一種ccd遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CCD遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)，包括LED燈、用戶設(shè)備、導(dǎo)航服務(wù)器、中央處理器、現(xiàn)場可編程門陣列電路、接收天線、光探測器、信號處理電路、電源電路、LED燈、電源電路；所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場可編程門陣列電路；所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路，所述基于可見光通信的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)將室內(nèi)定位導(dǎo)航和服務(wù)相結(jié)合，將網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù)運用到實際工作當(dāng)中，極大地提高工作效率，將可見光通信技術(shù)、電力線載波通信技術(shù)融合現(xiàn)有的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
【專利說明】
一種CCD遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及室內(nèi)導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其是一種CCD遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能(solarenergy)，是指太陽的熱福射能(參見熱能傳播的三種方式)，主要表現(xiàn)就是常說的太陽光線。在現(xiàn)代一般用作發(fā)電或者為熱水器提供能源。自地球上生命誕生以來，就主要以太陽提供的熱輻射能生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為制作食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發(fā)展。太陽能的利用有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式，太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風(fēng)能、化學(xué)能、水能等。
[0003]太陽能是由太陽內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的，來自太陽的福射能量。
[0004]人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳，并把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代演變形成的一次能源。地球本身蘊藏的能量通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。
[0005]隨著智能手機和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們對導(dǎo)航和定位服務(wù)的需求日益增大。但是受定位時間、定位精度以及復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境等條件的限制，GPS和北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)在室內(nèi)都難定位，原因是定位系統(tǒng)星座發(fā)射的微波信號過于微弱，并且頻率很高，即要沿著直線傳播，且難以穿過墻壁，近些年來，可見光通信技術(shù)飛速發(fā)展，相對于傳統(tǒng)的通信技術(shù)(如藍(lán)牙和W1-Fi)，其具有低能耗、高速率、無電磁干擾等顯著優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的發(fā)明目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種低能耗、高速率、無電磁干擾，并將用戶設(shè)備與移動互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的基于可見光通信的節(jié)能室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0007]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出了如下技術(shù)方案:
一種CCD遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)，包括中央處理器、現(xiàn)場可編程門陣列電路、信號調(diào)制控制設(shè)備、接收天線、光探測器、信號處理電路、電源電路、LED燈、用戶設(shè)備、導(dǎo)航服務(wù)器、光鑰匙模塊；
所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號調(diào)制控制設(shè)備、LED燈、接收天線、光探測器、信號處理電路;所述信號調(diào)制設(shè)備負(fù)責(zé)調(diào)制生成原始的電信號;所述LED燈是單色的LED;所述光探測器是可見光波段響應(yīng)較好的CCD光電轉(zhuǎn)換器件;所述接收天線是可變倍數(shù)的光學(xué)鏡頭;所述信號處理電路與光探測器相適應(yīng)，用于視頻電信號的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率;所述探照燈和所述接收天線之間是大氣信道，光源發(fā)出的光通過大氣信道進(jìn)行傳輸； 所述的現(xiàn)場可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊1B和內(nèi)部連線三個部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實現(xiàn)組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動其他邏輯電路或驅(qū)動1/0，由此構(gòu)成了既可實現(xiàn)組合邏輯功能又可實現(xiàn)時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了FPGA所能實現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程;為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，能夠滿足在光照度不夠使太陽能進(jìn)行發(fā)電或夜間時候依然滿足對整個系統(tǒng)進(jìn)行供電
在使用時，多余的電能將被存儲在蓄電池組內(nèi)，而出現(xiàn)太陽能光照不夠或陰雨天氣或夜間時，蓄電池組將進(jìn)行釋電，并通過電源控制器的輸出電路輸送至直流供電電路內(nèi)，對中央處理器及現(xiàn)場可編程門陣列電路進(jìn)行供電，達(dá)到24小時全天候的使整個系統(tǒng)工作。
[0008]進(jìn)一步地，LED燈為安裝在室內(nèi)已知位置的照明設(shè)備，每一個LED燈使用一個小的集成電路，可通過通斷電控制，讓其發(fā)出唯一的閃爍光，對應(yīng)唯一的編碼信息。LED燈發(fā)出的閃爍光大于120Hz，所以人眼無法看到這種閃爍，但是手機攝像頭使用卷簾快門可撲捉到這種閃爍。LED燈發(fā)射出的光，對應(yīng)唯一的編碼信息，并且對應(yīng)唯一的位置信息。編碼信息和位置信息的對應(yīng)關(guān)系表存儲在的導(dǎo)航服務(wù)器中。待發(fā)送密鑰為TTL電平信號，S卩+5V表示高電平“1”，0V表示低電平“O”；所述LED驅(qū)動模塊包括PNP型貼片三極管S8550及其相關(guān)外圍器件，用于實現(xiàn)電信號到光信號的轉(zhuǎn)換；
所述光鑰匙模塊一個一對多的裝置;光鑰匙是基于單片機STC12C2052AD設(shè)計的一種發(fā)送端。
[0009]進(jìn)一步地，導(dǎo)航服務(wù)器存儲LED燈編碼和位置的對應(yīng)信息、地圖信息等。服務(wù)器強大的計算能力可輔助用戶手持設(shè)備進(jìn)行相關(guān)計算。例如，室內(nèi)定位的計算涉及比較大的計算量，這部分的計算可以放到服務(wù)器中，用戶手持設(shè)備只需要接收最后的結(jié)果。
[0010]進(jìn)一步地，首先由用戶設(shè)備(如手機)中輸入目標(biāo)資源后，使用手持設(shè)備攝像頭拍攝LED燈;然后，手持設(shè)備上的應(yīng)用程序?qū)ED進(jìn)行解碼，得到對應(yīng)的編碼信息;接下來，手持設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)與導(dǎo)航服務(wù)器進(jìn)行連接，查詢導(dǎo)航服務(wù)器中的關(guān)系表，獲取LED燈位置;最后，服務(wù)器上的應(yīng)用程序使用室內(nèi)定位算法得到手持設(shè)備的位置信息，并返回給手持設(shè)備，結(jié)合手持設(shè)備上的地圖，將需要的導(dǎo)航信息顯示到用戶設(shè)備屏幕上。
[0011]該發(fā)明的有益效果:
應(yīng)用人工智能專家系統(tǒng)、知識工程、模式識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法和技術(shù)，進(jìn)行智能化、集成化、協(xié)調(diào)化、設(shè)計和實現(xiàn)的新一代的計算機管理系統(tǒng)。WIFI容易被電磁干擾，傳輸?shù)姆较虿豢煽?，密碼容易被截獲。然而可見光通信是一種點對點的傳輸模式，具有保密性好的優(yōu)點。
[0012]光鑰匙和智能移動終端相結(jié)合，可以很好的運用Android系統(tǒng)開發(fā)手機AAP光密鑰軟件，Android系統(tǒng)是基于Linux的一個開源的操作系統(tǒng)，主要是使用在移動終端(手機和平板)中。Android系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)平臺相比，有很大的優(yōu)勢。它的優(yōu)勢最主要的體現(xiàn)在它的開放性。Android系統(tǒng)是完全開源的系統(tǒng)，所有的愛好者和廠商都可以參與到Android系統(tǒng)的開發(fā)中來，這就為Android系統(tǒng)的發(fā)展打下了很好基礎(chǔ)。Android系統(tǒng)已經(jīng)成為了全球裝機量第一大的系統(tǒng)。Android系統(tǒng)的另一大優(yōu)勢就是基于谷歌公司的平臺，谷歌公司的地圖、搜索、郵箱等服務(wù)產(chǎn)品，能夠無縫的應(yīng)用到Andr1d系統(tǒng)中去。
[0013]所述的現(xiàn)場可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊1B和內(nèi)部連線三個部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實現(xiàn)組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動其他邏輯電路或驅(qū)動1/0，由此構(gòu)成了既可實現(xiàn)組合邏輯功能又可實現(xiàn)時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了 FPGA所能實現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程;為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，能夠滿足在光照度不夠使太陽能進(jìn)行發(fā)電或夜間時候依然滿足對整個系統(tǒng)進(jìn)行供電
在使用時，多余的電能將被存儲在蓄電池組內(nèi)，而出現(xiàn)太陽能光照不夠或陰雨天氣或夜間時，蓄電池組將進(jìn)行釋電，并通過電源控制器的輸出電路輸送至直流供電電路內(nèi)，對中央處理器及現(xiàn)場可編程門陣列電路進(jìn)行供電，達(dá)到24小時全天候的使整個系統(tǒng)工作。
[0014]本發(fā)明的基于可見光通信的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)，將室內(nèi)定位導(dǎo)航和服務(wù)相結(jié)合，將網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù)很好地運用到實際工作當(dāng)中，同時具有低能耗、高速率、無電磁干擾等顯著優(yōu)點。可見光通信嵌入到室內(nèi)導(dǎo)航服務(wù)中，推動了可見光通信的發(fā)展和應(yīng)用，具有巨大的市場前景。遠(yuǎn)距離可見光通信系統(tǒng)，在發(fā)射端采用了OOK調(diào)制方式，OOK帶寬需求低，而且硬件實現(xiàn)最為簡單，解碼時候只需要通過直接檢測的方法，通過判斷光的有無來確定接收到的信息時O或者I;使得發(fā)射端成本合理;在接收端，采用CCD作為光探測器，硬件設(shè)備使用高幀頻(10fps以上)、高靈敏度、高響應(yīng)度CCD相機;相機以與光源相同幀頻進(jìn)行拍攝，并且設(shè)計軟件對CCD相機進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，將調(diào)制信號的規(guī)律呈現(xiàn)出來，得到相應(yīng)的灰度值，從而完成信息的傳遞過程，實現(xiàn)字符串的接收。選擇CCD作為光探測器，其靈敏度和響應(yīng)度比傳統(tǒng)的PIN光電二極管高很多。對比于傳統(tǒng)光電二極管，采用CCD相機可以使光源的位置可以在圖像中清晰的顯示出來，這樣，只要能夠判斷出信號的位置，將來可以使用多個光源，在接收端的接受能力之內(nèi)，成倍的提高傳輸速率。并且CCD作為光探測器還可以同時用于APT通信系統(tǒng)當(dāng)中。
[0015]可見光通信的室內(nèi)定位技術(shù)將可見光通信與無線定位技術(shù)有機結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)長，則既可以提供較好的精度和響應(yīng)速度，可以覆蓋較廣的范圍，實現(xiàn)無縫的、精確的定位?；诳梢姽獾氖覂?nèi)定位無電磁污染，部署容易，既滿足照明要求，又降低了功耗和成本。功耗低，調(diào)制解調(diào)算法簡單，成本低，體積小，不需要重新部署燈源，只需把一個低成本的LED燈安裝到原有的燈座上即可實現(xiàn)定位，滿足了可擴展性和強壯性的要求。因此，基于可見光通信的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)具有巨大的市場經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的基于可見光通信的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的工作流程圖；
圖2是基于可見光通信的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種CCD遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)作進(jìn)一步詳盡描述:
1、如圖1所示，一種CCD遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)，包括中央處理器、現(xiàn)場可編程門陣列電路、信號調(diào)制控制設(shè)備、接收天線、光探測器、信號處理電路、電源電路、LED燈、用戶設(shè)備、導(dǎo)航服務(wù)器、光鑰匙模塊；
所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號調(diào)制控制設(shè)備、LED燈、接收天線、光探測器、信號處理電路;所述信號調(diào)制設(shè)備負(fù)責(zé)調(diào)制生成原始的電信號;所述LED燈是單色的LED;所述光探測器是可見光波段響應(yīng)較好的CCD光電轉(zhuǎn)換器件;所述接收天線是可變倍數(shù)的光學(xué)鏡頭;所述信號處理電路與光探測器相適應(yīng)，用于視頻電信號的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率;所述探照燈和所述接收天線之間是大氣信道，光源發(fā)出的光通過大氣信道進(jìn)行傳輸；
所述LED燈為安裝在室內(nèi)已知位置的照明設(shè)備，每一個LED燈使用一個小的集成電路，可通過通斷電控制，讓其發(fā)出唯一的閃爍光，對應(yīng)唯一的編碼信息。LED燈發(fā)出的閃爍光大于120Hz，所以人眼無法看到這種閃爍，但是手機攝像頭使用卷簾快門可撲捉到這種閃爍。LED燈發(fā)射出的光，對應(yīng)唯一的編碼信息，并且對應(yīng)唯一的位置信息。編碼信息和位置信息的對應(yīng)關(guān)系表存儲在的導(dǎo)航服務(wù)器中。待發(fā)送密鑰為TTL電平信號，S卩+5V表示高電平“1”，0V表示低電平“O”；所述LED驅(qū)動模塊包括PNP型貼片三極管S8550及其相關(guān)外圍器件，用于實現(xiàn)電信號到光信號的轉(zhuǎn)換；
所述光鑰匙模塊一個一對多的裝置;光鑰匙是基于單片機STC12C2052AD設(shè)計的一種發(fā)送端。
[0018]所述的現(xiàn)場可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊1B和內(nèi)部連線三個部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實現(xiàn)組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動其他邏輯電路或驅(qū)動1/0，由此構(gòu)成了既可實現(xiàn)組合邏輯功能又可實現(xiàn)時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了 FPGA所能實現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程;為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，能夠滿足在光照度不夠使太陽能進(jìn)行發(fā)電或夜間時候依然滿足對整個系統(tǒng)進(jìn)行供電。
[0019]在使用時，多余的電能將被存儲在蓄電池組內(nèi)，而出現(xiàn)太陽能光照不夠或陰雨天氣或夜間時，蓄電池組將進(jìn)行釋電，并通過電源控制器的輸出電路輸送至直流供電電路內(nèi)，對中央處理器及現(xiàn)場可編程門陣列電路進(jìn)行供電，達(dá)到24小時全天候的使整個系統(tǒng)工作。
[0020]
所述導(dǎo)航服務(wù)器存儲LED燈編碼和位置的對應(yīng)信息、地圖信息等。服務(wù)器強大的計算能力可輔助用戶手持設(shè)備進(jìn)行相關(guān)計算。例如，室內(nèi)定位的計算涉及比較大的計算量，這部分的計算可以放到服務(wù)器中，用戶手持設(shè)備只需要接收最后的結(jié)果。
[0021]所述用戶設(shè)備(如手機)中輸入目標(biāo)資源后，使用手持設(shè)備攝像頭拍攝LED燈;然后，手持設(shè)備上的應(yīng)用程序?qū)ED進(jìn)行解碼，得到對應(yīng)的編碼信息;接下來，手持設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)與導(dǎo)航服務(wù)器進(jìn)行連接，查詢導(dǎo)航服務(wù)器中的關(guān)系表，獲取LED燈位置;最后，月艮務(wù)器上的應(yīng)用程序使用室內(nèi)定位算法得到手持設(shè)備的位置信息，并返回給手持設(shè)備，結(jié)合手持設(shè)備上的地圖，將需要的導(dǎo)航信息顯示到用戶設(shè)備屏幕上。
[0022]所述遠(yuǎn)距離可見光通信系統(tǒng)具體包括:
調(diào)制器，用于可見光通信發(fā)射端需要將基帶信號調(diào)制到光載波上，調(diào)制器的作用就是要根據(jù)不同的調(diào)制方式，如OOK調(diào)制、PPM調(diào)制等，將信息先調(diào)制成電信號。調(diào)制器硬件上可以采用常用的51單片機系列，為了達(dá)到更高的速度和精度的要求，還可以選擇FPGA等。
[0023]LED驅(qū)動，用于將電信號轉(zhuǎn)化為光信號。LED驅(qū)動模塊用于完成對LED光源的驅(qū)動功能，同時將調(diào)至好的電信號轉(zhuǎn)化為光信號加載到LED光源上。如51單片機，其觸發(fā)方式是TTL觸發(fā)，完成對LED光源驅(qū)動。
[0024]LED，是可見光通信系統(tǒng)的發(fā)射裝置，為了滿足通信系統(tǒng)的需求，應(yīng)盡可能選擇功率大、束散角小、白光LED光源。此外，選擇陣列形式LED光源可以增大光功率，而對束散角一般達(dá)到4度。
[0025]LED控制器，用來控制光源和相機的設(shè)備，完成輔助功能。
[0026]大氣信道，光源將調(diào)至好的信號光發(fā)射出去，通過大氣信道傳輸，傳輸過程中將受到大氣信道的影響。
[0027]相機鏡頭，相機鏡頭即是接收天線，主要完成光信號的捕捉接收功能，鏡頭能夠進(jìn)行變焦，變化接收視場角，可以放大或者縮小目標(biāo)。為了便于和CCD相機相互配合，配置了電動變焦鏡頭和編碼器，可以實現(xiàn)電腦控制自動變焦。
[0028](XD相機，CXD是感光元器件，主要是將光信號轉(zhuǎn)化為電信號再成像。
[0029](XD相機需能夠匹配光源的速率，CXD相機能夠完成高幀頻采集。CXD相機通過千兆以太網(wǎng)連接到電腦上，并通過程序完成圖像數(shù)據(jù)的采集和處理。
[0030]成像處理過程，用于將接收到的已調(diào)光信號進(jìn)行接收成像，分析其灰度光強度，解調(diào)出原始信息，完成信息接收。
[0031]
如圖2所示，基于可見光通信的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)工作流程為用戶在手機屏幕上輸入需要的目標(biāo)資料，通過查詢服務(wù)器中的地圖，得到目標(biāo)資源的具體位置信息，作為導(dǎo)航目的地。進(jìn)一步地，用戶使用手持設(shè)備拍攝最近的若干個LED燈，攝像頭使用卷簾快門獲得這些LED燈的閃爍信息，并采用圖像處理技術(shù)，手持設(shè)備或服務(wù)器可以對拍攝到的閃爍信息進(jìn)行解碼，得到對應(yīng)的編碼信息。進(jìn)一步地，服務(wù)器端的應(yīng)用程序在服務(wù)器上的編碼位置對應(yīng)表中進(jìn)行查找，得到這些LED燈的位置信息。進(jìn)一步地，導(dǎo)航服務(wù)器基于被拍攝的若干個LED燈的位置信息，以及它們在手持設(shè)備攝像頭中的成像信息，采用基于多個LED燈的定位方法，得到手持設(shè)備的位置和拍攝角度信息，作為導(dǎo)航的起點和方向。進(jìn)一步地，導(dǎo)航服務(wù)器使用路徑尋找算法，得到從起點到目的地的導(dǎo)航信息，這些信息將會被發(fā)送到用戶的手持設(shè)備上，結(jié)合手持設(shè)備中的加速度傳感器，為用戶提供導(dǎo)航服務(wù)。
[0032]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種CCD遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括中央處理器、現(xiàn)場可編程門陣列電路、信號調(diào)制控制設(shè)備、接收天線、光探測器、信號處理電路、電源電路、LED燈、用戶設(shè)備、導(dǎo)航服務(wù)器、光鑰匙模塊； 所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號調(diào)制控制設(shè)備、LED燈、接收天線、光探測器、信號處理電路;所述信號調(diào)制設(shè)備負(fù)責(zé)調(diào)制生成原始的電信號;所述LED燈是單色的LED;所述光探測器是可見光波段響應(yīng)較好的CCD光電轉(zhuǎn)換器件;所述接收天線是可變倍數(shù)的光學(xué)鏡頭;所述信號處理電路與光探測器相適應(yīng)，用于視頻電信號的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率;所述探照燈和所述接收天線之間是大氣信道，光源發(fā)出的光通過大氣信道進(jìn)行傳輸； 所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動終端，基于智能移動終端操作系統(tǒng)，設(shè)計基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送;所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路;其中，所述LED燈通過燈光信號與的導(dǎo)航服務(wù)器連接，所述LED燈發(fā)出的光，對應(yīng)唯一的編碼信息，并且對應(yīng)唯一的位置信息。2.所述導(dǎo)航服務(wù)器存儲LED燈編碼和位置的對應(yīng)信息、地圖信息。3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CCD遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)距離可見光通信系統(tǒng)設(shè)備主要包括發(fā)射端和接收端;發(fā)射端可使用00Κ、ΡΡΜ等調(diào)制方式，光源將調(diào)制好的光信號以高速、明暗變化的規(guī)律進(jìn)行發(fā)射，采用大功率低束散角陣列LED作為光源，由于調(diào)制速率在一百比特量級，可以采用單片機配合C++軟件編程進(jìn)行發(fā)射端的軟硬件設(shè)計，實現(xiàn)字符串的發(fā)送;接收端，采用CCD作為光探測器，硬件設(shè)備使用高幀頻10fps以上、高靈敏度、高響應(yīng)度CCD相機;相機以與光源相同幀頻進(jìn)行拍攝，并且設(shè)計軟件對CCD相機進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，將調(diào)制信號的規(guī)律呈現(xiàn)出來，得到相應(yīng)的灰度值，從而完成信息的傳遞過程，實現(xiàn)字符串的接收;所述充電插口設(shè)置于閉合門的側(cè)端； 所述的現(xiàn)場可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊1B和內(nèi)部連線三個部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實現(xiàn)組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動其他邏輯電路或驅(qū)動1/0，由此構(gòu)成了既可實現(xiàn)組合邏輯功能又可實現(xiàn)時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了 FPGA所能實現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程。4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CCD遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶設(shè)備能夠使用攝像頭拍攝LED燈，并且具有應(yīng)用程序?qū)ED進(jìn)行解碼，得到對應(yīng)的編碼信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)與導(dǎo)航服務(wù)器進(jìn)行連接，獲取導(dǎo)航信息;待發(fā)送密鑰為TTL電平信號，S卩+5V表示高電平“1”，0V表示低電平“O”；所述LED驅(qū)動模塊包括PNP型貼片三極管S8550及其相關(guān)外圍器件，用于實現(xiàn)電信號到光信號的轉(zhuǎn)換;所述光鑰匙模塊一個一對多的裝置;光鑰匙是基于單片機STC12C2052AD設(shè)計的一種發(fā)送端。5.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CCD遠(yuǎn)程控制的家居導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，導(dǎo)航服務(wù)器存儲LED燈編碼和位置的對應(yīng)信息、地圖信息，所述導(dǎo)航服務(wù)器用于室內(nèi)定位的計算；用戶設(shè)備中輸入目標(biāo)資源后，使用手持設(shè)備攝像頭拍攝LED燈;然后，手持設(shè)備上的應(yīng)用程序?qū)ED進(jìn)行解碼，得到對應(yīng)的編碼信息;手持設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)與導(dǎo)航服務(wù)器進(jìn)行連接，查詢導(dǎo)航服務(wù)器中的關(guān)系表，獲取LED燈位置;服務(wù)器上的應(yīng)用程序使用室內(nèi)定位算法得到手持設(shè)備的位置信息，并返回給手持設(shè)備，結(jié)合手持設(shè)備上的地圖，將需要的導(dǎo)航信息顯示到用戶設(shè)備屏幕上。
【文檔編號】H04B10/116GK105955130SQ201610385726
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】王燁
【申請人】蘇州杰姆斯特機械有限公司