一種基于可見光的單向傳輸組件的制作方法

本實用新型涉及數據傳輸設備領域，具體涉及一種基于可見光的單向傳輸組件。

背景技術：

在信息化時代的今天，在人們的日常生活、工作中，經常要用到U盤、USB移動硬盤等USB接口的設備來進行數據交換。但對于涉密單位，明確規定禁止移動存儲介質的交叉使用。針對這種情況，就需要使用的文件的單向導入設備，實現數據信息的交換。

目前市面上出現了各種單向傳輸設備，如基于光盤的單向傳輸設備，基于軟件權限設置的單向傳輸設備，基于光閘的單向傳輸設備等。但是這些解決方案或多或少存在著明顯的弊端：(1)對于基于光盤的單向傳輸系統，出于保密原則，無論刻錄文件的大小，一張光盤只能刻錄一次，造成資源的浪費；(2)對于基于軟件權限設置的單向傳輸設備，沒有實現物理隔離，在“擺渡”病毒等的作用下存在失泄密的風險；(3)對于基于光閘的單向傳輸系統，包含有待傳輸文件的電腦和USB設備不能直接進行通信，必須先經過一臺擺渡機，因此同樣存在資源浪費的問題。

因此，如何設計一種在實現數據單向傳輸的同時，保證數據安全的傳輸設備，是亟待解決的問題。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本實用新型提供一種基于可見光的單向傳輸組件，簡單且可靠地實現了USB存儲設備與計算機設備之間的數據單向傳輸；并通過物理隔離的方式，在實現數據單向傳輸的同時保證了單向傳輸中數據的安全性，為涉密部門或企業等提供了一種便捷且安全的數據傳輸方式。

為解決上述技術問題，本實用新型提供以下技術方案：

本實用新型提供了一種基于可見光的單向傳輸組件，所述組件包括：均設置在計算機設備中的第一板卡和第二板卡；

所述第一板卡上設有依次連接的第一發送端口、可見光傳輸器件組和第一接收端口，所述第一發送端口用于與計算機設備連接，所述第一接收端口用于與USB存儲設備連接；

所述第二板卡的上設有依次連接的第二發送端口、發送處理器、可見光傳輸器件組和第二接收端口，所述第二發送端口用于與USB存儲設備連接，所述第二接收端口用于與計算機設備連接；

在進行數據單向傳輸時，所述第一板卡將所述計算機設備中的數據單向傳輸至USB存儲設備中，所述第二板卡將所述USB存儲設備中的數據單向傳輸至計算機設備中。

進一步的，所述可見光傳輸器件組包括：依次連接的發光二極管單元、光電二極管單元和接收處理器；

在進行數據單向傳輸時，所述發光二極管單元為所述可見光傳輸器件組的數據輸入側，所述接收處理器為所述可見光傳輸器件組的數據輸出側。

進一步的，所述發光二極管單元與所述光電二極管單元之間依次設置有放大鏡和濾光鏡，使得所述發光二極管單元發出的光線依次經所述放大鏡和濾光鏡照射至所述光電二極管單元。

進一步的，所述發光二極管單元包括：相互連接的功率放大器和發光二極管；

所述發光二極管靠近所述放大鏡設置。

進一步的，所述發光二極管有多個，且多個所述發光二極管均與所述功率放大器連接。

進一步的，所述光電二極管單元包括：相互連接的光電二極管和信號放大及濾波器；

所述光電二極管靠近所述濾光鏡設置；

所述信號放大及濾波器與所述接收處理器連接。

進一步的，所述光電二極管有多個，且多個所述光電二極管均與所述信號放大及濾波器連接。

進一步的，所述第一板卡與第二板卡均安裝在同一計算機設備中；

所述第一板卡的第一發送端口和所述第二板卡的第二接收端口均與所述計算機設備中的主板連接；

所述第一板卡的第一接收端口和所述第二板卡的第二發送端口均通過所述計算機設備的背板上的通孔與外部的USB存儲設備連接。

進一步的，所述組件還包括：用于安裝在計算機設備內的兩個單卡槽；

所述第一板卡與第二板卡分別可拆卸式設置在兩個所述單卡槽中。

進一步的，所述組件還包括：用于安裝在計算機設備內的組合卡槽；

所述組合卡槽為雙層板結構，且各層板上均設有凹槽；

所述第一板卡與第二板卡分別可拆卸式設置在各層板上的凹槽內。

由上述技術方案可知，本實用新型所述的一種基于可見光的單向傳輸組件，包括均設置在計算機設備中的第一板卡和第二板卡；第一板卡上設有依次連接的第一發送端口、可見光傳輸器件組和第一接收端口；第二板卡的上設有依次連接的第二發送端口、發送處理器、可見光傳輸器件組和第二接收端口；在進行數據單向傳輸時，第一板卡將計算機設備中的數據單向傳輸至USB存儲設備中，第二板卡將USB存儲設備中的數據單向傳輸至計算機設備中。本實用新型簡單且可靠地實現了USB存儲設備與計算機設備之間的數據單向傳輸；并通過物理隔離的方式，在實現數據單向傳輸的同時保證了單向傳輸中數據的安全性，為涉密部門或企業等提供了一種便捷且安全的數據傳輸方式。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型的實施例一中的一種基于可見光的單向傳輸組件的結構示意圖；

圖2是本實用新型的實施例二中的第一板卡10中的可見光傳輸器件組30的結構示意圖；

圖3是本實用新型的實施例二中的第二板卡20中的可見光傳輸器件組30的結構示意圖；

圖4是本實用新型的實施例三中的所述第一板卡10與第二板卡20在計算機設備中的結構示意圖；

其中，10-第一板卡、11-第一發送端口、12-第一接收端口、20-第二板卡、21-第二發送端口、22-第二接收端口、23-發送處理器、30-可見光傳輸器件組、31-接收處理器、40-發光二極管單元、41-功率放大器、42-發光二極管、50-光電二極管單元、51-光電二極管、52-信號放大及濾波器、60-放大鏡、70-濾光鏡。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型的實施例一提供了一種基于可見光的單向傳輸組件的一種具體實施方式，參見圖1，所述單向傳輸組件具體包括如下內容：

所述單向傳輸組件包括均設置在計算機設備中的第一板卡10和第二板卡20；所述第一板卡10上設有依次連接的第一發送端口11、可見光傳輸器件組30和第一接收端口12，所述第一發送端口11用于與計算機設備連接，所述第一接收端口12用于與USB存儲設備連接。

在上述描述中，第一板卡10用于將計算機設備中的數據單向傳輸至USB存儲設備；在第一板卡10中，第一發送端口11的形狀根據實際應用中的與計算機設備中的主板接口而設置，使得線纜能夠連接第一發送端口11和計算機設備中的主板的接口，第一接收端口12的形狀即為與USB存儲設備(例如U盤或USB存儲1硬盤)的接口相匹配的形狀，使得第一接收端口12與計算機設備外部的USB存儲設備進行連接，在進行數據單向傳輸時，所述第一板卡10將所述計算機設備中的數據單向傳輸至USB存儲設備中；其中的可見光傳輸器件組30是由可見光傳輸器件和對應的處理及放大電路等組成的，具體結構描述詳見實施例二。

所述第二板卡20的上設有依次連接的第二發送端口21、發送處理器23、可見光傳輸器件組30和第二接收端口22，所述第二發送端口21用于與USB存儲設備連接，所述第二接收端口22用于與計算機設備連接。

在上述描述中，第二板卡20用于將USB存儲設備中的數據單向傳輸至計算機設備中；在第二板卡20中，第二發送端口21的形狀即為與USB存儲設備(例如U盤或USB存儲1硬盤)的接口相匹配的形狀，使得第二發送端口21與計算機設備外部的USB存儲設備進行連接，第二接收端口22的形狀根據實際應用中的與計算機設備中的主板接口而設置，使得線纜能夠連接第二接收端口22和計算機設備中的主板的接口，在進行數據單向傳輸時，所述第二板卡20將所述USB存儲設備中的數據單向傳輸至計算機設備中；其中，發送處理器23為一個處理電路，具體可以為一個現場可編程門陣列FPGA(Field－Programmable Gate Array)電路，該處理電路與可見光傳輸器件組30連接，處理電路接收USB存儲設備中的數據，并將數據信號發送至可見光傳輸器件組30，使得可見光傳輸器件組30基于可見光通信的原理，利用物理發光器件、以及不同光器件之間的通信不可逆的特性，實現數據的單向傳輸。

從上述描述可知，本實用新型的實施例通過可見光通信技術，簡單且可靠地實現了USB存儲設備與計算機設備之間的數據單向傳輸；同時，通過可見光傳輸器件組的物理器件的使用，實現了通過物理隔離的方式，在實現數據單向傳輸的同時，保證了單向傳輸中數據的安全性，為涉密部門或企業等提供了一種便捷且安全的數據傳輸方式。

本實用新型的實施例二提供了上述單向傳輸組件中的可見光傳輸器件組30的一種具體實施方式，參見圖2和圖3，所述可見光傳輸器件組30具體包括如下內容：

圖2是第一板卡10中的可見光傳輸器件組30的具體結構，圖3是第二板卡20中的可見光傳輸器件組30的具體結構。

所述可見光傳輸器件組30包括：依次連接的發光二極管單元40、光電二極管單元50和接收處理器31；在進行數據單向傳輸時，所述發光二極管單元40為所述可見光傳輸器件組30的數據輸入側，所述接收處理器31為所述可見光傳輸器件組30的數據輸出側。

在上述描述中，接收處理器31為一個處理電路，具體可以為一個現場可編程門陣列FPGA(Field－Programmable Gate Array)電路，該處理電路用于接收光電二極管單元50發送的數據信號，并將數據信號發送至位于板卡輸出端口的計算機設備或者USB。

所述發光二極管單元40與所述光電二極管單元50之間依次設置有放大鏡60和濾光鏡70，使得所述發光二極管單元40發出的光線自所述發光二極管單元40依次經所述放大鏡60和濾光鏡70照射至所述光電二極管單元50。

在上述描述中，發光二極管單元40發出的光線，該光線先經過放大鏡60進行放大，放大后的光線在經過濾光鏡70照射至所述光電二極管單元50，以保證光線傳輸的可靠性和準確性。

所述發光二極管單元40包括：相互連接的功率放大器41和發光二極管42；所述發光二極管42靠近所述放大鏡60設置；所述發光二極管42有多個，且多個所述發光二極管42均與所述功率放大器41連接。

在上述描述中，功率放大器41的具體形式為功率放大電路，該電路與發光二極管42連接，用于將接收的數據信號傳輸至發光二極管42，同時，發光二極管42的數量根據實際應用設置。

所述光電二極管單元50包括：相互連接的光電二極管51和信號放大及濾波器52；所述光電二極管51靠近所述濾光鏡70設置；所述信號放大及濾波器52與所述接收處理器31連接；所述光電二極管51有多個，且多個所述光電二極管51均與所述信號放大及濾波器52連接。

在上述描述中，信號放大及濾波器52的具體形式為信號放大及濾波電路，該電路與光電二極管51連接，用于接收發光二極管42傳輸的數據信號并對數據進行放大及濾波處理，同時，光電二極管51的數量根據實際應用設置。

在圖2中，第一板卡10包括依次連接的第一發送端口11、功率放大器41、發光二極管42、放大鏡60、濾光鏡70、光電二極管51、信號放大及濾波器52、接收處理器31和第一接收端口12。

在圖3中，第二板卡20包括依次連接的第二發送端口21、發送處理器23、功率放大器41、發光二極管42、放大鏡60、濾光鏡70、光電二極管51、信號放大及濾波器52、接收處理器31和第二接收端口22。

從上述描述可知，本實用新型的實施例給出了可見光傳輸器件組的一種具體形式，實現了對第一板卡及第二板卡的發送端與接收端的物理隔離，從而進行安全的單向傳輸；另外，基于可見光通信技術目前傳輸速度已達到1Gbit/s水平，在單向傳輸的同時也提高了傳輸數據的速度。

本實用新型的實施例三提供了上述單向傳輸組件中的所述第一板卡10與第二板卡20設置結構的一種具體實施方式，參見圖4，所述第一板卡10與第二板卡20設置結構具體包括如下內容：

所述第一板卡10與第二板卡20均安裝在同一計算機設備中；所述第一板卡10的第一發送端口11和所述第二板卡20的第二接收端口22均與所述計算機設備中的主板連接；

所述第一板卡10的第一接收端口12和所述第二板卡20的第二發送端口21均通過所述計算機設備的背板上的通孔與外部的USB存儲設備連接。

在上述描述中，所述組件還可以包括用于安裝在計算機設備內的兩個單卡槽，所述第一板卡10與第二板卡20分別可拆卸式設置在兩個所述單卡槽中；或者，所述組件還可以包括用于安裝在計算機設備內的組合卡槽，所述組合卡槽為雙層板結構，且各層板上均設有凹槽，所述第一板卡10與第二板卡20分別可拆卸式設置在各層板上的凹槽內。

從上述描述可知，本實用新型的實施例給出了第一板卡10與第二板卡20在計算機設備的具體結構設置，保證了單向傳輸組件的安裝及使用的便捷性。

本實用新型還提供了一種基于可見光的單向傳輸組件的應用實例，具體包括如下內容：

該應用實例中的單向傳輸組件為板卡形式，板卡與電腦主板連接，可以單獨安裝，也可以如在臺式計算機設備中安裝顯卡的方式進行安裝。計算機設備一旦安裝該單向傳輸組件，除了保留網卡的定向數據通信功能外，能夠自動屏蔽其他所有數據接口。

USB移動設備到電腦的文件單向傳輸：U盤插入到安裝有本單向傳輸組件的計算機設備后，通過計算機設備中的上位機軟件的UI界面可以看到USB移動設備上的所有文件，并且可以選擇U盤上的任意文件傳到計算機設備上。

計算機設備到U盤的文件單向傳輸：確認U盤插入到安裝有本單向傳輸組件的計算機設備后，通過計算機設備中的上位機軟件的UI界面選中計算機設備要要發送的文件，然后確認發送，文件單向傳輸到U盤上。

在上述描述中，單向傳輸組件基于可見光通信(VLC)技術，構建的USB單向導入(導出)傳輸的過程，利用可見光通信(VLC)技術，以及，發射端和接收端物理器件的不同及可見光傳輸的單向性實現了信息的單向傳輸，并且實現了發送端與接收端的物理隔離，適合部分特殊工作場合的使用；同時，用戶根據不同環境的需求，可以選擇使用U盤到電腦的單向信息傳輸或者使用電腦到U盤的單向信息傳輸。

從上述描述可知，實現了U盤與電腦的單向傳輸，因為發光LED和接受PD不能相互替代，所以能實現真正意義上的物理隔離，從而進行單向傳輸；本實用新型傳輸文件速度較快，可見光通信技術目前傳輸速度已達到1Gbit/s水平；本系統比較穩定，因為LED照射的范圍是一個面，范圍較大，所以當單向傳輸收到震動器件偏斜時不會影響通信；本實用新型為板卡形式，體積小，便于安裝和拆卸，易于操作，省去了對操作人員進行特殊培訓的時間成本。

以上實施例僅用于說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。