[發(fā)明專利]一種基于可見光通信的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610135961.2
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN105634600A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李群星;萬瀟熠;周午賢
• 申請（專利權(quán)）人: 文成縣刀鋒科技有限公司
• 主分類號(hào): H04B10/116
• 分類號(hào): H04B10/116;H04B3/54;H04L12/28;H04L12/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于可見光光通信的 家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

LED燈具有亮度高、壽命長、性能穩(wěn)定、節(jié)省能源等優(yōu)點(diǎn)，它 將成為下一代的照明工具。由于的高靈敏度和線性調(diào)制特性，因此 照明系統(tǒng)具有傳輸信號(hào)的能力。與傳統(tǒng)的紅外和無線電通信相比， 可見光通信具有發(fā)射功率高、無電磁干擾、無需申請頻譜資源和室 內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄漏等優(yōu)點(diǎn)。照明燈無線通信能夠在照明的同時(shí)實(shí) 現(xiàn)通信功能，既節(jié)能又減少了重復(fù)投資，因此，可見光通信系統(tǒng)具 有顯著的研究意義和較大的發(fā)展前景，已被公認(rèn)為一種新興的短距 離高速無線通信系統(tǒng)。

家庭網(wǎng)絡(luò)(HomeNetwork)是融合家庭控制網(wǎng)絡(luò)和多媒體信息 網(wǎng)絡(luò)于一體的家庭信息化平臺(tái)，是在家庭范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息設(shè)備、通 信設(shè)備、娛樂設(shè)備、家用電器、自動(dòng)化設(shè)備、照明設(shè)備、保安(監(jiān) 控)裝置及水電氣熱表設(shè)備、家庭求助報(bào)警等設(shè)備互連和管理，以 及數(shù)據(jù)和多媒體信息共享的系統(tǒng)。涉及到了電信、家電、IT等行業(yè)。 同時(shí)，家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是現(xiàn)代智能家居的基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

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 能夠簡化通信光源布線，將可見光通信技術(shù)、電力線載波通信技術(shù) 融合現(xiàn)有家庭網(wǎng)絡(luò)的基于可見光通信的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出了如下技術(shù)方案：

一種基于可見光通信的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備、 LED驅(qū)動(dòng)裝置和多個(gè)網(wǎng)絡(luò)用具，其中，所述家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過寬帶 接入裝置與外部網(wǎng)絡(luò)連接，然后與個(gè)人消費(fèi)終端連接，如個(gè)人電腦、 手機(jī)等；所述家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備還設(shè)置有備用接口，用于各種擴(kuò)展應(yīng)用 的安裝與連接。所述LED驅(qū)動(dòng)裝置通過電力線通信PLC與家庭網(wǎng)關(guān) 設(shè)備連接，用于將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換為LED光信號(hào)，所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)用具 上分別設(shè)置有光信號(hào)接收裝置，用于接收所述LED光信號(hào)；LED和 處在其照射范圍內(nèi)的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)用具組成封閉的單向通信單元；所述 各個(gè)通信單元通過電力線通信PLC總線與家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn) 相互獨(dú)立的雙向通信。

可選的，所述網(wǎng)絡(luò)用具或LED也可以通過備用接口連接至其他 控制設(shè)備。因此，該系統(tǒng)可以方便地嵌入到其他網(wǎng)絡(luò)中，構(gòu)建分布 式網(wǎng)絡(luò)大系統(tǒng)。

家庭網(wǎng)關(guān)既要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部設(shè)備之間的互聯(lián)，又要通過各種接口連 接外網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息的交互和共享。因此，家庭網(wǎng)關(guān)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 的控制中心。家庭網(wǎng)關(guān)需具有易于操作的人機(jī)交互接口，同時(shí)設(shè)備 要有小巧、低功耗、安裝方便等特點(diǎn)。

所述家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備包括中央處理器及其最小外圍電路、電力線 通信PLC模塊、顯示器、觸摸模塊以及外圍接口；所述外圍接口包 括供電接口、JTAG接口、以太網(wǎng)接口、USB接口、RS485接口、 RS232接口、SPI接口；所述觸摸模塊包括觸摸面板和A/D轉(zhuǎn)換器， 所述中央處理器連接A/D轉(zhuǎn)換器之后與觸摸面板連接；所述中央處 理器還連接有EEPROM存儲(chǔ)器、SDROM存儲(chǔ)器、NORflash閃存；所述 中央處理器通過總線緩存器與顯示模塊連接，所述顯示模塊包括顯 示控制器、顯示器、NANDflash閃存以VRAM存儲(chǔ)器。所述RS485接 口與電力線通信PLC模塊連接，所述電力線通信PLC模塊包括單片 機(jī)和調(diào)制解調(diào)器。

所述LED驅(qū)動(dòng)裝置包括電力線通信PLC模塊、微控制器模塊、 AC/DC恒流驅(qū)動(dòng)模塊；所述LED采用串聯(lián)的方式連接，所述微控制 器模塊用于橋接電力線通信PLC和可見光通信VLC；所述AC/DC恒 流驅(qū)動(dòng)模塊構(gòu)成離線反激式恒流源驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)350mA的恒定電 流輸出；電光信號(hào)的轉(zhuǎn)換通過開關(guān)管快速通斷LED燈實(shí)現(xiàn)。

所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)用具是系統(tǒng)的終端設(shè)備，包括光電轉(zhuǎn)換模塊和控 制模塊；所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括前置放大器、濾波器、放大器以及 鎖相放大器；用于將探測器輸出的光電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；所述控 制模塊輸出各種簡單或者復(fù)雜的控制信號(hào)，具有繼電器、串行接口、 開關(guān)陣列、USB、IR紅外線多個(gè)輸出端口。

該發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的基于可見光通信的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時(shí)運(yùn)用了可見 光通信和電力線載波PLC通信。將室內(nèi)可見光通信引入家庭網(wǎng)絡(luò), 給家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)引入了一種新的通信方式。同時(shí),可見光通信與電 力線載波PLC通信相結(jié)合,可以避免白光LED復(fù)雜的布線問題。可 見光通信嵌入到家庭網(wǎng)絡(luò)中,推動(dòng)了可見光通信的發(fā)展和應(yīng)用,具 有巨大的市場前景。