一種室內(nèi)無(wú)線ccd控制智能控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置，包括：橋接電路，用于連接計(jì)算機(jī)USB接口和光收發(fā)電路，接受或發(fā)射自計(jì)算機(jī)USB數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行變換處理的信號(hào)；中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路、電源電路、光鑰匙模塊；所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路；所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽(yáng)能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，收、發(fā)均采用相對(duì)較小的接收、發(fā)射角度，使用時(shí)只需手動(dòng)粗對(duì)準(zhǔn)即可，應(yīng)用于室內(nèi)短距離無(wú)線通信，可以達(dá)到10Mbps以上的數(shù)據(jù)通信速率，傳輸距離達(dá)到5米左右，基本滿足辦公室、實(shí)驗(yàn)室、家庭等室內(nèi)環(huán)境的數(shù)據(jù)通信要求。
【專利說明】
一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及可見光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能是由太陽(yáng)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(yáng)的福射能量。
[0003]人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽(yáng)。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳，并把太陽(yáng)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(dòng)植物經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代演變形成的一次能源。地球本身蘊(yùn)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。
[0004]可見光通信技術(shù)，是利用熒光燈或發(fā)光二極管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號(hào)來傳輸信息的，將高速因特網(wǎng)的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。利用這種技術(shù)做成的系統(tǒng)能夠覆蓋室內(nèi)燈光達(dá)到的范圍，電腦不需要電線連接，因而具有廣泛的開發(fā)前景。相比于其他無(wú)線電通信方式，可見光通信的主要優(yōu)點(diǎn)是:
(I)光通信的直線定向傳播方式使它的發(fā)射光束窄，方向性好，光束的發(fā)散角通常都在毫弧度，甚至微弧度量級(jí)，因此具有數(shù)據(jù)傳遞的保密性，除非其通信鏈路被截取，否則數(shù)據(jù)不易外泄。由于這些波束非常的定向，是對(duì)準(zhǔn)某一接收機(jī)的，如想截接，就需要用另一部接收機(jī)在視距內(nèi)對(duì)準(zhǔn)發(fā)射機(jī)，還需要知道如何接收信號(hào)，這是很難做到的。如果被裁接，那么原來鏈路就被中斷了，用戶就會(huì)發(fā)現(xiàn)信息被截接。
[0005](2)無(wú)須進(jìn)行昂貴的管道工程施工，其施工成本約為光纜的20 %。組網(wǎng)方便、迅速，光通信組網(wǎng)速度快，只須在通信點(diǎn)上進(jìn)行設(shè)備安裝，適合臨時(shí)使用和復(fù)雜地形中的緊急組網(wǎng)，對(duì)于重新撤換部署也很方便。
[0006](3)由于光波波長(zhǎng)短(可見光的約零點(diǎn)幾微米)，所以在完成同樣功能的情況下，光收發(fā)端的尺寸要比微波、毫米波通信天線的尺寸小很多，具有功耗小、體積小、重量輕等特點(diǎn)，相應(yīng)的器件成本也較低。
[0007]雖然光通信有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著一些弊端，譬如:光波不能穿透墻壁等障礙物，易受太陽(yáng)光、白熾燈、熒光燈等背景光噪聲的干擾等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的發(fā)明目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，收、發(fā)均采用相對(duì)較小的接收、發(fā)射角度，使用時(shí)只需手動(dòng)粗對(duì)準(zhǔn)即可，應(yīng)用于室內(nèi)短距離無(wú)線通信，可以達(dá)到1Mbps以上的數(shù)據(jù)通信速率，傳輸距離達(dá)到5米左右，基本滿足辦公室、實(shí)驗(yàn)室、家庭等室內(nèi)環(huán)境的數(shù)據(jù)通信要求的室內(nèi)LED可見光通信系統(tǒng)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出了如下技術(shù)方案:
一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置，包括:
中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路、電源電路、光鑰匙模塊、信號(hào)調(diào)制控制設(shè)備、LED燈、智能加濕器、光探測(cè)器、信號(hào)處理電路；
所述智能加濕器還包括水位傳感器、溫度傳感器、濕度采集傳感器、聲光報(bào)警器以及顯示電路，當(dāng)所述智能加濕器根據(jù)控制指令開始工作時(shí)，微控制器向所述水位傳感器、溫度傳感器、濕度采集傳感器發(fā)出執(zhí)行指令，獲得加濕器內(nèi)的水量數(shù)據(jù)信號(hào)、室溫信號(hào)以及室內(nèi)濕度信號(hào)，微處理器對(duì)所述水量數(shù)據(jù)信號(hào)、室溫信號(hào)以及室內(nèi)濕度信號(hào)進(jìn)行放大、測(cè)量、A/D轉(zhuǎn)換之后傳送到加濕判斷電路，控制加濕器按設(shè)定參數(shù)工作，同時(shí)把數(shù)據(jù)反饋給所述顯示電路進(jìn)行數(shù)據(jù)的可視化處理，最終達(dá)到對(duì)環(huán)境進(jìn)行智能加濕的目的。當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度值高于設(shè)定值時(shí)或者加濕器水量不足時(shí)，所述聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)；
所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號(hào)調(diào)制控制設(shè)備、LED燈、智能加濕器、光探測(cè)器、信號(hào)處理電路;所述信號(hào)調(diào)制設(shè)備負(fù)責(zé)調(diào)制生成原始的電信號(hào);所述LED燈是單色的LED;所述光探測(cè)器是可見光波段響應(yīng)較好的CCD光電轉(zhuǎn)換器件;所述智能加濕器是可變倍數(shù)的光學(xué)鏡頭;所述信號(hào)處理電路與光探測(cè)器相適應(yīng)，用于視頻電信號(hào)的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率;所述探照燈和所述智能加濕器之間是大氣信道，光源發(fā)出的光通過大氣信道進(jìn)行傳輸;所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽(yáng)能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路;所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動(dòng)終端，基于智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動(dòng)終端的軟件模塊，通過智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送；
所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動(dòng)終端，基于智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動(dòng)終端的軟件模塊，通過智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送;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(hào)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(jí)，可以采用單片機(jī)配合C++軟件編程進(jìn)行發(fā)射端的軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)字符串的發(fā)送；接收端，采用CCD作為光探測(cè)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(jī);相機(jī)以與光源相同幀頻進(jìn)行拍攝，并且設(shè)計(jì)軟件對(duì)CCD相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，將調(diào)制信號(hào)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(shí)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；
橋接電路:連接計(jì)算機(jī)USB接口和光收發(fā)電路，將來自計(jì)算機(jī)USB數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行變換處理成適合發(fā)射電路調(diào)制的信號(hào)，同時(shí)將接收電路送來的信號(hào)進(jìn)行變化處理成USB數(shù)據(jù)信號(hào)送給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)高速率的無(wú)線雙工通信;所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動(dòng)終端，基于智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動(dòng)終端的軟件模塊，通過智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的min-USB 口輸出;所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送；
光發(fā)射機(jī):將經(jīng)過USB接口電路處理過的信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制，調(diào)制過的信號(hào)再經(jīng)過放大后送去調(diào)制光源一一可見光LED，使其發(fā)出被編碼電信號(hào)調(diào)制的可見光光脈沖信號(hào)(這個(gè)過程稱之為電光轉(zhuǎn)換，即E/Ο轉(zhuǎn)換)，最后經(jīng)光學(xué)天線發(fā)射到大氣信道中。
[0010]光接收機(jī):通過光學(xué)天線把發(fā)送端發(fā)送來的光脈沖信號(hào)會(huì)聚到光電檢測(cè)器PIN，將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(這個(gè)過程稱之為光電轉(zhuǎn)換，即0/E轉(zhuǎn)換)，轉(zhuǎn)換過來的微弱電信號(hào)經(jīng)過放大解調(diào)后送給USB接口電路。
[0011]所述光發(fā)射機(jī)包括光源和驅(qū)動(dòng)器以及輔助電路。所述輔助電路包括光監(jiān)測(cè)器、無(wú)光報(bào)警電路、自動(dòng)功率控制電路(APC)和自動(dòng)溫度控制電路(ATC);使用時(shí)，電信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器與光源連接，自動(dòng)溫度控制電路調(diào)控光源溫度，所述光監(jiān)測(cè)器設(shè)置在光源照射范圍內(nèi)，并與無(wú)光報(bào)警電路連接，所述光監(jiān)測(cè)器與一自動(dòng)功率控制電路連接后與驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成反饋電路。
[0012]所述的現(xiàn)場(chǎng)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(gè)部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)1/0，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)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(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程。
[0013]為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，能夠滿足在光照度不夠使太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電或夜間時(shí)候依然滿足對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電；
在使用時(shí)，多余的電能將被存儲(chǔ)在蓄電池組內(nèi)，而出現(xiàn)太陽(yáng)能光照不夠或陰雨天氣或夜間時(shí)，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(duì)中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路進(jìn)行供電，達(dá)到24小時(shí)全天候的使整個(gè)系統(tǒng)工作。
[0014]待發(fā)送密鑰為TTL電平信號(hào)，即+5V表示高電平T，0V表示低電平“O”；所述LED驅(qū)動(dòng)模塊包括PNP型貼片三極管S8550及其相關(guān)外圍器件，用于實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換;所述光鑰匙模塊一個(gè)一對(duì)多的裝置;光鑰匙是基于單片機(jī)STC12C2052AD設(shè)計(jì)的一種發(fā)送端。
[0015]
所述光源工作波段為紅光650nm，與綠光和藍(lán)光相比較，紅光在大氣信道中傳輸時(shí)，在對(duì)背景噪聲中的熒光和紫外線的抵抗能力上具有一定的優(yōu)勢(shì)。
[0016]所述發(fā)射機(jī)電路中采用650nm的紅光發(fā)光二極管(LED)作為發(fā)射機(jī)的光源。用于室內(nèi)的便攜無(wú)線光傳輸設(shè)備，光源必須滿足以下幾個(gè)基本的要求:滿足人眼安全要求;調(diào)制速率滿足設(shè)計(jì)要求(多l(xiāng)OMb/s);使用壽命長(zhǎng);價(jià)格低，降低成本。所述LED驅(qū)動(dòng)電路采用差分電路。
[0017]所述光接收機(jī)電路包括光電探測(cè)器、放大電路和信號(hào)處理電路，對(duì)于強(qiáng)度調(diào)制的數(shù)字光信號(hào)，在接收端采用直接檢測(cè)方式時(shí)，主要由光電檢測(cè)器、低噪前置放大器、主放大器、AGC電路等構(gòu)成光接收機(jī)的線性通道，以完成光/電轉(zhuǎn)換，把信號(hào)放大到判決電路所需的信號(hào)電平。
[0018]在光通信系統(tǒng)中，接收機(jī)的作用是把接收到光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。首先由光電探測(cè)器(可以是PIN光電二極管，也可以是PAD雪崩光電二極管)將光發(fā)射機(jī)送出的經(jīng)信道傳輸后的微弱的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。光電探測(cè)器的輸出信號(hào)電流很小，必須由低噪聲、寬頻帶的前置放大器進(jìn)行放大。光電探測(cè)器和前置放大器構(gòu)成光接收機(jī)前端，其噪聲性能將是決定接收靈敏度的主要因家。主放大器、均衡器及AGC電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行高增益的放大并對(duì)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償、整形，以提高信噪比、減少誤碼率，使輸出的脈沖適合判決的要求。
[0019]所述低噪前置放大器為寬帶、低噪聲放大器，因?yàn)殡娐饭ぷ魉俾时容^高，優(yōu)選為，LNA采用跨阻放大器。
[0020]該發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明的室內(nèi)LED可見光通信系統(tǒng)主要包括USB橋接電路、光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)，硬件電路小巧，使用便捷，工作性能良好，智能加濕器可以根據(jù)室內(nèi)的溫度來自動(dòng)調(diào)節(jié)濕度，當(dāng)空氣中的水氣量一定時(shí)，提高溫度，濕度則會(huì)降低;可以自行設(shè)定相對(duì)濕度值，當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度值低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)加濕；當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度值高于設(shè)定值時(shí)，聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。用戶可以根據(jù)所在環(huán)境自行設(shè)置濕度限值，采集的相對(duì)濕度值、溫度值和濕度限值，都可以在液晶顯示屏上顯示。有高中低水位開關(guān)，在沒有水的情況下，則LED亮，提示用戶加水，以防止干燒。
[0021 ]另外，智能加濕器能夠通過GSM通信模塊實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，用戶可以在回家之前啟動(dòng)智能加濕器，改善室內(nèi)空氣濕度，在離開家以后關(guān)閉，即使忘記出門之前關(guān)閉智能加濕器，也可以通過手機(jī)發(fā)出控制指令，關(guān)閉智能加濕器，這樣能夠合理規(guī)劃智能加濕器的使用時(shí)間，延遲使用壽命以及節(jié)約能源。
[0022]所述濕度采集傳感器是SHT21傳感器，此時(shí)不在需要溫度傳感器;該傳感器能夠?qū)Νh(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，濕度精度±2%(相對(duì)濕度20%?80%)，溫度精度±0.3°C (環(huán)境溫度25?42°C)。傳感器經(jīng)過標(biāo)定，既能提供I2C數(shù)字接口，也能提供PffM模擬輸出模式。因?yàn)閿?shù)字通信可大大降低功耗，在正常工作狀態(tài)下，功耗可在3yW以內(nèi)，在延長(zhǎng)測(cè)量間隔的情況下，功耗還可進(jìn)一步降低。使用SHT21過程中，A/D電路進(jìn)行數(shù)字化信號(hào)轉(zhuǎn)換。除此之外，SHT21的分辨率還可以通過指令進(jìn)行8/12bit到12/14bit的改變，便于檢測(cè)電量狀態(tài)，同時(shí)輸出校驗(yàn)和，有助于提高通信的可靠性。
[0023]所述微控制器是采用單片機(jī)，其CPU由控制器和運(yùn)算器組成，主要進(jìn)行運(yùn)算及指令識(shí)別。存儲(chǔ)器為8K可擦寫閃存，工作電源為+5V。其內(nèi)部有振蕩器的反相放大器，石英晶體和陶瓷諧振器共同構(gòu)成自激振蕩器。引腳簡(jiǎn)單可靠，功能強(qiáng)大，使用方便，并具有低功耗空閑和掉電模式。
[0024]所述溫度傳感器是DS18B20傳感器，DS18B20傳感器具有一線接口，使用簡(jiǎn)單方便，在實(shí)際使用中無(wú)需外部元件，直接利用數(shù)據(jù)總線供電，測(cè)量溫度范圍較大。因此，使用范圍較廣，用途較大。
[0025]
應(yīng)用人工智能專家系統(tǒng)、知識(shí)工程、模式識(shí)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(jì)和實(shí)現(xiàn)的新一代的計(jì)算機(jī)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸模式，具有保密性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0026]光鑰匙和智能移動(dòng)終端相結(jié)合，可以很好的運(yùn)用Android系統(tǒng)開發(fā)手機(jī)AAP光密鑰軟件，Android系統(tǒng)是基于Linux的一個(gè)開源的操作系統(tǒng)，主要是使用在移動(dòng)終端(手機(jī)和平板)中。Android系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)平臺(tái)相比，有很大的優(yōu)勢(shì)。它的優(yōu)勢(shì)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(jī)量第一大的系統(tǒng)。Android系統(tǒng)的另一大優(yōu)勢(shì)就是基于谷歌公司的平臺(tái)，谷歌公司的地圖、搜索、郵箱等服務(wù)產(chǎn)品，能夠無(wú)縫的應(yīng)用到Andr1d系統(tǒng)中去。
[0027]
為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，能夠滿足在光照度不夠使太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電或夜間時(shí)候依然滿足對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電；
在使用時(shí)，多余的電能將被存儲(chǔ)在蓄電池組內(nèi)，而出現(xiàn)太陽(yáng)能光照不夠或陰雨天氣或夜間時(shí)，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(duì)中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路進(jìn)行供電，達(dá)到24小時(shí)全天候的使整個(gè)系統(tǒng)工作。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(shí)現(xiàn)最為簡(jiǎn)單，解碼時(shí)候只需要通過直接檢測(cè)的方法，通過判斷光的有無(wú)來確定接收到的信息時(shí)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(cè)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(jī);相機(jī)以與光源相同幀頻進(jìn)行拍攝，并且設(shè)計(jì)軟件對(duì)CCD相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，將調(diào)制信號(hào)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(shí)現(xiàn)字符串的接收。選擇CCD作為光探測(cè)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(duì)比于傳統(tǒng)光電二極管，采用CCD相機(jī)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(hào)的位置，將來可以使用多個(gè)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(cè)器還可以同時(shí)用于APT通信系統(tǒng)當(dāng)中。
[0028]在計(jì)算機(jī)上支持熱插拔，充分體現(xiàn)了USB接口設(shè)備使用快速便捷的特點(diǎn)。在驅(qū)動(dòng)程序的支持下，計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的雙向無(wú)線光通信，通信速率可達(dá)到11Mbps，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)之間基于USB接口的可見光(紅光)無(wú)線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。該系統(tǒng)主要是應(yīng)用于室內(nèi)短距離的視距范圍內(nèi)的，采用650nm作為工作波長(zhǎng)，短波長(zhǎng)中的可見光波段在安裝調(diào)試上可以目視對(duì)準(zhǔn)，省去了紅外波段價(jià)值昂貴的望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)；而可見光波段的光器件價(jià)格僅為850/1550nm器件的幾十甚至幾百分之一，大大降低了系統(tǒng)成本。LED光源驅(qū)動(dòng)電路采用的是差分電路;差分電路由于恒流源的作用，即使出現(xiàn)大電流飄移，該種電路也可以保證相對(duì)穩(wěn)定的供電電流，從而保證電路的工作穩(wěn)定性；即使高電壓輸出時(shí)出現(xiàn)電壓飄移現(xiàn)象，只要信號(hào)仍然保持平衡，此電路引起的交叉干擾也相對(duì)較小;對(duì)于存在容易產(chǎn)生寄生現(xiàn)象的前級(jí)電路的情況下，鑒于該電路共模增益較低，所以它對(duì)前級(jí)引入寄生振蕩的可能性很小。
【附圖說明】
[0029]圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是光發(fā)射機(jī)電路框圖；
圖3是LED光源驅(qū)動(dòng)電路；
圖4是光收機(jī)電路框圖；
圖5是跨阻放大器電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的11作進(jìn)一步詳盡描述:
1、如圖1所示，包括:
中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路、電源電路、光鑰匙模塊、信號(hào)調(diào)制控制設(shè)備、LED燈、智能加濕器、光探測(cè)器、信號(hào)處理電路;所述智能加濕器包括微控制器、加濕器開關(guān)以及光接收模塊，所述光接收模塊從LED燈組中接收LED通信信號(hào)，對(duì)所述LED通信信號(hào)處理后獲得控制指令，并將所述控制指令輸送到微控制器，所述微控制器根據(jù)所述控制指令生成加濕器開關(guān)的執(zhí)行指令，所述加濕器開關(guān)是電磁繼電器，所述電磁繼電器與加濕器的加濕裝置連接；
所述智能加濕器還包括水位傳感器、溫度傳感器、濕度采集傳感器、聲光報(bào)警器以及顯示電路，當(dāng)所述智能加濕器根據(jù)控制指令開始工作時(shí)，微控制器向所述水位傳感器、溫度傳感器、濕度采集傳感器發(fā)出執(zhí)行指令，獲得加濕器內(nèi)的水量數(shù)據(jù)信號(hào)、室溫信號(hào)以及室內(nèi)濕度信號(hào)，微處理器對(duì)所述水量數(shù)據(jù)信號(hào)、室溫信號(hào)以及室內(nèi)濕度信號(hào)進(jìn)行放大、測(cè)量、A/D轉(zhuǎn)換之后傳送到加濕判斷電路，控制加濕器按設(shè)定參數(shù)工作，同時(shí)把數(shù)據(jù)反饋給所述顯示電路進(jìn)行數(shù)據(jù)的可視化處理，最終達(dá)到對(duì)環(huán)境進(jìn)行智能加濕的目的。當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度值高于設(shè)定值時(shí)或者加濕器水量不足時(shí)，所述聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)；
所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號(hào)調(diào)制控制設(shè)備、LED燈、智能加濕器、光探測(cè)器、信號(hào)處理電路;所述信號(hào)調(diào)制設(shè)備負(fù)責(zé)調(diào)制生成原始的電信號(hào);所述LED燈是單色的LED;所述光探測(cè)器是可見光波段響應(yīng)較好的CCD光電轉(zhuǎn)換器件;所述智能加濕器是可變倍數(shù)的光學(xué)鏡頭;所述信號(hào)處理電路與光探測(cè)器相適應(yīng)，用于視頻電信號(hào)的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率;所述探照燈和所述智能加濕器之間是大氣信道，光源發(fā)出的光通過大氣信道進(jìn)行傳輸;所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽(yáng)能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路;所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動(dòng)終端，基于智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動(dòng)終端的軟件模塊，通過智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送；
通過智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的min-USB口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送;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(hào)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(jí)，可以采用單片機(jī)配合C++軟件編程進(jìn)行發(fā)射端的軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)字符串的發(fā)送;接收端，采用CCD作為光探測(cè)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(jī);相機(jī)以與光源相同幀頻進(jìn)行拍攝，并且設(shè)計(jì)軟件對(duì)CCD相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，將調(diào)制信號(hào)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(shí)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；
橋接電路:連接計(jì)算機(jī)USB接口和光收發(fā)電路，將來自計(jì)算機(jī)USB數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行變換處理成適合發(fā)射電路調(diào)制的信號(hào)，同時(shí)將接收電路送來的信號(hào)進(jìn)行變化處理成USB數(shù)據(jù)信號(hào)送給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)高速率的無(wú)線雙工通信。
[0031]光發(fā)射機(jī):將經(jīng)過USB接口電路處理過的信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制，調(diào)制過的信號(hào)再經(jīng)過放大后送去調(diào)制光源一一可見光LED，使其發(fā)出被編碼電信號(hào)調(diào)制的可見光光脈沖信號(hào)(這個(gè)過程稱之為電光轉(zhuǎn)換，即E/0轉(zhuǎn)換)，最后經(jīng)光學(xué)天線發(fā)射到大氣信道中。
[0032]光接收機(jī):通過光學(xué)天線把發(fā)送端發(fā)送來的光脈沖信號(hào)會(huì)聚到光電檢測(cè)器PIN，將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(這個(gè)過程稱之為光電轉(zhuǎn)換，即0/E轉(zhuǎn)換)，轉(zhuǎn)換過來的微弱電信號(hào)經(jīng)過放大解調(diào)后送給USB接口電路。
[0033]所述的現(xiàn)場(chǎng)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(gè)部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)1/0，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)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(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程。
[0034]為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，能夠滿足在光照度不夠使太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電或夜間時(shí)候依然滿足對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電。
[0035]待發(fā)送密鑰為TTL電平信號(hào)，S卩+5V表示高電平“1”，0V表示低電平“O”；所述LED驅(qū)動(dòng)模塊包括PNP型貼片三極管S8550及其相關(guān)外圍器件，用于實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換;所述光鑰匙模塊一個(gè)一對(duì)多的裝置;光鑰匙是基于單片機(jī)STC12C2052AD設(shè)計(jì)的一種發(fā)送端。
[0036]在使用時(shí)，多余的電能將被存儲(chǔ)在蓄電池組內(nèi)，而出現(xiàn)太陽(yáng)能光照不夠或陰雨天氣或夜間時(shí)，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(duì)中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路進(jìn)行供電，達(dá)到24小時(shí)全天候的使整個(gè)系統(tǒng)工作。
[0037]所述濕度采集傳感器是SHT21傳感器，此時(shí)不在需要溫度傳感器;該傳感器能夠?qū)Νh(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，濕度精度±2%(相對(duì)濕度20%?80%)，溫度精度±0.3°C (環(huán)境溫度25?42°C)。傳感器經(jīng)過標(biāo)定，既能提供I2C數(shù)字接口，也能提供PffM模擬輸出模式。因?yàn)閿?shù)字通信可大大降低功耗，在正常工作狀態(tài)下，功耗可在3yW以內(nèi)，在延長(zhǎng)測(cè)量間隔的情況下，功耗還可進(jìn)一步降低。使用SHT21過程中，A/D電路進(jìn)行數(shù)字化信號(hào)轉(zhuǎn)換。除此之外，SHT21的分辨率還可以通過指令進(jìn)行8/12bit到12/14bit的改變，便于檢測(cè)電量狀態(tài)，同時(shí)輸出校驗(yàn)和，有助于提高通信的可靠性。
[0038]所述微控制器是采用單片機(jī)，其CPU由控制器和運(yùn)算器組成，主要進(jìn)行運(yùn)算及指令識(shí)別。存儲(chǔ)器為8K可擦寫閃存，工作電源為+5V。其內(nèi)部有振蕩器的反相放大器，石英晶體和陶瓷諧振器共同構(gòu)成自激振蕩器。引腳簡(jiǎn)單可靠，功能強(qiáng)大，使用方便，并具有低功耗空閑和掉電模式。
[0039]所述溫度傳感器是DS18B20傳感器，DS18B20傳感器具有一線接口，使用簡(jiǎn)單方便，在實(shí)際使用中無(wú)需外部元件，直接利用數(shù)據(jù)總線供電，測(cè)量溫度范圍較大。因此，使用范圍較廣，用途較大。
[0040]所述濕度采集傳感器是SHT21傳感器，此時(shí)不在需要溫度傳感器;該傳感器能夠?qū)Νh(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，濕度精度±2%(相對(duì)濕度20%?80%)，溫度精度±0.3°C (環(huán)境溫度25?42°C)。傳感器經(jīng)過標(biāo)定，既能提供I2C數(shù)字接口，也能提供PffM模擬輸出模式。因?yàn)閿?shù)字通信可大大降低功耗，在正常工作狀態(tài)下，功耗可在3yW以內(nèi)，在延長(zhǎng)測(cè)量間隔的情況下，功耗還可進(jìn)一步降低。使用SHT21過程中，A/D電路進(jìn)行數(shù)字化信號(hào)轉(zhuǎn)換。除此之外，SHT21的分辨率還可以通過指令進(jìn)行8/12bit到12/14bit的改變，便于檢測(cè)電量狀態(tài)，同時(shí)輸出校驗(yàn)和，有助于提高通信的可靠性。
[0041]所述微控制器是采用單片機(jī)，其CPU由控制器和運(yùn)算器組成，主要進(jìn)行運(yùn)算及指令識(shí)別。存儲(chǔ)器為8K可擦寫閃存，工作電源為+5V。其內(nèi)部有振蕩器的反相放大器，石英晶體和陶瓷諧振器共同構(gòu)成自激振蕩器。引腳簡(jiǎn)單可靠，功能強(qiáng)大，使用方便，并具有低功耗空閑和掉電模式。
[0042]所述溫度傳感器是DS18B20傳感器，DS18B20傳感器具有一線接口，使用簡(jiǎn)單方便，在實(shí)際使用中無(wú)需外部元件，直接利用數(shù)據(jù)總線供電，測(cè)量溫度范圍較大。因此，使用范圍較廣，用途較大。
[0043]
如圖2所示，所述光發(fā)射機(jī)包括光源和驅(qū)動(dòng)器以及輔助電路。所述輔助電路包括光監(jiān)測(cè)器、無(wú)光報(bào)警電路、自動(dòng)功率控制電路(APC)和自動(dòng)溫度控制電路(ATC);使用時(shí)，電信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器與光源連接，自動(dòng)溫度控制電路調(diào)控光源溫度，所述光監(jiān)測(cè)器設(shè)置在光源照射范圍內(nèi)，并與無(wú)光報(bào)警電路連接，所述光監(jiān)測(cè)器與一自動(dòng)功率控制電路連接后與驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成反饋電路。
[0044]優(yōu)選地，所述光源工作波段為紅光650nm，與綠光和藍(lán)光相比較，紅光在大氣信道中傳輸時(shí)，在對(duì)背景噪聲中的熒光和紫外線的抵抗能力上具有一定的優(yōu)勢(shì)。
[0045]優(yōu)選地，所述發(fā)射機(jī)電路中米用650nm的紅光發(fā)光二極管(LED)作為發(fā)射機(jī)的光源。用于室內(nèi)的便攜無(wú)線光傳輸設(shè)備，光源必須滿足以下幾個(gè)基本的要求:滿足人眼安全要求;調(diào)制速率滿足設(shè)計(jì)要求(多l(xiāng)OMb/s);使用壽命長(zhǎng);價(jià)格低，降低成本。如圖3所示，所述LED驅(qū)動(dòng)電路米用差分電路。
[0046]如圖4所示，所述光接收機(jī)電路包括光電探測(cè)器、放大電路和信號(hào)處理電路，對(duì)于強(qiáng)度調(diào)制的數(shù)字光信號(hào)，在接收端采用直接檢測(cè)方式時(shí)，主要由光電檢測(cè)器、低噪前置放大器、主放大器、AGC電路等構(gòu)成光接收機(jī)的線性通道，以完成光/電轉(zhuǎn)換，把信號(hào)放大到判決電路所需的信號(hào)電平。
[0047]在光通信系統(tǒng)中，接收機(jī)的作用是把接收到光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。首先由光電探測(cè)器(可以是PIN光電二極管，也可以是PAD雪崩光電二極管)將光發(fā)射機(jī)送出的經(jīng)信道傳輸后的微弱的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。光電探測(cè)器的輸出信號(hào)電流很小，必須由低噪聲、寬頻帶的前置放大器進(jìn)行放大。光電探測(cè)器和前置放大器構(gòu)成光接收機(jī)前端，其噪聲性能將是決定接收靈敏度的主要因家。主放大器、均衡器及AGC電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行高增益的放大并對(duì)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償、整形，以提高信噪比、減少誤碼率，使輸出的脈沖適合判決的要求。
[0048]所述低噪前置放大器為寬帶、低噪聲放大器，因?yàn)殡娐饭ぷ魉俾时容^高，優(yōu)選為，LNA采用跨阻放大器。
[0049]如圖5所示，其中，Iin為光電探測(cè)器的光生電流，Ay為理想放大器。其中的負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)Rf檢測(cè)到輸出端電壓并以電流的形式反饋到輸入端。這種形式的放大器一方面保證了其具有較小的輸入阻抗，從而可以最大幅度地?cái)z取光電探測(cè)器產(chǎn)生的光電流;另一方面，具有很好的帶負(fù)載的能力。它是一種通過反饋電阻Rf給放大器輸入端提供負(fù)反饋的高增益高阻抗放大器，基本上是一個(gè)電流-電壓轉(zhuǎn)換器，噪聲低、頻帶寬和動(dòng)態(tài)范圍大。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置，其特征在于，包括: 中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路、電源電路、光鑰匙模塊、信號(hào)調(diào)制控制設(shè)備、LED燈、智能加濕器、光探測(cè)器、信號(hào)處理電路;所述智能加濕器包括微控制器、加濕器開關(guān)以及光接收模塊，所述光接收模塊從LED燈組中接收LED通信信號(hào)，對(duì)所述LED通信信號(hào)處理后獲得控制指令，并將所述控制指令輸送到微控制器，所述微控制器根據(jù)所述控制指令生成加濕器開關(guān)的執(zhí)行指令，所述加濕器開關(guān)是電磁繼電器，所述電磁繼電器與加濕器的加濕裝置連接； 所述智能加濕器還包括水位傳感器、溫度傳感器、濕度采集傳感器、聲光報(bào)警器以及顯示電路，當(dāng)所述智能加濕器根據(jù)控制指令開始工作時(shí)，微控制器向所述水位傳感器、溫度傳感器、濕度采集傳感器發(fā)出執(zhí)行指令，獲得加濕器內(nèi)的水量數(shù)據(jù)信號(hào)、室溫信號(hào)以及室內(nèi)濕度信號(hào)，微處理器對(duì)所述水量數(shù)據(jù)信號(hào)、室溫信號(hào)以及室內(nèi)濕度信號(hào)進(jìn)行放大、測(cè)量、A/D轉(zhuǎn)換之后傳送到加濕判斷電路，控制加濕器按設(shè)定參數(shù)工作，同時(shí)把數(shù)據(jù)反饋給所述顯示電路進(jìn)行數(shù)據(jù)的可視化處理，最終達(dá)到對(duì)環(huán)境進(jìn)行智能加濕的目的； 當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度值高于設(shè)定值時(shí)或者加濕器水量不足時(shí)，所述聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)； 所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號(hào)調(diào)制控制設(shè)備、LED燈、智能加濕器、光探測(cè)器、信號(hào)處理電路;所述信號(hào)調(diào)制設(shè)備負(fù)責(zé)調(diào)制生成原始的電信號(hào);所述LED燈是單色的LED;所述光探測(cè)器是可見光波段響應(yīng)較好的CCD光電轉(zhuǎn)換器件;所述智能加濕器是可變倍數(shù)的光學(xué)鏡頭;所述信號(hào)處理電路與光探測(cè)器相適應(yīng)，用于視頻電信號(hào)的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率;所述探照燈和所述智能加濕器之間是大氣信道，光源發(fā)出的光通過大氣信道進(jìn)行傳輸;所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽(yáng)能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路;所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動(dòng)終端，基于智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動(dòng)終端的軟件模塊，通過智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送； 橋接電路，用于連接計(jì)算機(jī)USB接口和光收發(fā)電路，將來自計(jì)算機(jī)USB數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行變換處理成適合發(fā)射電路調(diào)制的信號(hào)，同時(shí)將接收電路送來的信號(hào)進(jìn)行變化處理成USB數(shù)據(jù)信號(hào)送給計(jì)算機(jī)； 光發(fā)射機(jī)，用于將經(jīng)過USB接口電路處理過的信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制，調(diào)制過的信號(hào)再經(jīng)過放大后送去調(diào)制光源，使其發(fā)出被編碼電信號(hào)調(diào)制的可見光光脈沖信號(hào)，最后經(jīng)光學(xué)天線發(fā)射到大氣信道中； 光接收機(jī)，通過光學(xué)天線把發(fā)送端發(fā)送來的光脈沖信號(hào)會(huì)聚到光電檢測(cè)器PIN，將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，轉(zhuǎn)換過來的微弱電信號(hào)經(jīng)過放大解調(diào)后送給USB接口電路； 所述光發(fā)射機(jī)包括光源和驅(qū)動(dòng)器以及輔助電路;所述輔助電路包括光監(jiān)測(cè)器、無(wú)光報(bào)警電路、自動(dòng)功率控制電路和自動(dòng)溫度控制電路;使用時(shí)，電信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器與光源連接，自動(dòng)溫度控制電路調(diào)控光源溫度，所述光監(jiān)測(cè)器設(shè)置在光源照射范圍內(nèi)，并與無(wú)光報(bào)警電路連接，所述光監(jiān)測(cè)器與一自動(dòng)功率控制電路連接后與驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成反饋電路； 所述光接收機(jī)電路包括光電探測(cè)器、放大電路和信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路包括低噪前置放大器、主放大器、均衡器、AGC電路;使用時(shí)，所述經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制的數(shù)字光信號(hào)，光電檢測(cè)器在接收端采用直接檢測(cè)方式接收光信號(hào)，低噪前置放大器、主放大器、均衡器構(gòu)成光接收機(jī)的線性通道，AGC電路連接主放大器和均衡器之間，完成光/電轉(zhuǎn)換，把光信號(hào)放大到判決再生電路所需的信號(hào)電平。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置，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OOK、PPM等調(diào)制方式，光源將調(diào)制好的光信號(hào)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(jí)，可以采用單片機(jī)配合C++軟件編程進(jìn)行發(fā)射端的軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)字符串的發(fā)送;接收端，采用CCD作為光探測(cè)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(jī);相機(jī)以與光源相同幀頻進(jìn)行拍攝，并且設(shè)計(jì)軟件對(duì)CCD相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，將調(diào)制信號(hào)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(shí)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(chǎng)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(gè)部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)1/0，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)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(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置，其特征在于，所述光源工作波段為紅光650nm;待發(fā)送密鑰為TTL電平信號(hào)，S卩+5V表示高電平“1”，0V表示低電平“O”；所述LED驅(qū)動(dòng)模塊包括PNP型貼片三極管S8550及其相關(guān)外圍器件，用于實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換；所述光鑰匙模塊一個(gè)一對(duì)多的裝置；光鑰匙是基于單片機(jī)STC12C2052AD設(shè)計(jì)的一種發(fā)送端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)電路中米用650nm的紅光發(fā)光二極管(LED)作為發(fā)射機(jī)的光源。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置，其特征在于，所述LED驅(qū)動(dòng)電路米用差分電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置，其特征在于，所述低噪前置放大器為寬帶、低噪聲放大器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種室內(nèi)無(wú)線CCD控制智能控制裝置，其特征在于，所述低噪前置放大器是跨阻放大器。
【文檔編號(hào)】G05B15/02GK106094537SQ201610393642
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日 公開號(hào)201610393642.1, CN 106094537 A, CN 106094537A, CN 201610393642, CN-A-106094537, CN106094537 A, CN106094537A, CN201610393642, CN201610393642.1
【發(fā)明人】朱明德
【申請(qǐng)人】朱明德