[實(shí)用新型]一種基于電力線和可見光的通信系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220358967.3
• 申請(qǐng)日: 2012-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN202679357U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王巍;王寧;王秋平;劉慧芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工大瑞工光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04B3/54
• 分類號(hào): H04B3/54;H04B10/116
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電力線通信與可見光通信領(lǐng)域，具體涉及一種電力線與可見光相結(jié)合的通信方案，即通過電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，并結(jié)合已有的LED照明設(shè)備進(jìn)行通信的方法。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)60年代初應(yīng)用半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光源原理制成LED(light?emitting?diode)以來，LED以其固有的特點(diǎn)如低功耗，壽命長(zhǎng)，耐震動(dòng)，響應(yīng)速度快，冷光源等，廣泛應(yīng)用于指示燈，信號(hào)燈，顯示屏，景觀照明等領(lǐng)域，近年來隨著大功率白光LED的成功開發(fā)使得LED光源在照明的同時(shí)也可用來通信。可見光通信技術(shù)是在白光LED技術(shù)上發(fā)展起來的無線通信技術(shù)，由于其無電磁污染，無需申請(qǐng)頻譜，對(duì)人眼無害等優(yōu)點(diǎn)成為研究的焦點(diǎn)。但可見光通信由于受到環(huán)境因素、信道衰落以及調(diào)制方式等因素的影響，傳輸距離一直受到局限。

電力載波通信PLC(Power?Line?Communication)是電力系統(tǒng)特有的通信方式。它是利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。近年來PLC技術(shù)在遠(yuǎn)程抄表上有著廣泛的應(yīng)用。隨著數(shù)字家庭和智能樓宇的廣泛應(yīng)用，PLC技術(shù)也備受重視，它不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，使得PLC在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。

公共廣播系統(tǒng)簡(jiǎn)稱PAS(Public?Address?System)，是專為公共場(chǎng)所提供廣播、消防報(bào)警及背景音樂的專業(yè)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、車站、機(jī)場(chǎng)、碼頭、商場(chǎng)、學(xué)校、賓館、大樓、旅游景點(diǎn)、部隊(duì)營(yíng)房等。其特點(diǎn)為服務(wù)區(qū)域大，傳輸距離遠(yuǎn)。原有的系統(tǒng)采用定電壓傳輸方式，布線耗材大，系統(tǒng)維護(hù)不方便，分區(qū)組網(wǎng)方式不靈活。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的方法充分利用當(dāng)前低壓電力線載波通信和可見光通信優(yōu)點(diǎn)，無需另外架設(shè)通信線路，也不占用現(xiàn)有的通訊頻率資源，成本低，分區(qū)維護(hù)方便。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提出一種將電力線與可見光相結(jié)合的通信方案，充分利用了電力載波通信和可見光通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。遠(yuǎn)程信息通過電力線載波信號(hào)傳輸?shù)绞覂?nèi)，再利用室內(nèi)已有的LED照明設(shè)備進(jìn)行無電磁輻射的可見光通信，完成信息的傳輸。本實(shí)用新型具體涉及一種基于低壓電力線與室內(nèi)LED照明設(shè)備的公共廣播系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種基于電力線和可見光的通信系統(tǒng)由電力載波通信部分和可見光通信部分組成，其中耦合轉(zhuǎn)接單元是電力載波通信和可見光通信的公共部分；所述的電力載波通信部分包括信號(hào)預(yù)處理、微控制器、PLC調(diào)制芯片、功率放大電路、電力線接口、220V電力線傳輸通道以及耦合轉(zhuǎn)接單元；所述的可見光通信部分包括耦合轉(zhuǎn)接單元、LED光源、光電探測(cè)接器、前置放大電路、濾波電路、主放大器、信號(hào)還原處理電路。所述的電力線載波通信芯片采用基于擴(kuò)頻通信方式的芯片SSCP300，其通信速率達(dá)到10kbps。所述的耦合轉(zhuǎn)接模塊包括電力線接口、接收濾波、PLC解調(diào)芯片，微控制器、LED驅(qū)動(dòng)電路。所述的LED驅(qū)動(dòng)電路采用高速快脈沖驅(qū)動(dòng)。

本實(shí)用新型的有益效果：(1)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的方案擴(kuò)展了可見光通信的應(yīng)用，通過電力線將遠(yuǎn)程信息傳送到LED設(shè)備，只要存在LED設(shè)備的地方都可通過發(fā)送端和接收終端進(jìn)行信息交換。(2)本實(shí)用新型具體應(yīng)用的公共廣播系統(tǒng)無需另外架設(shè)通信線路，不占用現(xiàn)有的通訊頻率資源，成本低，分區(qū)維護(hù)方便，應(yīng)用前景廣闊。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型提供的一種基于電力線和可見光通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)用新型提供的一種基于電力線和可見光通信系統(tǒng)的電力載波通信部分框圖；

圖3是本實(shí)用新型提供的一種基于電力線和可見光通信系統(tǒng)的耦合轉(zhuǎn)接模塊框圖；

圖4是本實(shí)用新型提供的一種基于電力線和可見光通信系統(tǒng)的可見光通信部分框圖；

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型包括電力載波通信部分和可見光通信部分。電力載波通信部分信號(hào)發(fā)送端的PLC調(diào)制單元應(yīng)設(shè)在待發(fā)送信息的一端，信號(hào)先經(jīng)過預(yù)處理，微控制器接收處理后的信號(hào)并控制電力載波調(diào)制芯片將信號(hào)線性調(diào)頻后，轉(zhuǎn)換成擴(kuò)頻載波信號(hào)，由放大電路進(jìn)行功率放大，再經(jīng)電力線接口耦合至220V電力線；耦合轉(zhuǎn)接單元是電力載波通信和可見光通信的公共部分，應(yīng)安裝在靠近LED燈的一端，接收電力載波信號(hào)傳送至微控制器并控制LED驅(qū)動(dòng)電路將信號(hào)耦合在LED光源上；可見光通信部分的接收端可以是移動(dòng)或固定的光電探測(cè)接收設(shè)備。