一种室内无线CCD控制智能净化器制造技术

本发明专利技术公开了一种室内无线CCD控制智能净化器，包括：桥接电路，用于连接计算机USB接口和光收发电路，接受或发射自计算机USB数据信号进行变换处理的信号；中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路、光钥匙模块；所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路；所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路。该系统实现了点对点通信方式，收、发均采用相对较小的接收、发射角度，使用时只需手动粗对准即可，应用于室内短距离无线通信，可以达到10Mbps以上的数据通信速率，传输距离达到5米左右，基本满足办公室、实验室、家庭等室内环境的数据通信要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可见光通信
，尤其是一种室内无线CCD控制智能净化器。
技术介绍
太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。可见光通信技术，是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，将高速因特网的电线装置连接在照明装置上，插入电源插头即可使用。利用这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接，因而具有广泛的开发前景。相比于其他无线电通信方式，可见光通信的主要优点是：（1）光通信的直线定向传播方式使它的发射光束窄，方向性好，光束的发散角通常都在毫弧度，甚至微弧度量级，因此具有数据传递的保密性，除非其通信链路被截取，否则数据不易外泄。由于这些波束非常的定向，是对准某一接收机的，如想截接，就需要用另一部接收机在视距内对准发射机，还需要知道如何接收信号，这是很难做到的。如果被裁接，那么原来链路就被中断了，用户就会发现信息被截接。（2）无须进行昂贵的管道工程施工，其施工成本约为光缆的20 %。组网方便、迅速，光通信组网速度快，只须在通信点上进行设备安装，适合临时使用和复杂地形中的紧急组网，对于重新撤换部署也很方便。（3）由于光波波长短(可见光的约零点几微米)，所以在完成同样功能的情况下，光收 发端的尺寸要比微波、毫米波通信天线的尺寸小很多，具有功耗小、体积小、重量轻等特点，相应的器件成本也较低。虽然光通信有诸多优点，但是也存在着一些弊端，譬如：光波不能穿透墙壁等障碍物，易受太阳光、白炽灯、荧光灯等背景光噪声的干扰等。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是，克服现有技术方法的不足，提供了一种点对点通信方式，收、发均采用相对较小的接收、发射角度，使用时只需手动粗对准即可，应用于室内短距离无线通信，可以达到10Mbps以上的数据通信速率，传输距离达到5米左右，基本满足办公室、实验室、家庭等室内环境的数据通信要求的室内LED可见光通信系统。为实现上述专利技术目的，提出了如下技术方案：一种室内无线CCD控制智能净化器，包括：中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路、光钥匙模块、信号调制控制设备、LED 灯、智能净化器、光探测器、信号处理电路；所述智能净化器还包括水位传感器、温度传感器、湿度采集传感器、声光报警器以及显示电路，当所述智能净化器根据控制指令开始工作时，微控制器向所述水位传感器、温度传感器、湿度采集传感器发出执行指令，获得净化器内的水量数据信号、室温信号以及室内湿度信号，微处理器对所述水量数据信号、室温信号以及室内湿度信号进行放大、测量、A/D 包括紫外空气净化器，利用紫外光对空气中的细菌以及有害物质进行灭杀，是空气净化器的执行部件；传感器数据采集模块，用于对外部信号进行采集与处理，包括运动传感器与化学传感器；电源电路模块，对日常交流市电进行降压，为空气净化器各个部件提供相应地工作电压；交流电机控制模块，单片机通过可控硅驱动光耦驱动电机，控制其导通与转速的变化，单片机根据传感器提供的信号、手动按键信号对电机的工作状态进行自动和手动的调整，使得空气净化器在不同的工作模式下运转的时候，电机处于对应档的转速；紫外灯管控制模块，，通过单片机通过可控硅驱动光耦，驱动紫光灯管，并根据灯管的工作状态反馈信号，判断出灯管是否正常工作；红外遥控模块包括红外发射器与接收电路，设置每个按钮发射的红外波形与时序；所述显示器控制模块和按键控制模块用于对空气净化器工作模式的操作和显示；所述光接收模块，用于接收LED灯组发射的LED通信信号，并转换为控制指令；包括紫外空气净化器，利用紫外光对空气中的细菌以及有害物质进行灭杀，是空气净化器的执行部件；传感器数据采集模块，用于对外部信号进行采集与处理，包括运动传感器与化学传感器；电源电路模块，对日常交流市电进行降压，为空气净化器各个部件提供相应地工作电压；交流电机控制模块，单片机通过可控硅驱动光耦驱动电机，控制其导通与转速的变化，单片机根据传感器提供的信号、手动按键信号对电机的工作状态进行自动和手动的调整，使得空气净化器在不同的工作模式下运转的时候，电机处于对应档的转速；紫外灯管控制模块，，通过单片机通过可控硅驱动光耦，驱动紫光灯管，并根据灯管的工作状态反馈信号，判断出灯管是否正常工作；红外遥控模块包括红外发射器与接收电路，设置每个按钮发射的红外波形与时序；所述显示器控制模块和按键控制模块用于对空气净化器工作模式的操作和显示；所述光接收模块，用于接收LED灯组发射的LED通信信号，并转换为控制指令。所述中央处理器连接光钥匙模块、信号调制控制设备、LED 灯、智能净化器、光探测器、信号处理电路；所述信号调制设备负责调制生成原始的电信号；所述LED 灯是单色的 LED；所述光探测器是可见光波段响应较好的 CCD光电转换器件；所述智能净化器是可变倍数的光学镜头；所述信号处理电路与光探测器相适应，用于视频电信号的处理，以及确定接收光斑的形状、大小和平均接收光功率；所述探照灯和所述智能净化器之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路；所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路；所述光钥匙模块内设置有智能移动终端，基于智能移动终端操作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的 min-USB 口输出；所输出的秘钥信息，基于智能移动终端OTG 功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的传送；所述光钥匙模块内设置有智能移动终端，基于智能移动终端操作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的 min-USB 口输出；所输出的秘钥信息，基于智能移动终端OTG 功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的传送；所述远距离可见光通信系统设备主要包括发射端和接收端；发射端可使用OOK、PPM 等调制方式，光源将调制好的光信号以高速、明暗变化的规律进行发射，采用大功率低束散角阵列 LED 作为光源，由于调制速率在一百比特量级，可以采用单片机配合 C++软件编程进行发射端的软硬件设计，实现字符串的发送；接收端，采用 CCD 作为光探测器，硬件设备使用高帧频100fps 以上、高灵敏度、高响应度 CCD 相机；相机以与光源相同帧频进行拍摄，并且设计软件对CCD 相机进行数据的采集和处理，将调制信号的规律呈现出来，得到相应的灰度值，从而完成信息的传递过程，实现字符串的接收；所述充电插口设置于闭合门的侧端；桥接电路：连接计算机USB接口和光收发电路，将来自计算机USB数据信号进行变换处理成适合发射电路调制的信号，同时将接收电路送来的信号进行变化处理成USB数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内无线CCD控制智能净化器，其特征在于，包括：中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路、光钥匙模块、信号调制控制设备、LED 灯、智能净化器、光探测器、信号处理电路；所述智能净化器包括微控制器、净化器开关以及光接收模块，所述光接收模块从LED灯组中接收LED通信信号，对所述LED通信信号处理后获得控制指令，并将所述控制指令输送到微控制器，所述微控制器根据所述控制指令生成净化器开关的执行指令，所述净化器开关是电磁继电器；所述智能净化器还包括包括紫外空气净化器，利用紫外光对空气中的细菌以及有害物质进行灭杀，是空气净化器的执行部件；传感器数据采集模块，用于对外部信号进行采集与处理，包括运动传感器与化学传感器；电源电路模块，对日常交流市电进行降压，为空气净化器各个部件提供相应地工作电压；交流电机控制模块，单片机通过可控硅驱动光耦驱动电机，控制其导通与转速的变化，单片机根据传感器提供的信号、手动按键信号对电机的工作状态进行自动和手动的调整，使得空气净化器在不同的工作模式下运转的时候，电机处于对应档的转速；紫外灯管控制模块，，通过单片机通过可控硅驱动光耦，驱动紫光灯管，并根据灯管的工作状态反馈信号，判断出灯管是否正常工作；红外遥控模块包括红外发射器与接收电路，设置每个按钮发射的红外波形与时序；所述显示器控制模块和按键控制模块用于对空气净化器工作模式的操作和显示；所述光接收模块，用于接收LED灯组发射的LED通信信号，并转换为控制指令；包括紫外空气净化器，利用紫外光对空气中的细菌以及有害物质进行灭杀，是空气净化器的执行部件；传感器数据采集模块，用于对外部信号进行采集与处理，包括运动传感器与化学传感器；电源电路模块，对日常交流市电进行降压，为空气净化器各个部件提供相应地工作电压；交流电机控制模块，单片机通过可控硅驱动光耦驱动电机，控制其导通与转速的变化，单片机根据传感器提供的信号、手动按键信号对电机的工作状态进行自动和手动的调整，使得空气净化器在不同的工作模式下运转的时候，电机处于对应档的转速；紫外灯管控制模块，，通过单片机通过可控硅驱动光耦，驱动紫光灯管，并根据灯管的工作状态反馈信号，判断出灯管是否正常工作；红外遥控模块包括红外发射器与接收电路，设置每个按钮发射的红外波形与时序；所述显示器控制模块和按键控制模块用于对空气净化器工作模式的操作和显示；所述光接收模块，用于接收LED灯组发射的LED通信信号，并转换为控制指令；所述中央处理器连接光钥匙模块、信号调制控制设备、LED 灯、智能净化器、光探测器、信号处理电路；所述信号调制设备负责调制生成原始的电信号；所述LED 灯是单色的 LED；所述光探测器是可见光波段响应较好的 CCD光电转换器件；所述智能净化器是可变倍数的光学镜头；所述信号处理电路与光探测器相适应，用于视频电信号的处理，以及确定接收光斑的形状、大小和平均接收光功率；所述探照灯和所述智能净化器之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路；所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路；所述光钥匙模块内设置有智能移动终端，基于智能移动终端操作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的 min‑USB 口输出；所输出的秘钥信息，基于智能移动终端OTG 功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的传送；桥接电路，用于连接计算机USB接口和光收发电路，将来自计算机USB数据信号进行变换处理成适合发射电路调制的信号，同时将接收电路送来的信号进行变化处理成USB数据信号送给计算机；光发射机，用于将经过USB接口电路处理过的信号进行编码调制，调制过的信号再经过放大后送去调制光源，使其发出被编码电信号调制的可见光光脉冲信号，最后经光学天线发射到大气信道中；光接收机，通过光学天线把发送端发送来的光脉冲信号会聚到光电检测器 PIN，将接收的光信号转换成电信号，转换过来的微弱电信号经过放大解调后送给USB接口电路；所述光发射机包括光源和驱动器以及辅助电路；所述辅助电路包括光监测器、无光报警电路、自动功率控制电路和自动温度控制电路；使用时，电信号输入到驱动器，所述驱动器与光源连接，自动温度控制电路调控光源温度，所述光监测器设置在光源照射范围内，并与无光报警电路连接，所述光监测器与一自动功率控制电路连接后与驱动器构成反馈电路；所述光接收机电路包括光电探测器、放大电路和信号处理电路，所述信号处理电路包括低噪前置放大器、主放大器、均衡器、AGC电路；使用时，所述经强度调制的数字光信号，光电检测器在接收端采用直接检测方式接收光信号，低噪前置放大器、主放大器、均衡器构成光接收机...

【技术特征摘要】
1.一种室内无线CCD控制智能净化器，其特征在于，包括：中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路、光钥匙模块、信号调制控制设备、LED 灯、智能净化器、光探测器、信号处理电路；所述智能净化器包括微控制器、净化器开关以及光接收模块，所述光接收模块从LED灯组中接收LED通信信号，对所述LED通信信号处理后获得控制指令，并将所述控制指令输送到微控制器，所述微控制器根据所述控制指令生成净化器开关的执行指令，所述净化器开关是电磁继电器；所述智能净化器还包括包括紫外空气净化器，利用紫外光对空气中的细菌以及有害物质进行灭杀，是空气净化器的执行部件；传感器数据采集模块，用于对外部信号进行采集与处理，包括运动传感器与化学传感器；电源电路模块，对日常交流市电进行降压，为空气净化器各个部件提供相应地工作电压；交流电机控制模块，单片机通过可控硅驱动光耦驱动电机，控制其导通与转速的变化，单片机根据传感器提供的信号、手动按键信号对电机的工作状态进行自动和手动的调整，使得空气净化器在不同的工作模式下运转的时候，电机处于对应档的转速；紫外灯管控制模块，，通过单片机通过可控硅驱动光耦，驱动紫光灯管，并根据灯管的工作状态反馈信号，判断出灯管是否正常工作；红外遥控模块包括红外发射器与接收电路，设置每个按钮发射的红外波形与时序；所述显示器控制模块和按键控制模块用于对空气净化器工作模式的操作和显示；所述光接收模块，用于接收LED灯组发射的LED通信信号，并转换为控制指令；包括紫外空气净化器，利用紫外光对空气中的细菌以及有害物质进行灭杀，是空气净化器的执行部件；传感器数据采集模块，用于对外部信号进行采集与处理，包括运动传感器与化学传感器；电源电路模块，对日常交流市电进行降压，为空气净化器各个部件提供相应地工作电压；交流电机控制模块，单片机通过可控硅驱动光耦驱动电机，控制其导通与转速的变化，单片机根据传感器提供的信号、手动按键信号对电机的工作状态进行自动和手动的调整，使得空气净化器在不同的工作模式下运转的时候，电机处于对应档的转速；紫外灯管控制模块，，通过单片机通过可控硅驱动光耦，驱动紫光灯管，并根据灯管的工作状态反馈信号，判断出灯管是否正常工作；红外遥控模块包括红外发射器与接收电路，设置每个按钮发射的红外波形与时序；所述显示器控制模块和按键控制模块用于对空气净化器工作模式的操作和显示；所述光接收模块，用于接收LED灯组发射的LED通信信号，并转换为控制指令；所述中央处理器连接光钥匙模块、信号调制控制设备、LED 灯、智能净化器、光探测器、信号处理电路；所述信号调制设备负责调制生成原始的电信号；所述LED 灯是单色的 LED；所述光探测器是可见光波段响应较好的 CCD光电转换器件；所述智能净化器是可变倍数的光学镜头；所述信号处理电路与光探测器相适应，用于视频电信号的处理，以及确定接收光斑的形状、大小和平均接收光功率；所述探照灯和所述智能净化器之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路；所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路；所述光钥匙模块内设置有智能移动终端，基于智能移动终端操作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的 min-USB 口输出；所输出的秘钥信息，基于智能移动终端OTG 功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的传送；桥接电路，用于连接计算机USB接口和光收发电路，将来自计算机USB数据信号进行变换处理成适合发射电路调制的信号，同时将接收电路送来的信号进行变化处理成USB数...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨定宽，
申请(专利权)人：苏州迈奇杰智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32