一种太阳能光子通信照明装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太阳能光子通信照明装置，该照明控制系统包括照明端和无线控制器，采用可见光通信实现照明灯光的无线控制；所述照明端包括光接收模块、微控制模块、继电器组、通信接口、判决解调模块、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；无线控制器通过通信接口对照明端控制，所述照明端通过信号采集完成可见光亮度控制。本发明专利技术可以延长照明设备的使用寿命，降低照明系统的能源消耗，提高照明系统的照明质量。

Solar photon communication lighting device

The invention discloses a solar photon communication lighting device, the lighting control system includes a lighting terminal and a wireless controller, using wireless control of visible light communication realize lighting; the lighting terminal comprises a light receiving module, control module, relay unit, communication interface, judgment demodulation module, central processor, field programmable a gate array circuit, power supply circuit; the power circuit is respectively connected with the central processor and field programmable gate array circuit; the power circuit is arranged in a solar panel, a voltage stabilizing circuit, power supply controller and DC power supply circuit; the wireless controller control Ming end control through the communication interface, the lighting side through the visible brightness control signal acquisition is completed. The invention can prolong the service life of the lighting equipment, reduce the energy consumption of the lighting system, and improve the lighting quality of the lighting system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及照明控制领域，尤其是一种太阳能光子通信照明装置。
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。LED灯具有亮度高、寿命长、性能稳定、节省能源等优点，它将成为下一代的照明工具。由于的高灵敏度和线性调制特性，采用LED灯光信号来实现对照明系统控制，具有非常大的优势。与传统的红外和无线电通信相比，可见光通信具有发射功率高、无电磁干扰等优点。另外，目前运用广泛的照明控制方法线路复杂，安装繁琐，且不易于维护，浪费大量原材料，成本高。因此，可见光通信照明控制系统具有显著的研究意义和较大的发展前景，是一种新兴的节能、方便的照明控制系统。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是对可见光通信的无线控制，克服现有技术方法的不足，提供了一种能够达到线路简单，安装方便，易于维护，节省大量原材料，降低能耗的一种太阳能光子通信照明装置。为实现上述专利技术目的，提出了如下技术方案：一种太阳能光子通信照明装置，包括无线控制器、照明端两部分；无线控制器包括光发射模块、微控制模块、调制驱动模块、通信接口、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。照明端包括光接收模块、微控制模块、继电器组、通信接口、判决解调模块。无线控制器将按键设置为照明模式，就可以开启LED，实现普通的照明；无线控制器切换至照明控制模式的关闭控制状态，控制LED发送关闭灯光的控制光信号，并将照明区域朝向照明端的光接收模块，光接收模块感应到光信号，并经过判决解调处理后，由微控制模块处理验证关闭信号的有效性，并通过控制继电器组，关闭照明设施。进一步地，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，太阳能光子通信照明装置的照明端光接收模块用BPX21光电二极管完成光信号的接收和光电信号转换。电路采用TI公司的可编程12位并行高速A/D转换芯片THS1206，实现采样速率6MSample/s(兆采样/s)的4通道同步采样，由内部控制实现差分模拟信号输入。微控制器模块用STM32F107完成接收信号解调、数据帧读取以及照明控制等功能。STM32F107微控制器的PB12～PB15和PD8～PD15与TH1206的12位A/D转换输出连接，PA0～PA4连接TH1206的时钟、中断等控制信号；管脚PB6～PB7连接串口；PB10～PB13连接以太网口；PD0～PD7和PE7～PE15连接继电器组。TH1206的模拟输入管脚连接BPX21管。该专利技术的有益效果：本专利技术的一种太阳能光子通信照明装置，照明端灯光的控制，由无线控制器采用无线可见光通信技术实现。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。无线控制器将按键设置为照明模式，就可以开启LED，实现普通的照明；无线控制器切换至照明控制模式的关闭控制状态，控制LED发送关闭灯光的控制光信号，并将照明区域朝向照明端的光接收模块，光接收模块感应到光信号，并经过判决解调处理后，由微控制模块处理验证关闭信号的有效性，并通过控制继电器组，关闭照明设施。基于上述硬件结构，结合软件控制流程和采用的调制编码方法，可以验证得知无线控制器在发送10kHz，50kHz，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光子通信照明装置，其特征在于，包括通信接口、中央处理器、现场可编程门阵列电路、无线控制器、照明端；所述无线控制器包括光发射模块、微控制模块、调制驱动模块、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；所述照明端包括光接收模块、微控制模块、继电器组、通信接口、判决解调模块；所述无线控制器将按键设置为照明模式，就可以开启LED，实现普通的照明；所述无线控制器切换至照明控制模式的关闭控制状态，控制LED发送关闭灯光的控制光信号，并将照明区域朝向照明端的光接收模块，光接收模块感应到光信号，并经过判决解调处理后，由微控制模块处理验证关闭信号的有效性，并通过控制继电器组，关闭照明设施。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光子通信照明装置，其特征在于，包括通信接
口、中央处理器、现场可编程门阵列电路、无线控制器、照明端；
所述无线控制器包括光发射模块、微控制模块、调制驱动模块、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；所述照明端包括光接收模块、微控制模块、继电
器组、通信接口、判决解调模块；所述无线控制器将按键设置为照
明模式，就可以开启LED，实现普通的照明；所述无线控制器切换
至照明控制模式的关闭控制状态，控制LED发送关闭灯光的控制光
信号，并将照明区域朝向照明端的光接收模块，光接收模块感应到
光信号，并经过判决解调处理后，由微控制模块处理验证关闭信号
的有效性，并通过控制继电器组，关闭照明设施。
2.根据权利要求1所述的一种可见光通信的控制系统，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

\t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...

【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