CN106060994A - 一种可见光通信的照明控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可见光通信的照明控制***,该照明控制***包括照明端和无线控制器,采用可见光通信实现照明灯光的无线控制;所述照明端包括光接收模块、微控制模块、继电器组、通信接口、判决解调模块;无线控制器通过通信接口对照明端控制,所述照明端通过信号采集完成可见光亮度控制。本发明可以延长照明设备的使用寿命,降低照明***的能源消耗,提高照明***的照明质量。
Description
技术领域
本发明涉及照明控制领域,尤其是一种可见光通信的照明控制***。
背景技术
LED灯具有亮度高、寿命长、性能稳定、节省能源等优点,它将成为下一代的照明工具。由于的高灵敏度和线性调制特性,采用LED灯光信号来实现对照明***控制,具有非常大的优势。与传统的红外和无线电通信相比,可见光通信具有发射功率高、无电磁干扰等优点。另外,目前运用广泛的照明控制方法线路复杂,安装繁琐,且不易于维护,浪费大量原材料,成本高。因此,可见光通信照明控制***具有显著的研究意义和较大的发展前景,是一种新兴的节能、方便的照明控制***。
发明内容
本发明的发明目的是对可见光通信的无线控制,克服现有技术方法的不足,提供了一种能够达到线路简单,安装方便,易于维护,节省大量原材料,降低能耗的一种可见光通信的照明控制***。
为实现上述发明目的,提出了如下技术方案:
一种可见光通信的照明控制***,包括无线控制器、照明端两部分;无线控制器包括光发射模块、微控制模块、调制驱动模块、通信接口。照明端包括光接收模块、微控制模块、继电器组、通信接口、判决解调模块。无线控制器将按键设置为照明模式,就可以开启LED,实现普通的照明;无线控制器切换至照明控制模式的关闭控制状态,控制LED发送关闭灯光的控制光信号,并将照明区域朝向照明端的光接收模块,光接收模块感应到光信号,并经过判决解调处理后,由微控制模块处理验证关闭信号的有效性,并通过控制继电器组,关闭照明设施。
进一步地,可见光通信的照明控制***的无线控制器端由ST公司的Cortex-M3内核32位微控制器STM32F107完成数据的编码,并用数据编码输出电信号控制三极管驱动模块,以控制光发射模块。
进一步地,可见光通信的照明控制***的照明端光接收模块用BPX21光电二极管完成光信号的接收和光电信号转换。电路采用TI公司的可编程12位并行高速A/D转换芯片THS1206,实现采样速率6 MSample/s(兆采样/s)的4通道同步采样,由内部控制实现差分模拟信号输入。微控制器模块用STM32F107完成接收信号解调、数据帧读取以及照明控制等功能。STM32F107微控制器的PB12~PB15和PD8~PD15与TH1206的12位A/D转换输出连接,PA0~PA4连接TH1206的时钟、中断等控制信号;管脚PB6~PB7连接串口;PB10~PB13连接以太网口;PD0~PD7和PE7~PE15连接继电器组。TH1206的模拟输入管脚连接BPX21管。
该发明的有益效果:
本发明的一种可见光通信的照明控制***,照明端灯光的控制,由无线控制器采用无线可见光通信技术实现。无线控制器将按键设置为照明模式,就可以开启LED,实现普通的照明;无线控制器切换至照明控制模式的关闭控制状态,控制LED发送关闭灯光的控制光信号,并将照明区域朝向照明端的光接收模块,光接收模块感应到光信号,并经过判决解调处理后,由微控制模块处理验证关闭信号的有效性,并通过控制继电器组,关闭照明设施。基于上述硬件结构,结合软件控制流程和采用的调制编码方法,可以验证得知无线控制器在发送10kHz,50kHz,100kHz,500kHz等频率信号时,照明端的接收效果。该***能够达到线路简单,安装方便,易于维护,节省大量原材料,降低能耗的一种可见光通信的照明控制***。可见光通信照明控制,推动了可见光通信的发展和应用,具有巨大的市场前景。
附图说明
图1是本发明的***结构图;
图2是可见光通信的照明控制***的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种可见光通信的照明控制***作进一步详尽描述:
如图1所示,一种可见光通信的照明控制***,包括无线控制器和照明端;无线控制器端由光发射模块、微控制模块、调制驱动模块、通信接口组成。光发射模块采用大功率白光LED发送高频闪烁光;调制驱动模块将要发送的电信号,调制成高速闪烁的光信号,并驱动LED点亮;通信接口用于连接外部设备更新数据。按键用于选择切换照明模式和照明控制模式,照明控制模式可以提供照明开启和关闭两种状态。照明端由光接收模块、微控制模块、继电器组、通信接口、判决解调模块组成。光接收模块采用光电二极管感应接收光信号;判决解调模块对接收的光信号进行放大、整形、滤波、解调。照明设备的开启和关闭通过继电器组控制。通信接口用于通过有线、无线等方式连接其他外部设施。
进一步地,可见光通信的照明控制***的无线控制器端由ST公司的Cortex-M3内核32位微控制器STM32F107完成数据的编码,并用数据编码输出电信号控制三极管驱动模块,以控制光发射模块。
进一步地,可见光通信的照明控制***的照明端光接收模块用BPX21光电二极管完成光信号的接收和光电信号转换。电路采用TI公司的可编程12位并行高速A/D转换芯片THS1206,实现采样速率6MSample/s(兆采样/s)的4通道同步采样,由内部控制实现差分模拟信号输入。微控制器模块用STM32F107完成接收信号解调、数据帧读取以及照明控制等功能。STM32F107微控制器的PB12~PB15和PD8~PD15与TH1206的12位A/D转换输出连接,PA0~PA4连接TH1206的时钟、中断等控制信号;管脚PB6~PB7连接串口;PB10~PB13连接以太网口;PD0~PD7和PE7~PE15连接继电器组。TH1206的模拟输入管脚连接BPX21管。
如图2所示,所述可见光通信的照明控制***,其工作原理是无线控制器将按键设置为照明模式,就可以开启LED,实现普通的照明。当用户途经照明设备时,将无线控制器切换至照明控制模式的开启控制状态,无线控制器就控制LED发送高频调制的闪烁光信号。此时,将控制器的照明区域朝向照明端的光接收模块,光接收模块可以感应到闪烁光,并将其转换成对应的电信号。经过判决解调处理后,由微控制模块处理验证开启信号的有效性,并通过控制继电器组,点亮的照明设施。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (4)
1.一种可见光通信的照明控制***,其特征在于,包括无线控制器、照明端;所述无线控制器包括光发射模块、微控制模块、调制驱动模块、通信接口;所述照明端包括光接收模块、微控制模块、继电器组、通信接口、判决解调模块;所述无线控制器将按键设置为照明模式,就可以开启LED,实现普通的照明;所述无线控制器切换至照明控制模式的关闭控制状态,控制LED发送关闭灯光的控制光信号,并将照明区域朝向照明端的光接收模块,光接收模块感应到光信号,并经过判决解调处理后,由微控制模块处理验证关闭信号的有效性,并通过控制继电器组,关闭照明设施。
2.根据权利要求1所述的一种可见光通信的控制***,其特征在于,所述无线控制器完成数据的编码,输出电信号控制驱动模块,以控制光发射模块。
3.根据权利要求1所述的一种可见光通信控制***,其特征在于,所述照明端中光接收模块完成光信号的接收和光电信号转换;所述微控制器模块完成接收信号解调、数据帧读取以及照明控制等功能。
4.根据权利要求3所述的一种可见光通讯的照明控制***,其特征在于,所述无线控制器端由32位微控制器STM32F107完成数据的编码,并用数据编码输出电信号控制三极管驱动模块,以控制光发射模块;
所述照明端光接收模块用BPX21光电二极管完成光信号的接收和光电信号转换;采用可编程12位并行高速A/D转换芯片THS1206,实现采样速率6MSample/s(兆采样/s)的4通道同步采样,由内部控制实现差分模拟信号输入;微控制器模块用STM32F107完成接收信号解调、数据帧读取以及照明控制等功能;所述STM32F107微控制器的PB12~PB15和PD8~PD15与TH1206的12位A/D转换输出连接,PA0~PA4连接TH1206的时钟、中断等控制信号;管脚PB6~PB7连接串口;PB10~PB13连接以太网口;PD0~PD7和PE7~PE15连接继电器组。TH1206的模拟输入管脚连接BPX21管。
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