一种节能LIFI通信的家用导航系统技术方案

本发明专利技术公开了一种节能LIFI通信的家用导航系统，包括LED灯、用户设备、导航服务器、中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路；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，所述基于可见光通信的室内导航系统将室内定位导航和服务相结合，将网络通讯新技术运用到实际工作当中，极大地提高工作效率，将可见光通信技术、电力线载波通信技术融合现有的移动互联网络。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及室内导航领域，尤其是一种节能LIFI通信的家用导航系统。
技术介绍
太阳能(solarenergy)，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。随着智能手机和移动互联网的发展，人们对导航和定位服务的需求日益增大。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，GPS和北斗导航定位系统在室内都难定位，原因是定位系统星座发射的微波信号过于微弱，并且频率很高，即要沿着直线传播，且r>难以穿过墙壁，近些年来，可见光通信技术飞速发展，相对于传统的通信技术(如蓝牙和Wi-Fi)，其具有低能耗、高速率、无电磁干扰等显著优点。
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，提供了一种低能耗、高速率、无电磁干扰，并将用户设备与移动互联网相结合的基于可见光通信的节能室内导航系统。为实现上述专利技术目的，提出了如下技术方案：一种节能LIFI通信的家用导航系统，包括LED灯、用户设备、导航服务器、中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路；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，其中，LED灯通过灯光信号与的导航服务器连接，所述LED灯发出的光，对应唯一的编码信息，并且对应唯一的位置信息。导航服务器存储LED灯编码和位置的对应信息、地图信息等。所述的现场可编程门阵列电路，内部包括可配置逻辑模块CLB、输入输出模块IOB和内部连线三个部分；FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块；FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程；为更好的实现本专利技术，能够满足在光照度不够使太阳能进行发电或夜间时候依然满足对整个系统进行供电在使用时，多余的电能将被存储在蓄电池组内，而出现太阳能光照不够或阴雨天气或夜间时，蓄电池组将进行释电，并通过电源控制器的输出电路输送至直流供电电路内，对中央处理器及现场可编程门阵列电路进行供电，达到24小时全天候的使整个系统工作。进一步地，LED灯为安装在室内已知位置的照明设备，每一个LED灯使用一个小的集成电路，可通过通断电控制，让其发出唯一的闪烁光，对应唯一的编码信息。LED灯发出的闪烁光大于120Hz，所以人眼无法看到这种闪烁，但是手机摄像头使用卷帘快门可扑捉到这种闪烁。LED灯发射出的光，对应唯一的编码信息，并且对应唯一的位置信息。编码信息和位置信息的对应关系表存储在的导航服务器中。进一步地，导航服务器存储LED灯编码和位置的对应信息、地图信息等。服务器强大的计算能力可辅助用户手持设备进行相关计算。例如，室内定位的计算涉及比较大的计算量，这部分的计算可以放到服务器中，用户手持设备只需要接收最后的结果。进一步地，首先由用户设备(如手机)中输入目标资源后，使用手持设备摄像头拍摄LED灯；然后，手持设备上的应用程序对LED进行解码，得到对应的编码信息；接下来，手持设备通过无线网络与导航服务器进行连接，查询导航服务器中的关系表，获取LED灯位置；最后，服务器上的应用程序使用室内定位算法得到手持设备的位置信息，并返回给手持设备，结合手持设备上的地图，将需要的导航信息显示到用户设备屏幕上。该专利技术的有益效果：所述的现场可编程门阵列电路，内部包括可配置逻辑模块CLB、输入输出模块IOB和内部连线三个部分；FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块；FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程；为更好的实现本专利技术，能够满足在光照度不够使太阳能进行发电或夜间时候依然满足对整个系统进行供电在使用时，多余的电能将被存储在蓄电池组内，而出现太阳能光照不够或阴雨天气或夜间时，蓄电池组将进行释电，并通过电源控制器的输出电路输送至直流供电电路内，对中央处理器及现场可编程门阵列电路进行供电，达到24小时全天候的使整个系统工作。本专利技术的基于可见光通信的室内导航系统，将室内定位导航和服务相结合，将网络通讯新技术很好地运用到实际工作当中，同时具有低能耗、高速率、无电磁干扰等显著优点。可见光通信嵌入到室内导航服务中，推动了可见光通信的发展和应用，具有巨大的市场前景。可见光通信的室内定位技术将可见光通信与无线定位技术有机结合，发挥各自的优长，则既可以提供较好的精度和响应速度，可以覆盖较广的范围，实现无缝的、精确的定位。基于可见光的室内定位无电磁污染，部署容易，既满足照明要求，又降低了功耗和成本。功耗低，调制解调算法简单，成本低，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能LIFI通信的家用导航系统，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、LED灯、用户设备、导航服务器、；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；其中，所述LED灯通过灯光信号与的导航服务器连接，所述LED灯发出的光，对应唯一的编码信息，并且对应唯一的位置信息。所述导航服务器存储LED灯编码和位置的对应信息、地图信息。

【技术特征摘要】
1.一种节能LIFI通信的家用导航系统，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、LED灯、用户设备、
导航服务器、；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；其中，所述LED灯通过灯光信号与的导航
服务器连接，所述LED灯发出的光，对应唯一的编码信息，并且对
应唯一的位置信息。所述导航服务器存储LED灯编码和位置的对应
信息、地图信息。
2.据权利要求1所述的一种节能LIFI通信的家用导航系统，
其特征在于，所述的现场可编程门阵列电路，内部包括可配置逻辑
模块CLB、输入输出模块IOB和内部连线三个部分；FPGA利用小型
查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触
发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构
成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元
模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块；FPGA
的逻辑是通过向内部静态存储单元加载...

【专利技术属性】
技术研发人员：李群星，周午贤，
申请(专利权)人：文成县刀锋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33