息向所述可见光通信从节点插排返回对应的第二确认接收消息。可见光通信从节点插排3接收到所述下一级可见光通信设备中的可见光通信设备对应的第二确认接收消息，说明所述下一级可见光通信设备中的可见光通信设备接收到了对应的下一级封包消息，那么完成与所述第二确认接收消息对应的所述可见光通信设备的配对。配对完成之后，可见光通信从节点插排3可以根据所述下一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备的第二通信地址，分别与所述第二级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备进行可见光通信；所述下一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备可以根据可见光通信从节点插排3的通信地址以及对应的时分信息/频分信息，与可见光通信从节点插排3进行可见光通信。

当所述下一级可见光通信设备中的可见光通信设备为可见光通信从节点插排3时，下一级可见光通信设备中的可见光通信从节点插排3完成与其上一级可见光通信从节点插排3的配对，然后重复上述可见光通信从节点插排3与下一级可见光通信设备的配对过程，直到所述可见光通信系统中的设备完成配对。

本发明提供的可见光通信系统，包括主节点通信设备和至少一级可见光通信设备，每级可见光通信设备包括至少一个智能家电设备和/或可见光通信从节点插排，每级可见光通信设备包括的智能家电设备与主节点通信设备可见光通信连接，或者与上一级可见光通信从节点插排可见光通信连接，每级可见光通信设备包括的可见光通信从节点插排与主节点通信设备可见光通信连接，或者与上一级可见光通信从节点插排可见光通信连接，能够避免无线通信的干扰和延时，提高了通信的可靠性。

图2a为本发明一实施例提供的可见光通信主节点插排的结构示意图，图2b为本发明另一实施例提供的可见光通信主节点插排的结构示意图，如图2a和2b所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，所述可见光通信主节点插排包括插头111、第一插座本体112、第一变压器和第一可见光通信模块，插头111通过第一连接线113连接第一插座本体112，所述第一变压器和所述第一可见光通信模块设置在第一插座本体112内，所述第一变压器与所述第一可见光通信模块相连，所述第一变压器用于将市电电压转换为所述第一可见光通信模块的工作电压；其中，第一连接线113包括电源线和包裹所述电源线的外皮；所述第一变压器和所述第一可见光通信模块的在第一插座本体112内的具体安装位置根据实际情况进行设置，本发明实施例不做限定。

所述第一可见光通信模块包括至少一个第一可见光收发单元116和第一可见光协议处理单元117，第一可见光协议处理单元117分别与各个第一可见光收发单元116相连，第一插座本体112上设置至少一个第一插孔114，每个第一插孔114对应设置一个第一可见光通信孔115，第一可见光收发单元116与第一可见光通信孔115一一对应，每个第一可见光通信孔115与对应的第一可见光收发单元116之间设置第一可见光通信线缆，所述第一可见光通信线缆用于传输可见光信号，实现所述第一可见光通信模块与第一级可见光通信设备的可见光通信连接，各条所述第一可见光通信线缆固定设置在第一插座本体112内，每条所述第一可见光通信线缆的一端插入对应的第一可见光通信孔115。

具体地，在使用时，可以将插头111插入家用市电插座以获取电能，所述第一变压器的输入端与第一连接线113包括的电源线相连，所述第一变压器的输出端与所述第一可见光通信模块相连，可以将220v市电转换为5v或者3v电压，以供所述第一可见光通信模块使用。第一可见光收发单元116用于将来自第一可见光协议处理单元117的可见光数据转换为可见光信号发出，或者将接收到的可见光信号转换为可见光数据发送给第一可见光协议处理单元117；第一可见光收发单元116可以采用光电二级管和发光二级管实现，所述光电二级管用于接收可见光信号，所述发光二级管用于发出可见光信号。第一可见光协议处理单元117用于生成可见光数据或者解析接收到的可见光数据，可以采用单片机实现。所述第一可见光通信线缆用于将第一可见光收发单元116发出的所述可见光信号传出，或者将所述可见光信号传输给第一可见光收发单元16，例如，当智能家电设备2的第一可见光通信插头21插入第一插孔114时，第三可见光通信线缆的一端穿过第三可见光通信孔22与所述第一可见光通信线缆穿过第一可见光通信孔115的一端相对，所述第一可见光通信线缆可以将来自所述第三可见光通信线缆的可见光信号传输给第一可见光收发单元116，也可以将第一可见光收发单元116发出的可见光信号传输给所述第三可见光通信线缆；同理当可见光通信从节点插排3的第二可见光通信插头31插入第一插孔114时，第四可见光通信线缆的一端穿过第五可见光通信孔38与所述第一可见光通信线缆穿过第一可见光通信孔115的一端相对，所述第一可见光通信线缆可以将来自所述第四可见光通信线缆的可见光信号传输给第一可见光收发单元116，也可以将第一可见光收发单元116发出的可见光信号传输给所述第四可见光通信线缆。所述第一可见光通信线缆为导光柱或者塑料光缆，所述导光柱可以通过限位件固定在第一插座本体112内，所述塑料光缆可以通过卡扣固定在第一插座本体112内。其中，插头111为三角插头或者两脚插头；第一插孔114为三角插孔或者两脚插孔；第一可见光通信孔115的具体位置根据实际情况进行设置，本发明实施例不做限定。

图3a为本发明一实施例提供的可见光通信插座的结构示意图，图3b为本发明另一实施例提供的可见光通信插座的结构示意图，如图3a和图3b所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，所述可见光通信插座包括插座主体121、第二变压器和第二可见光通信模块，所述第二变压器和所述第二可见光通信模块设置在插座主体121内，所述第二变压器与所述第二可见光通信模块相连，所述第二变压器用于将市电电压转换为所述第二可见光通信模块的工作电压；

所述第二可见光通信模块包括至少一个第二可见光收发单元122和第二可见光协议处理单元123，第二可见光协议处理单元123与各个第二可见光收发单元122相连，插座主体121上设置至少一个第二插孔124，每个第二插孔124对应设置一个第二可见光通信孔125，第二可见光收发单元122与第二可见光通信孔125一一对应，第二可见光通信孔125与对应的第二可见光收发单元122之间设置第二可见光通信线缆，所述第二可见光通信线缆用于传输可见光信号，实现所述第二可见光通信模块与第一级可见光通信设备的可见光通信连接，各条所述第二可见光通信线缆固定设置在插座主体122内，每条所述第二可见光通信线缆的一端插入对应的第二可见光通信孔125。

具体地，所述可见光通信插座通常安装在墙壁上，所述第二变压器的输入端与所述可见光通信插座的电源线相连，所述第二变压器的输出端与所述第二可见光通信模块相连，可以将220v市电转换为5v或者3v电压，以供所述第二可见光通信模块使用。第二可见光收发单元122用于将来自第二可见光协议处理单元123的可见光数据转换为可见光信号发出，或者将接收到的可见光信号转换为可见光数据发送给第二可见光协议处理单元123；第二可见光收发单元122可以采用光电二级管和发光二级管实现，所述光电二级管用于接收可见光信号，所述发光二级管用于发出可见光信号。可见光协议处理单元123用于生成可见光数据或者解析接收到的可见光数据，可以采用单片机实现。所述可见光通信线缆用于将第二可见光收发单元122发出的所述可见光信号传出，或者将所述可见光信号传输给第二可见光收发单元122，例如，当智能家电设备2的第一可见光通信插头21插入第二插孔124时，第三可见光通信线缆的一端穿过第三可见光通信孔22与所述第二可见光通信线缆穿过第二可见光通信孔125的一端相对，所述第二可见光通信线缆可以将来自所述第三可见光通信线缆的可见光信号传输给第二可见光收发单元122，也可以将第二可见光收发单元122发出的可见光信号传输给所述第三可见光通信线缆；同理当可见光通信从节点插排3的第二可见光通信插头31插入第二插孔124时，第四可见光通信线缆的一端穿过第五可见光通信孔38与所述第二可见光通信线缆穿过第二可见光通信孔125的一端相对，所述第二可见光通信线缆可以将来自所述第四可见光通信线缆的可见光信号传输给第二可见光收发单元122，也可以将第二可见光收发单元122发出的可见光信号传输给所述第四可见光通信线缆。所述第二可见光通信线缆为导光柱或者塑料光缆，所述导光柱可以通过限位件固定在插座主体121内，所述塑料光缆可以通过卡扣固定在插座主体121内。其中，第二插孔124为三角插孔或者两脚插孔；第二可见光通信孔125的具体位置根据实际情况进行设置，本发明实施例不做限定。

图4a为本发明一实施例提供的智能家电设备的结构示意图，图4b为本发明另一实施例提供的智能家电设备的结构示意图，如图4a和如4b所示，智能家电设备2包括第三可见光通信模块和第一可见光通信插头21，第一可见光通信插头21通过第二连接线23将智能家电设备2接入市电，所述第三可见光通信模块包括第三可见光收发单元24和第三可见光协议处理单元25，第三可见光收发单元24和第三可见光协议处理单元25相连，第一可见光通信插头21设置插脚的一侧设置一个第三可见光通信孔22，第三可见光通信孔22与第三可见光收发单元24之间设置第三可见光通信线缆，所述第三可见光通信线缆用于传输可见光信号，实现所述第三可见光通信模块与主节点通信设备1或者所述上一级可见光通信从节点插排的可见光通信连接，所述第三可见光通信线缆的一端插入第三可见光通信孔22。其中，所述第三可见光通信线缆可以采用塑料光缆或者光纤，第二连接线23包括电源线和包裹所述电源线的外皮，可以将所述第三可见光通信线缆与第二连接线设置在一起，例如将所述第三可见光通信线缆包裹在所述第二连接线23的外皮内；所述第三变压器和所述第四可见光通信模块的在第二插座本体32内的具体安装位置根据实际情况进行设置，本发明实施例不做限定。

例如，智能家电设备2的第一可见光通信插头21插入所述可见光通信主节点插排的第一插孔114时，第三可见光通信线缆的一端穿过第三可见光通信孔22与所述第一可见光通信线缆穿过第一可见光通信孔115的一端相对，所述第三可见光通信线缆可以将来自所述第一可见光通信线缆的可见光信号传输给第三可见光收发单元24，也可以将第三可见光收发单元24发出的可见光信号传输给所述第一可见光通信线缆。当智能家电设备2的第一可见光通信插头21插入所述上一级可见光通信从节点插排的第三插孔34时，第三可见光通信线缆的一端穿过第三可见光通信孔22与所述第五可见光通信线缆穿过第四可见光通信孔35的一端相对，所述第三可见光通信线缆可以将来自所述第五可见光通信线缆的可见光信号传输给第三可见光收发单元24，也可以将第三可见光收发单元24发出的可见光信号传输给所述第五可见光通信线缆。

图5a为本发明一实施例提供的可见光通信从节点插排的结构示意图，图5b为本发明另一实施例提供的可见光通信从节点插排的结构示意图，如图5a和5b所示，可见光通信从节点插排3包括第二可见光通信插头31、第二插座本体32、第三变压器和第四可见光通信模块，第二可见光通信插头31通过第三连接线33连接第二插座本体32，所述第三变压器和所述第四可见光通信模块设置在第二插座本体32内，所述三变压器与所述第四可见光通信模块相连，所述第三变压器用于将市电电压转换为所述第四可见光通信模块的工作电压；其中，所述第三变压器和所述第四可见光通信模块的在第二插座本体32内的具体安装位置根据实际情况进行设置，本发明实施例不做限定。

第二可见光通信插头31设置插脚的一侧设置一个第五可见光通信孔38，第五可见光通信孔38与对应的第四可见光收发单元36之间设置第四可见光通信线缆，所述第四可见光通信线缆用于传输可见光信号，实现所述第四可见光通信模块与所述主节点通信设备或者所述上一级可见光通信从节点插排的可见光通信连接，所述第四可见光通信线缆的一端插入第五可见光通信孔38，例如，可见光通信从节点插排3的第二可见光通信插头31插入所述可见光通信主节点插排的第一插孔114时，所述第四可见光通信线缆的一端穿过第五可见光通信孔38与所述第一可见光通信线缆穿过第一可见光通信孔115的一端相对，所述第四可见光通信线缆可以将来自所述第一可见光通信线缆的可见光信号传输给第四可见光收发单元36，也可以将第四可见光收发单元36发出的可见光信号传输给所述第一可见光通信线缆。当可见光通信从节点插排3的第二可见光通信插头31插入所述上一级可见光通信从节点插排的第三插孔34时，所述第四可见光通信线缆的一端穿过第五可见光通信孔38与所述上一级可见光通信从节点插排的所述第五可见光通信线缆穿过第四可见光通信孔35的一端相对，所述第四可见光通信线缆可以将来自所述上一级可见光通信从节点插排的所述第五可见光通信线缆的可见光信号传输给第四可见光收发单元36，也可以将第四可见光收发单元24发出的可见光信号传输给所述上一级可见光通信从节点插排的所述第五可见光通信线缆。其中，所述第四可见光通信线缆可以采用塑料光缆或者光纤，第三连接线33包括电源线和包裹所述电源线的外皮，可以将所述第四可见光通信线缆与第三连接线33设置在一起，例如，将所述第四可见光通信线缆包裹在第三连接线33的外皮内；所述第五可见光通信孔38可以为圆孔，圆孔的大小根据实际情况进行设置，本发明实施例不做限定。

所述第四可见光通信模块包括多个第四可见光收发单元36和第四可见光协议处理单元37，第四可见光协议处理单元37分别与各个第四可见光收发单元36相连，第二插座本体32上设置至少一个第三插孔34，每个第三插孔34对应设置一个第四可见光通信孔35，一个第四可见光收发单元36与第五可见光通信孔38对应，其余的第四可见光收发单元36与第四可见光通信孔35一一对应，每个第四可见光通信孔35与对应的第四可见光收发单元36之间设置第五可见光通信线缆，所述第五可见光通信线缆用于传输可见光信号，实现所述第四可见光通信模块与下一级可见光通信设备的可见光通信连接，各条所述第五可见光通信线缆固定设置在第二插座本体32内，每条所述第五可见光通信线缆的一端插入对应的第四可见光通信孔35。例如，所述下一级可见光通信设备中的智能家电设备2的第一可见光通信插头21插入第三插孔34时，第三可见光通信线缆的一端穿过第三可见光通信孔22与所述第五可见光通信线缆穿过第四可见光通信孔35的一端相对，所述第五可见光通信线缆可以将来自所述第三可见光通信线缆的可见光信号传输给第四可见光收发单元36，也可以将第四可见光收发单元36发出的可见光信号传输给所述第三可见光通信线缆；同理当所述下一级可见光通信设备中的可见光通信从节点插排3的第二可见光通信插头31插入当前的可见光通信从节点插排3的第三插孔34时，下一级可见光通信从节点插排3的第四可见光通信线缆的一端穿过第五可见光通信孔38与当前的可见光通信从节点插排3的所述第五可见光通信线缆穿过第四可见光通信孔35的一端相对，当前的可见光通信从节点插排3的所述第五可见光通信线缆可以将来自下一级可见光通信从节点插排3的所述第四可见光通信线缆的可见光信号传输给对应的第四可见光收发单元36，也可以将对应第四可见光收发单元36发出的可见光信号传输给下一级可见光通信从节点插排3的所述第四可见光通信线缆。

具体地，在使用时，可以将第二可见光通信插头31插入所述可见光通信主节点插排或者所述可见光通信插座，通过所述可见光通信主节点插排或者所述可见光通信插座连接市电以获取电能，所述第三变压器的输入端与第三连接线33包括的电源线相连，所述第三变压器的输出端与所述第四可见光通信模块相连，可以将220v市电转换为5v或者3v电压，以供所述第四可见光通信模块使用。第四可见光收发单元36用于将来自第四可见光协议处理单元37的可见光数据转换为可见光信号发出，或者将接收到的可见光信号转换为可见光数据发送给第四可见光协议处理单元37；第四可见光收发单元36可以采用光电二级管和发光二级管实现，所述光电二级管用于接收可见光信号，所述发光二级管用于发出可见光信号。第四可见光协议处理单元37用于生成可见光数据或者解析接收到的可见光数据，可以采用单片机实现。所述第五可见光通信线缆用于将第一可见光收发单元36发出的所述可见光信号传出，或者将所述可见光信号传输给第四可见光收发单元16。所述第五可见光通信线缆为导光柱或者塑料光缆，所述导光柱可以通过限位件固定在第二插座本体32内，所述塑料光缆可以通过卡扣固定在第二插座本体32内。其中，第二可见光通信插头31为三角插头或者两脚插头；第三插孔34为三角插孔或者两脚插孔；第四可见光通信孔35的具体位置根据实际情况进行设置，本发明实施例不做限定。

图6为本发明一实施例提供的主节点通信设备的结构示意图，如图6所示，主节点通信设备1包括处理器11和附加功能模块12，处理器11与附加功能模块12相连。当主节点通信设备1为所述可见光通信主节点插排时，处理器11可以与所述第一可见光通信模块相连；当主节点通信设备1为所述可见光通信插座时，处理器11可以与所述第二可见光通信模块相连。处理器11可以采用单片机实现，附加功能模块12例如为温度传感器、继电器等。

在上述各实施例的基础上，进一步地，附加功能模块12为继电器，所述继电器用于控制所述主节点通信设备与市电电源的连通和关断。

在上述各实施例的基础上，进一步地，附加功能模块12为通信单元，所述通信单元用于实现有线或者无线通信，所述通信单元例如为wifi模块、zigbee模块、蓝牙模块、有线网卡等。

图7为本发明一实施例提供的可见光通信方法的流程示意图，如图7所示，本发明提供的采用上述任一实施例所述的可见光通信系统的可见光通信方法，包括：

s701、主节点通信设备分别向第一级可见光通信设备中的各个可见光通信设备发送各自对应的起始封包消息；所述第一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备对应的起始封包消息包括所述主节点通信设备的通信地址、第一通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息；

具体地，当主节点通信设备1通电时，主节点通信设备1分别向第一级可见光通信设备中各个所述可见光通信设备发送各自对应的起始封包消息，所述第一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备可以接收对应的起始封包消息。其中，所述第一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备对应的起始封包消息可以包括所述主节点通信设备的通信地址、第一通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息；可理解的是，所述第一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备的第一通信地址互不相同，与各个所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息也互不相同。

s702、所述第一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备接收到对应的起始封包消息之后，将所述第一通信地址作为本地通信地址，并根据所述主节点通信设备的通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息向所述主节点通信设备返回对应的第一确认接收消息；

具体地，所述第一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备接收到对应的起始封包消息之后，可以解析对应的起始封包消息获得所述主节点通信设备的通信地址、所述第一通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息，将第一通信地址作为本地的通信地址，然后根据所述主节点通信设备的通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息/频分信息向所述主节点通信设备返回对应的第一确认接收消息。

s703、所述主节点通信设备接收到所述第一级可见光通信设备中的可见光通信设备对应的第一确认接收消息，则完成与所述第一确认接收消息对应的所述可见光通信设备的配对。

具体地，所述主节点通信设备接收到所述第一级可见光通信设备中的可见光通信设备对应的第一确认接收消息，说明所述第一级可见光通信设备中的可见光通信设备已经收到对应的起始封包消息，那么所述主节点通信设备与所述第一确认消息对应的可见光通信设备配对成功，可以进行可见光通信。

例如，可见光通信插座a与智能家电设备b构成可见光通信系统，智能家电设备b的第一可见光通信插头插入可见光通信插座a的第二插孔，第二可见光通信线缆的插入第二可见光通信孔的一端与第三可见光通信线缆插入第三可见光通信孔的一端相对进行可见光信号传输。当可见光通信插座a上电时，可见光通信插座a的第二可见光通信模块发送起始封包消息a，起始封包消息a包括可见光通信插座a的通信地址，所述第一通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息，起始封包消息a经过所述第二可见光通信线缆和所述第三可见光通信线缆传输给智能家电设备b的第三可见光通信模块，所述第三可见光通信模块在接收到所述起始封包消息a之后，解析获得可见光通信插座a的通信地址，所述第一通信地址以及与所述第一通信地址对应的时分信息，将所述第一通信地址作为本地的通信地址，然后根据可见光通信插座a的通信地址和与所述第一通信地址对应的时分信息发送第一确认接收消息b，第一确认接收消息b经过所述第三可见光通信线缆和所述第二可见光通信线缆传输给第二可见光通信模块，第二可见光通信模块接收到的第一确认接收消息b，说明智能家电设备b接收到了起始封包消息a，可见光通信插座a与智能家电设备b之间配对成功，可以进行可见光通信。

图8为本发明另一实施例提供的可见光通信方法的流程示意图，如图8所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，本发明提供的可见光通信方法还包括：

s704、可见光通信从节点插排在完成与所述主节点通信设备或者上一级可见光通信从节点插排的配对之后，分别向下一级可见光通信设备中的各个可见光通信设备发送各自对应的下一级封包消息；其中，所述下一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备对应的下一级封包消息包括所述可见光通信从节点插排的通信地址、第二通信地址以及与所述第二通信地址对应的时分信息/频分信息；

具体地，可见光通信从节点插排在完成与所述主节点通信设备配对或者上一级可见光通信从节点插排的配对之后，可以分别向下一级可见光通信设备中的各个可见光通信设备发送各自对应的下一级封包消息，所述下一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备可以接收到各自对应的下一级封包消息。其中，所述下一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备对应的所述下一级封包消息包括所述可见光通信从节点插排的通信地址、第二通信地址以及与所述第二通信地址对应的时分信息/频分信息；可理解的是，所述下一级可见光通信设备中的各个所述可见光通信设备的第二通信地址互不相同，与各个所述第二通信地址对应的时分信息/频分信息也互不相同。

s705、所述下一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备接收到对应的下一级封包消息之后，将所述第二通信地址作为本地通信地址，并根据所述可见光通信从节点插排的通信地址以及与第二通信地址对应的时分信息/频分信息向所述可见光通信从节点插排返回对应的第二确认接收消息；

具体地，所述下一级可见光通信设备中的每个所述可见光通信设备接收到对应的下一级封包消息之后，可以解析获得所述可见光通信从节点插排的通信地址、所述第二通信地址以及与所述第二通信地址对应的时分信息/频分信息，将所述第二通信地址作为本地的通信地址，然后根据所述可见光通信从节点插排的通信地址以及与所述第二通信地址对应的时分信息/频分信息向所述可见光通信从节点插排返回对应的第二确认接收消息。

s706、所述可见光通信从节点插排接收到所述下一级可见光通信设备中的可见光通信设备对应的第二确认接收消息，则完成与所述第二确认接收消息对应的所述可见光通信设备的配对

具体地，所述可见光通信从节点插排接收到所述下一级可见光通信设备中的可见光通信设备对应的第二确认接收消息，说明所述下一级可见光通信设备中的可见光通信设备接收到了对应的下一级封包消息，那么完成与所述第二确认接收消息对应的所述可见光通信设备的配对。配对完成之后，所述可见光通信从节点插排与所述下一级可见光通信设备中的可见光通信设备可以进行可见光通信。所述可见光通信从节点插排与所述上一级可见光通信从节点插排的配对过程与步骤s704、s705和s706的过程类似。

本发明方法实施例的具体流程可以参照上述各系统实施例的介绍，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。