[發明專利]基于可見光與電力載波通信的博物展館智能講解系統

在審

• 申請號: 201310443515.4
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103490813A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 劉曉杰;羅印升;沈琳;薛波;俞洋;張旻;吳全玉;賈子彥;宋偉
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B3/54;H04L29/08
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

????本發明涉及一種基于可見光與電力載波通信的博物展館智能講解系統，屬于短距離無線通信技術領域和電力線載波有線通信技術領域。

背景技術

目前，隨著物聯網(Internet?of?things)技術和產業的快速推進，隨時隨地進行信息交換的夢想正在逐步得以實現。物聯網既依賴于無線傳感網(Wireless?Sensor?Network,?WSN)、RFID(Radio?Frequency?Identification)等短距離通信技術，也離不開移動通信網、Internet等基礎設施。短距離通信都采用無線電波通信，這種方式雖然得到了廣泛的應用，但存在著對人體產生危害、通信設備容易產生互相干擾、頻率資源受限等諸多缺陷。

近年來，新型半導體高效高亮度白光發光二極管LED的制造技術的發展，LED發光效率逐步得到提高；并在國家節能減排政策推動下，其應用領域逐步從顯示領域擴展到了照明領域，并且得到了高速的發展。與傳統的照明設備相比，白光LED屬于冷光源，具有功耗低，壽命長，尺寸小，綠色環保等優點，被看作是第四代節能環保型照明產品。白光LED還有一個突出優點就是響應靈敏度非常高，因此可以用LED進行超高速短距離數據通信。可見光通信(Visible-Light?Communication，VLC)就是一種在白光LED技術上發展起來的一種新興短距離可見光無線通信技術。

而低壓電力線載波(low?Power?Line?Carrier，PLC)通信在不用新建新通信線路的情況下，主要利用原來已經布置好的低壓220V交流市電供電線路作為高頻通訊信號的傳輸通道，用于傳輸所需的數據信息，如遠程控制信號、語音信息、圖像信息等，其具有傳輸速率高、電力線寬帶傳輸、無需專用通信布線、應用范圍廣等諸多優點，可實現室內用戶利用電力線打電話、上網、遠程控制等多種業務。國外如美國、日本、以色列等國家正在開展低壓配電網通信的研究和試驗。而由美國3COM、Intel、Cisco、日本松下等13家公司聯合組建使用低壓電力線作為傳送信息媒介的家庭網絡推進團體“Home?Plug?Power?Line?Alliance”，它提出了家庭插座(Home?Plug)計劃，旨在推動以電力線為傳輸信息媒介的數字化室內通信。2001年6月家庭插電聯盟制定了室內電力線通信規范HomePlug?1.0，其理論速率14Mbps；2005年12月又制定了關于HDTV、VoIP等數據轉發規范Home?Plug?AV，其理論速率200?Mbps；并從2009年3月開始著手制定Home?Plug?AV?2.0，最大速率600Mbps。?由日本松下、IO.DATA、AOPEN?AMERICA、Advanced?Communication?Networks?SA?(CAN)、OKI、村田制作所等公司組建的“HD-PLC”聯盟制定的“HD-PLC?Wavelet?OFDM?”規范在2010年1月被IEEE?P1901委員會采納，并成為國際標準；另外由Intel、TI、Best?Buy、松下、Infenion、DS2等14家公司組建的“Home?Grid?Forum”聯盟制定的寬帶PLC規范“G.hn”（50~700Mbps）于2010年6月15日在瑞士日內瓦通過，成為國際標準。但在諸多標準中，G3和PRIME是其中最著名的兩項標準，而G3標準比較注重系統穩健性，且為雙向通信標準具有400Kbps的有效數據速率，并允許電力線載波通信信號穿越低壓變壓器并分配至中壓線路，降低了連接成本，使電力線載波通信技術成為當今應用熱點。

中國專利文獻102868449A公開了一種基于可見光通信的井下無線通信系統，其僅采用中央控制中心+LED可見光通信控制器+電力線模式構建信息通信網，可適用在同變壓器線路的坑道短距離內進行數據信息通信。

類似上述技術方案的專利文獻，還有CN102624455A、CN102624451A、CN102752025A、CN202679357U等。

上述現有技術方案中的不足之處在于，對于復雜的相對位置遠距離的低壓電力線通信配置場景中，利用低壓配電源線路進行通信過程中，相對距離較遠或經配電裝置后，有效通信信號在遠距離電力線傳輸中，勢必出現通信失敗或數據丟失現象，影響系統通信可靠性。