[發明專利]一種節能LIFI通信的家用導航系統

在審

• 申請號: 201610161712.0
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105698798A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 李群星;周午賢
• 申請（專利權）人: 文成縣刀鋒科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及室內導航領域，尤其是一種節能LIFI通信的家用 導航系統。

背景技術

太陽能(solarenergy)，是指太陽的熱輻射能(參見熱能傳播 的三種方式)，主要表現就是常說的太陽光線。在現代一般用作發 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，并不斷得到發展。 太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式，太陽能發電是一種 新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風能、化學能、 水能等。

太陽能是由太陽內部氫原子發生氫氦聚變釋放出巨大核能而產 生的，來自太陽的輻射能量。

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，并把太陽能轉變成化學能在植 物體內貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在 地下的動植物經過漫長的地質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部的熱能有關的能源和與原子核反應有 關的能源。

隨著智能手機和移動互聯網的發展，人們對導航和定位服務的 需求日益增大。但是受定位時間、定位精度以及復雜室內環境等條件 的限制，GPS和北斗導航定位系統在室內都難定位，原因是定位系統 星座發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，可見光通信技術飛速發展，相對于傳統的 通信技術(如藍牙和Wi-Fi)，其具有低能耗、高速率、無電磁干 擾等顯著優點。

發明內容

本發明的發明目的是，克服現有技術方法的不足，提供了一種 低能耗、高速率、無電磁干擾，并將用戶設備與移動互聯網相結合 的基于可見光通信的節能室內導航系統。

為實現上述發明目的，提出了如下技術方案：

一種節能LIFI通信的家用導航系統，包括LED燈、用戶設備、 導航服務器、中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路；所 述電源電路分別連接中央處理器和現場可編程門陣列電路；所述電 源電路內設置有太陽能電池板、穩壓電路、電源控制器及直流供電 電路，其中，LED燈通過燈光信號與的導航服務器連接，所述LED 燈發出的光，對應唯一的編碼信息，并且對應唯一的位置信息。導 航服務器存儲LED燈編碼和位置的對應信息、地圖信息等。

所述的現場可編程門陣列電路，內部包括可配置邏輯模塊CLB、 輸入輸出模塊IOB和內部連線三個部分；FPGA利用小型查找表(16 ×1RAM)來實現組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發器的輸入 端，觸發器再來驅動其他邏輯電路或驅動I/O，由此構成了既可實 現組合邏輯功能又可實現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 過向內部靜態存儲單元加載編程數據來實現的，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 的聯接方式，并最終決定了FPGA所能實現的功能，FPGA允許無限 次的編程；為更好的實現本發明，能夠滿足在光照度不夠使太陽能 進行發電或夜間時候依然滿足對整個系統進行供電

在使用時，多余的電能將被存儲在蓄電池組內，而出現太陽能 光照不夠或陰雨天氣或夜間時，蓄電池組將進行釋電，并通過電源 控制器的輸出電路輸送至直流供電電路內，對中央處理器及現場可 編程門陣列電路進行供電，達到24小時全天候的使整個系統工作。

進一步地，LED燈為安裝在室內已知位置的照明設備，每一 個LED燈使用一個小的集成電路，可通過通斷電控制，讓其發出唯 一的閃爍光，對應唯一的編碼信息。LED燈發出的閃爍光大于 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燈發射出的光，對應唯一的編碼信息，并 且對應唯一的位置信息。編碼信息和位置信息的對應關系表存儲在 的導航服務器中。

進一步地，導航服務器存儲LED燈編碼和位置的對應信息、 地圖信息等。服務器強大的計算能力可輔助用戶手持設備進行相關 計算。例如，室內定位的計算涉及比較大的計算量，這部分的計算 可以放到服務器中，用戶手持設備只需要接收最后的結果。