一种模块化可见光通讯装置及防毒面具

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种模块化可见光通讯装置及防毒面具。

背景技术

可见光通讯技术是近几年发展起来的新技术，其原理是利用可见光波段的光信号作为信息载体，在空气中直接传输光信号的通信方式。其中，最为常见的是使用光发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为可见光通信的光源。由于LED比荧光灯和白炽灯切换速度快的特点，利用配备LED的室内外大型显示屏、照明设备、信号器或者汽车前尾灯等发出的用肉眼观察不到的高速调制光波信号来对信息调制和传输，然后利用光电二极管等光电转换器件接收光信号并获得信息，即可以实现可见光通信。以往的无线电通信救援信号传播干扰严重，尤其是距离较近的情况下信号更差，可见光通信技术的兴起，必将拥有其他通信方式所不具有的优点，与传统的射频通信相比较，可见光通信技术的优点如下，如光源易得。

但在一些救援装置在救援现场，得不到外界实时的信息，无法进行指挥工作；且由于光通信的接收局限性，光信号接收元器件需正对着光源，发射信号的光源多为角度固定。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种模块化可见光通讯装置及防毒面具。

本发明实施例公开一种模块化可见光通讯装置，包括壳体、防水组件、用于将可见光信号转换为音频信号的光接收组件，以及用于将音频信号转换为可见光信号的红外发射组件；

所述壳体内部设有所述防水组件，所述壳体一侧设有所述光接收组件以及所述红外发射组件；

所述光接收组件与所述红外发射组件电连接。

优选地，所述壳体包括上壳、中壳、下壳以及用于所述中壳与所述下壳之间旋转的旋转组件；

所述上壳通过所述中壳与所述下壳连接；所述中壳与所述下壳之间设有所述旋转组件；所述中壳内部设有所述光接收组件与所述红外发射组件。

优选地，所述中壳体呈圆环状，所述中壳体外侧分别设有用于容置所述光接收组件的第一凹槽以及用于容置所述红外发射组件的第二凹槽。

优选地，所述旋转组件包括中壳平面轴承、下壳平面轴承以及用于连接所述中壳和所述下壳的中壳大头螺丝；

所述中壳平面轴承通过所述中壳大头螺丝与所述下壳平面轴承连接；所述中壳平面轴承设置在所述中壳中部，所述下壳平面轴承设置在所述下壳中部。

优选地，所述光接收组件包括光接收模块、透光片以及用于将语音数据传输到耳机的耳机座PCB板；

所述光接收模块与所述耳机座PCB板电连接；所述光接收模块的接收端设有所述透光片。

优选地，所述红外发射组件包括红外发射器、红外发射保护罩以及电容传声器；

所述红外发射器与所述电容传声器电连接；所述红外发射器的输出端设有所述红外发射保护罩。

优选地，所述防水组件包括上壳硅胶防水圈、充电口防水塞以及中壳硅胶防水圈；

所述上壳硅胶防水圈设置在上壳和中壳之间的位置，所述中壳硅胶防水圈设置在中壳和下壳之间的位置，所述充电口防水塞设置在所述壳体外侧。

优选地，所述壳体内设有电池组件；

所述电池组件分别与所述光接收组件、所述红外发射组件均电连接；所述电池组件包括相互之间均电连接的PCB主板、电池包以及充电PCB板；

所述PCB主板下方设有所述电池包，所述电池包下方设有所述充电PCB板；

所述电池包与所述光所述光接收组件、红外发射组件均电连接，所述PCB主板与所述光接收组件、红外发射组件均电连接。

优选地，所述壳体内部设有按键组件，所述按键组件包括按键组、硅胶按键、按键PCB板以及指示灯；

所述壳体顶面设有所述按键组和所述指示灯，所述壳体内设有所述硅胶按键，所述硅胶按键下方设有所述按键PCB板；所述按键PCB板与所述电池组件电连接；所述壳体与所述按键组相适配。

为实现本申请还包括一种防毒面具，包括所述的模块化可见光通讯装置，包括防毒面具本体，所述防毒面具本体与所述模块化可见光通讯装置可拆卸连接。

本申请具体包括以下优点：

在本申请的实施例中，相对于现有技术中的“救援装置在救援现场，得不到外界实时的信息”，本申请提供了包括壳体、防水组件、用于将可见光信号转换为音频信号的光接收组件，以及用于将音频信号转换为可见光信号的红外发射组件；所述壳体内部设有所述防水组件，所述壳体一侧设有所述光接收组件以及所述红外发射组件；所述光接收组件与所述红外发射组件电连接。通过模块化可见光通讯装置与承载的救援装置可拆卸连接，从而使得救援装置具备防水且能及时与外界沟通的功能，解决了“救援装置与外界无法进行沟通”的问题，达到了在特殊情况下，救援装置也能够与外界沟通的技术效果，同时装置具备防水效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种模块化可见光通讯装置的爆炸图；

图2是本发明的一种模块化可见光通讯装置的结构示意图；

图3是本发明的一种模块化可见光通讯装置的结构示意图；

图4是本发明的一种模块化可见光通讯装置的映射组件的结构示意图；

图5是本发明的一种模块化可见光通讯装置的实物图；

图6是本发明的一种防毒面具的实物图；

图7是本发明的一种模块化可见光通讯装置的横向剖面的结构示意图；

图8是本发明的一种模块化可见光通讯装置纵向剖面的结构示意图；

图9是本发明的一种模块化可见光通讯装置的图8中A的细节结构示意图；

图10是本发明的一种模块化可见光通讯装置的图8中B的细节结构示意图；

图11是本发明的一种模块化可见光通讯装置的横向剖面的中壳结构示意图；

图12是本发明的一种模块化可见光通讯装置的横向剖面图的下壳结构示意图；

1、按键组；101、电源键；102、PTT按键；103、音量增加按键；104、信道切换；105、音量减少按键；2、上壳；3、硅胶按键；4、按键PCB板；5、上壳硅胶防水圈；6、PCB主板；7、耳机座PCB板；8、充电口防水塞；9、中壳；10、光接收模块；11、透光片；12、中壳硅胶防水圈；13、下壳平面轴承；14、下壳；15、电池包；16、充电PCB板；17、中壳大头螺丝；18、中壳平面轴承；19、红外发射器；20、红外发射保护罩；21、电容传声器；22、指示灯；23、红外接收器；24、LED灯；25、耳机插座硅胶防水圈；26、第一上垫片；27、第一滚珠；28、第一下垫片；29、第二上垫片；30、第二滚珠；31、第二下垫片。

具体实施方式

为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

发明人通过分析现有技术发现：防毒面具作为个人防护器材，用于对人员的呼吸器官，眼睛及面部皮肤提供有效防护。面具由面罩，导气管和滤毒罐组成，面罩可直接与滤毒罐或滤毒盒连接使用，称为直连式；或者用导气管与滤毒罐和滤毒盒连接使用，称为导管式。防毒面罩可以根据防护要求分别选用各种型号的滤毒罐，应用在化工、仓库、科研、各种有毒、有害的作业环境。但在一些医院、飞机以及军事设施等电磁波受限场合实施救援或使用的时候，不具备与外界实时保持音频和视频联系的能力，使得救援现场的情况外界得不到实时的了解，无法进行指挥工作。所以有必要寻找一种在电磁波受限场合环境中既可以防护同时也能和外界保持音频和视频联系的一体式防毒面具是本发明亟需解决的问题。

可见光通信，因其具有高带宽、频谱资源充足、安全性高、无电磁污染和多功能性等优势，使其成为未来无线通信技术的一个重要发展方向，同时因其不存在像传统无线电终端一样容易被电磁干扰且频段少的问题，可以在医院、飞机以及军事设施等电磁波受限场合使用，保证了通话质量和其私密性安全性。但由于光通信的接收局限性，光信号接收元器件需正对着光源，且发射信号的光源多为角度固定而接收端在使用过程中需要运动的，导致光通信模块在移动使用过程中无法与信号光源保持有效的连接。

本发明的目的是提供一种在电磁波受限场合环境中既可以防护同时也能和外界保持音频和视频联系的一体式防毒面具，解决了现有防毒面具及搭载的无线电设备无法在电磁波受限的环境中使用的问题，同时也无需对原先防毒面具进行改造，只需要在双滤毒罐的防毒面具上通过匹配的螺纹，拧上该模块即可实现功能。本发明的另外一个目的是提供一种在电磁波受限场合环境中既可以防护同时也能和外界保持音频和视频联系角度可调的可见光通信装置，解决了由于光通信的接收局限性，光信号接收元器件需正对着光源，且发射信号的光源多为固定安装在天花板上，导致可见光通信罐在移动使用过程中无法与信号光源保持有效连接的问题。

在一具体实施例中，照明通信装置是一种基于普通LED照明的通信设备，作为一种移动的双向通信工具，与传统无线电通讯设备例如手机，相比较不需要无线基站网络的支持，就可以通话，没有话费的产生，适用于固定且频繁通信的场合；与传统的射频设备例如对讲机相比较不受电磁波的频率限制，无电磁辐射，安全保密性好，不会被电磁截获，只要在有灯的地方就可以通信。特别是对于一些军工、国防等高机密的部门来说，照明通信的私密性尤为重要。同时照明通信有别于激光类别的可见光通信，客户无需替换现有基础设施便可同时享有高品质照明和无线照明通信，有灯即可通信。

需要说明的是，本申请的模块化可见光通讯装置是一种基于普通LED照明的通信设备，作为一种移动的双向通信工具，与传统无线电通讯设备例如手机，相比较不需要无线基站网络的支持，就可以通话，没有话费的产生，适用于固定且频繁通信的场合；与传统的射频设备例如对讲机相比较不受电磁波的频率限制，无电磁辐射，安全保密性好，不会被电磁截获，只要在有灯的地方就可以通信。特别是对于一些军工、国防等高机密的部门来说，照明通信的私密性尤为重要。同时照明通信有别于激光类别的可见光通信，客户无需替换现有基础设施便可同时享有高品质照明和无线照明通信，有灯即可通信。

参照图1-6，示出了本发明的模块化可见光通讯装置的结构示意图，具体可以包括如下结构：包括壳体、防水组件、用于将可见光信号转换为音频信号的光接收组件，以及用于将音频信号转换为可见光信号的红外发射组件；所述壳体内部设有所述防水组件，所述壳体一侧设有所述光接收组件以及所述红外发射组件；所述光接收组件与所述红外发射组件电连接。

在本申请的实施例中，相对于现有技术中的“救援装置在救援现场，得不到外界实时的信息”，本申请提供了包括壳体、防水组件、用于将可见光信号转换为音频信号的光接收组件，以及用于将音频信号转换为可见光信号的红外发射组件；所述壳体内部设有所述防水组件，所述壳体一侧设有所述光接收组件以及所述红外发射组件；所述光接收组件与所述红外发射组件电连接。通过模块化可见光通讯装置与承载的救援装置可拆卸连接，从而使得救援装置具备防水且能及时与外界沟通的功能，解决了“救援装置与外界无法进行沟通”的问题，达到了在特殊情况下，救援装置也能够与外界沟通的技术效果，同时装置具备防水效果。

下面，将对本示例性实施例中一种模块化可见光通讯装置作进一步地说明。

在本申请实施例中，所述壳体包括上壳2、中壳9、下壳14以及用于所述中壳9与所述下壳14之间旋转的旋转组件；所述上壳2通过所述中壳9与所述下壳14连接；所述中壳9与所述下壳14之间设有所述旋转组件；所述中壳9内部设有所述光接收组件与所述红外发射组件。

在本申请实施例中，所述上壳2与所述按键组1件相适配，所述上壳2用于固定按键PCB板4、按键组1和硅胶按键3，防止水从按键缝隙从流入。

在本申请实施例中，所述旋转组件包括中壳平面轴承18、下壳平面轴承13以及用于连接所述中壳9和所述下壳14的中壳大头螺丝17；所述中壳平面轴承18通过所述中壳大头螺丝17与所述下壳平面轴承13连接；所述中壳平面轴承18设置在所述中壳9中部，所述下壳平面轴承13设置在所述下壳14中部。

作为一种示例，本申请的中壳和下壳结构还可以是设有轴承的，具体如图11和图12所示，从而能够调节角度。为了能转动中壳9使其内部的红外发射器19和光接收模块10对准红外接收器23和LED灯24，其内部设计了两组平面轴承，中壳平面轴承18和下壳平面轴承13，当转动中壳9时，因第一下垫片28和第二上垫片29相对于中壳9为相对静止，第二下垫片31相对于下壳14相对静止，且中壳9和下壳14通过中壳大头螺丝17进行连接，其第一上垫片26和中壳大头螺丝17相对下壳14相对静止。当中壳9和下壳14发现相对运动时，两者的相对运动只发生在第一滚珠27和第二滚珠30之间。故中壳9和下壳14在发生相对运动时，其之间的连接件中壳大头螺丝17相对于下壳14是没有发生运动的，保证了中壳9和下壳14连接的稳定可靠性，不会被拧松动。

在一具体实施例中，所述下壳平面轴承13用于保证中壳9和下壳14的相对运动的顺畅。中壳平面轴承18用于保证中壳9和中壳大头螺丝17能够相对运动且顺畅。所述中壳大头螺丝17用于连接中壳9和下壳14。所述旋转组件使得中壳9和所述下壳14之间能够旋转。

在本申请实施例中，所述中壳9体呈圆环状，所述中壳9体外侧分别设有用于容置所述光接收组件的第一凹槽以及用于容置所述红外发射组件的第二凹槽。

在一具体实施例中，所述下壳14与所述上壳2相对应设置在所述中壳9两侧，从而形成容置光接收组件的空腔。所述上壳2用于固定按键PCB板4、按键组1和硅胶按键3，防止水从按键缝隙从流入。

在本申请实施例中，所述防水组件包括上壳硅胶防水圈5、充电口防水塞8以及中壳硅胶防水圈12；所述上壳硅胶防水圈5设置在上壳2和中壳9之间的位置，所述中壳硅胶防水圈12设置在中壳9和下壳14之间的位置，所述充电口防水塞8设置在所述壳体外侧。图8的剖面图包括图9和图10的两张细节图。具体如图9所示，上壳硅胶防水圈5的具体位置，上壳硅胶防水圈5通过上壳2和中壳9的挤压，使硅胶的压缩变形，密封上壳2和中壳9的缝隙，防止水的侵入。如图10所示，所述充电口防水塞8通过其与中壳9的挤压，使硅胶挤压变形，密封其与中壳9的缝隙，防止水的侵入。

作为一种示例，所述中壳硅胶防水圈12通过硅胶的压缩变形，密封中壳9和下壳14的缝隙，防止水的侵入；所述充电口防水塞8采用硅胶材质，防止水从充电口侵入；所述上壳硅胶防水圈5通过硅胶的弹性，密封上壳2和中壳9的缝隙，防止水的侵入。所述防水组件从各个方面防止了水的入侵，能够有效的进行防水。所述中壳9和下壳14密封采用中壳硅胶防水圈12，通过硅胶的压缩变形，密封中壳9和下壳14的缝隙，防止水的侵入。

在本申请实施例中，所述壳体内部设有按键组1件，所述按键组1件包括按键组1、硅胶按键3、按键PCB板4以及指示灯22；所述壳体顶面设有所述按键组1和所述指示灯22，所述壳体内设有所述硅胶按键3，所述硅胶按键3下方设有所述按键PCB板4；所述按键PCB板4与所述电池组件电连接；所述壳体与所述按键组1相适配。

在一具体实施例中，所述按键组1包括电源键101、PTT按键102、音量增加按键103、信道切换104按键、音量减少按键105。所述电源键101用于装置的开机和关机，设置在所述上壳2的上部；所述PTT按键102用于语音的采集，按住可采集语音，设置在所述上壳2的中部，方便用户使用；所述音量增加按键103和音量减少按键105分别设置在上壳2是左部和右部，遵循大众的使用习惯；所述信道切换104按键用于切换信号。

作为一种示例，所述按键组1的各个按键与所述按键PCB板4以及所述硅胶按键3相适配，从而实现按键的功能。所述硅胶按键3通过硅胶的弹性，密封按键组1和上壳2之间的缝隙，防止水的侵入。

在一具体实施例中，所述上壳2还设有指示灯22，用于表示设备的工作状态。

在本申请实施例中，所述壳体内设有电池组件；所述电池组件分别与所述光接收组件、所述红外发射组件均电连接；所述电池组件包括相互之间均电连接的PCB主板6、电池包15以及充电PCB板16；所述PCB主板6下方设有所述电池包15，所述电池包15下方设有所述充电PCB板16；所述电池包15与所述光所述光接收组件、红外发射组件均电连接，所述PCB主板6与所述光接收组件、红外发射组件均电连接。

作为一种示例，所述PCB主板6用于对整个系统的信息、数据进行处理。所述电池包15为整个通信模块提供电力支持，所述充电PCB板16是对外的充电接口。

在一具体实施例中，所述PCB主板6与所述按键组1件电连接，具体与所述按键PCB板4电连接。所述PCB主板6内部与所述电池包15电连接。

在本申请实施例中，所述光接收组件包括光接收模块10、透光片11以及用于将语音数据传输到耳机的耳机座PCB板7；所述光接收模块10与所述耳机座PCB板7电连接；所述光接收模块10的接收端设有所述透光片11。

作为一种示例，所述光接收模块10具体可以为PD光接收模块10，将LED灯24发出的光信号，通过可见光通信装置内部的解码控制器，将光信号解码成电信号得到所需的传输数据。所述PMMA透光片11用于保护内部的PD光接收模块10，且保证光信号的通过。所述耳机座PCB板7通过该端口将语音数据传输到耳机，同时耳机母座和中壳9交接处采用硅胶防水设计，防止水从两者的接缝处侵入。所述耳机的位置还设有耳机插座硅胶防水圈25，具体如图10所示，耳机插座整体采用防水设计，插座与中壳9连接处采用硅胶圈，通过硅胶和中壳9内壁的压缩变形，密封耳机插座和中壳9的缝隙，防止水的侵入。

在本申请实施例中，所述红外发射组件包括红外发射器19、红外发射保护罩20以及电容传声器21；所述红外发射器19与所述电容传声器21电连接；所述红外发射器19的输出端设有所述红外发射保护罩20，所述电容传声器21采用防水元件，顶部用密封胶灌注，防止水侵入。

作为一种示例，红外发射器19是将内置电容传声器21采集到的音频通过可见光通信装置内部的编码控制器，编码成光信号，通过红外发射器19发出。所述红外发射保护罩20用于保护内部的红外发射器19，且保证光信号的通过。所述电容传声器21即为MIC咪头或麦克风，用于收集人的语音信号，通过可将光通信装置装换成红外信号发出。所述电容传送器是一个换能器，将声能转换成电能输出的一个转换装置。具体如图7所示，电容传送器21和中壳硅胶防水圈12的具体位置。

作为一种示例，本申请还包括红外接收器23以及LED灯24，所述红外接收器23用于接收本申请的模块化可见光通讯装置通过红外发射器19发出的光信号，所述LED灯24用于发射可见光信号，并通过光接收模块10进行接收。

在一具体实施例中，所述光接收模块10接收到LED灯24发射的光信号，并将光信号解码成电信号得到所需的传输数据，电信号转变为语音信号并通过耳机座PCB板7将语音数据传输到耳机，从而用户接收；用户作出反馈时，通过电容传声器21进行语音信号收集，再通过红外发射器19将采集到的音频通过可见光通信装置内部的编码控制器，编码成光信号，通过红外发射器19发出。

在本申请实施例中，防毒面具包括防毒面具本体，所述防毒面具本体与所述模块化可见光通讯装置可拆卸连接，具体如图6所示。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种模块化可见光通讯装置及防毒面具，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。