一种光伏节能智能通讯手电筒制造技术

本发明专利技术公开了一种光伏节能智能通讯手电筒，包括接收天线、信号处理电路、电源电路、白光LED；所述智能手电筒是单片机，用于控制所述音频编码解码器进行语音数据的采集和压缩编码，并将采集数据通过串口发送到ＬＥＤ驱动电路，所述LED驱动电路根据指令发出通断信号；光电检测模块控制所述PD光敏管接收光信号并输送到所述智能手电筒，所述智能手电筒将接收的数据发送给所述音频编码解码器进行解码输出。该系统实现复杂度和成本低、通信距离远，可以兼顾照明与实时语音对讲，同时系统还可以传输除语音外的其他数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信
，尤其是一种光伏节能智能通讯手电筒。
技术介绍
太阳能（solar energy），是指太阳的热辐射能（参见热能传播的三种方式），主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。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。在现有的无线技术当中，除去基于电磁波传输信息的传统射频通信外， 还有基于光的无线通信，其中，有基于红外激光等的通信技术，还有基于可见光的无线通信技术。可见光通信技术，是利用发光的二极管发出的肉眼觉察不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的。将需要传输的数据加载到光载波信号上，并进行调制，然后利用光电转换器件接收光载波信号并解调以获取信息。可见光通信系统能够覆盖灯光所能达到的范围，不需要电线连接。光通信技术具有极大的发展前景，将为光通信提供一种全新的高速数据接入方式。现有技术中，实现通信必然还是要依赖于通信网络，若是在深山中旅行时，无线通信网络信号比较弱，或者没有通信网络信号，相距较远的驴友( 比如，落单或迷路的驴友与团队)之间无法通过通信网络取得联系。通过通信网络进行信息的传递，为人们的生活带来了方便，但是，其应用还存在局限性。而且，利用通信网络进行通信需要向通信网络的运营商缴纳费用。特别是，近距离范围内利用通信网络进行通信，增加了通信的成本。同时，目前使用LED 的照明装置，还仅用于照明，功能单一，所以需要一种基于可见光的手电筒来实现照明的功能以及通讯的目的。
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，提供了一种实现复杂度和成本低、通信距离远，可以兼顾照明与实时语音对讲的系统， 同时系统还可以传输除语音外的其他数据。为实现上述专利技术目的，提出了如下技术方案：一种光伏节能智能通讯手电筒，包括；中央处理器、现场可编程门阵列电路、光电检测电路、光控锁模块、光钥匙模块、接收天线、信号处理电路、电源电路、白光LED、可见光传输链路、智能手电筒、音频编码解码器、音频输入输出端、电源电路；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；所述接收天线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；所述探照灯和所述接收天线之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述手电筒，包括手电筒外形部分以及可见光通讯结构，所述手电筒外形部分由防尘灯罩、防滑纹、挂钩、灯筒、灯头以及开关组成，所述灯筒为圆柱形结构，所述灯筒的左端端面安装有灯头，所述灯头上安装有防尘灯罩，所述灯头的中轴线与防尘灯罩所在平面相垂直，所述灯筒上安装有开关，所述开关的右端安装有防护纹，所述防滑纹环绕灯筒的侧面进行布置，所述灯筒的右侧端面上固定有挂钩，所述挂钩是横截面为圆形的环形结构，所述可见光通讯结构由触摸显示屏、LED灯、连接线、蓄电池、控制盒、限位环、安装板、USB接口、光电检测器、存储器以及可见光处理芯片组成，所述触摸显示屏安装在灯筒上且具体贴合在灯筒的外表面进行布置，所述USB接口位于灯筒的右侧端面上，所述LED灯、连接线、蓄电池、控制盒、限位环、安装板、光电检测器、存储器以及可见光处理芯片位于灯筒的内部，所述蓄电池位于灯筒内部的中间位置，所述蓄电池通过限位环进行固定，所述限位环为环绕蓄电池一周的环状结构，所述安装板位于蓄电池的左侧位置且具体垂直于灯筒的中轴线进行布置，所述安装板上安装有LED灯以及光电检测器，所述控制盒固定在灯筒内部的右端位置，所述存储器以及可见光处理芯片位于控制盒的内部，所述LED灯通过连接线与存储器双向电性连接，所述存储器通过连接线与触摸显示屏双向电性连接，所述存储器通过连接线与可见光处理芯片双向电性连接，所述可见光处理芯片通过连接线与光电检测器双向电性连接，所述可见光处理芯片通过连接线与LED灯单向电性连接，所述开关与LED灯单向电性连接；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；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；所述手中央处理器连接光钥匙模块；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；所述可见光传输链路包括LED驱动电路、LED灯、透镜、PD光敏管和光电检测模块；所述智能手电筒是单片机，用于控制所述音频编码解码器进行语音数据的采集和压缩编码，并将采集数据通过串口发送到ＬＥＤ驱动电路，所述LED驱动电路根据指令发出通断信号；光电检测模块控制所述PD光敏管接收光信号并输送到所述智能手电筒，所述智能手电筒将接收的数据发送给所述音频编码解码器进行解码输出。可选地，所述基于光通信的净化语音通话系统的上下行链路均使用１Ｗ普通白光LED， 采用开关键控-非归零码（OOK-NRZ）调制方式。所发送密钥为 TTL 电平信号，即+5V 表示高电平“1”，0V 表示低电平“0”；基于 TTL 信号电平特点，选用低成本、小体积 PNP 型贴片三极管 S8550 及其相关外围器件，构成了LED驱动电路；光钥匙是基于单片机 STC12C2052AD 设计的一种发送端；光钥匙可以发送不同的密钥，所述光钥匙模块不是一个简单的一对一的装置，而是一个一对多的装置。所述LED驱动电路中，来自单片机的音频数据通过跨导放大电路放大并转换成电流信号， 通过Bias-T 叠加直流后加载到LED灯上。 LED的发散角一般较大，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏节能智能通讯手电筒，其特征在于，包括；中央处理器、现场可编程门阵列电路、光电检测电路、光控锁模块、光钥匙模块、接收天线、信号处理电路、电源电路、白光LED、可见光传输链路、智能手电筒、音频编码解码器、音频输入输出端、电源电路；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；所述接收天线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；所述探照灯和所述接收天线之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述手电筒，包括手电筒外形部分以及可见光通讯结构，所述手电筒外形部分由防尘灯罩、防滑纹、挂钩、灯筒、灯头以及开关组成，所述灯筒为圆柱形结构，所述灯筒的左端端面安装有灯头，所述灯头上安装有防尘灯罩，所述灯头的中轴线与防尘灯罩所在平面相垂直，所述灯筒上安装有开关，所述开关的右端安装有防护纹，所述防滑纹环绕灯筒的侧面进行布置，所述灯筒的右侧端面上固定有挂钩，所述挂钩是横截面为圆形的环形结构，所述可见光通讯结构由触摸显示屏、LED灯、连接线、蓄电池、控制盒、限位环、安装板、USB接口、光电检测器、存储器以及可见光处理芯片组成，所述触摸显示屏安装在灯筒上且具体贴合在灯筒的外表面进行布置，所述USB接口位于灯筒的右侧端面上，所述LED灯、连接线、蓄电池、控制盒、限位环、安装板、光电检测器、存储器以及可见光处理芯片位于灯筒的内部，所述蓄电池位于灯筒内部的中间位置，所述蓄电池通过限位环进行固定，所述限位环为环绕蓄电池一周的环状结构，所述安装板位于蓄电池的左侧位置且具体垂直于灯筒的中轴线进行布置，所述安装板上安装有LED灯以及光电检测器，所述控制盒固定在灯筒内部的右端位置，所述存储器以及可见光处理芯片位于控制盒的内部，所述LED灯通过连接线与存储器双向电性连接，所述存储器通过连接线与触摸显示屏双向电性连接，所述存储器通过连接线与可见光处理芯片双向电性连接，所述可见光处理芯片通过连接线与光电检测器双向电性连接，所述可见光处理芯片通过连接线与LED灯单向电性连接，所述开关与LED灯单向电性连接；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；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；所述可见光传输链路包括LED驱动电路、LED灯、透镜、PD光敏管和光电检测模块；所述智能手电筒是单片机，用于控制所述音频编码解码器进行语音数据的采集和压缩编码，并将采集数据通过串口发送到ＬＥＤ驱动电路，所述LED驱动电路根据指令发出通断信号；光电检测模块控制所述PD光敏管接收光信号并输送到所述智能手电筒，所述智能手电筒将接收的数据发送给所述音频编码解码器进行解码输出。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏节能智能通讯手电筒，其特征在于，包括；中央处理器、现场可编程门阵列电路、光电检测电路、光控锁模块、光钥匙模块、接收天线、信号处理电路、电源电路、白光LED、可见光传输链路、智能手电筒、音频编码解码器、音频输入输出端、电源电路；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；所述接收天线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；所述探照灯和所述接收天线之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述手电筒，包括手电筒外形部分以及可见光通讯结构，所述手电筒外形部分由防尘灯罩、防滑纹、挂钩、灯筒、灯头以及开关组成，所述灯筒为圆柱形结构，所述灯筒的左端端面安装有灯头，所述灯头上安装有防尘灯罩，所述灯头的中轴线与防尘灯罩所在平面相垂直，所述灯筒上安装有开关，所述开关的右端安装有防护纹，所述防滑纹环绕灯筒的侧面进行布置，所述灯筒的右侧端面上固定有挂钩，所述挂钩是横截面为圆形的环形结构，所述可见光通讯结构由触摸显示屏、LED灯、连接线、蓄电池、控制盒、限位环、安装板、USB接口、光电检测器、存储器以及可见光处理芯片组成，所述触摸显示屏安装在灯筒上且具体贴合在灯筒的外表面进行布置，所述USB接口位于灯筒的右侧端面上，所述LED灯、连接线、蓄电池、控制盒、限位环、安装板、光电检测器、存储器以及可见光处理芯片位于灯筒的内部，所述蓄电池位于灯筒内部的中间位置，所述蓄电池通过限位环进行固定，所述限位环为环绕蓄电池一周的环状结构，所述安装板位于蓄电池的左侧位置且具体垂直于灯筒的中轴线进行布置，所述安装板上安装有LED灯以及光电检测器，所述控制盒固定在灯筒内部的右端位置，所述存储器以及可见光处理芯片位于控制盒的内部，所述LED灯通过连接线与存储器双向电性连接，所述存储器通过连接线与触摸显示屏双向电性连接，所述存储器通过连接线与可见光处理芯片双向电性连接，所述可见光处理芯片通过连接线与光电检测器双向电性连接，所述可见光处理芯片通过连接线与LED灯单向电性连接，所述开关与LED灯单向电性连接；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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆希悦，
申请(专利权)人：苏州天擎电子通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32