一种具有可见光通信的智能灯杆系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种具有可见光通信的智能灯杆系统，其不同之处在于：其包括发射单元，用于发出可见光，其包括依次电连接的交流电网、工频全桥整流电路、反激并联谐振变换器、高频整流电路和照明阵列；光照及数据调制单元，能生成脉冲串并输出给所述反激并联谐振变换器，所述脉冲串含有可见光调制信号和光照强度调节信号；及解调输出单元，用于获取所述照明阵列发出的可见光并解调被调制的数据。本实用新型专利技术光照亮度可调节，能在不同的外界光照下自动调节照明亮度，不受输出电压影响。

An intelligent light pole system with visible light communication

【技术实现步骤摘要】
一种具有可见光通信的智能灯杆系统
本技术涉及智能照明通信领域,尤其是一种具有可见光通信的智能灯杆系统。
技术介绍
可见光通信是以白光LED作为光源，以光电变换器件或者光学成像器件作为光电探测器，以大气为信道，将发送信号调制在LED发出的可见光上进行通信的无线光通信技术。因为与白炽灯和日光灯等传统光源相比，LED具有宽得多的调制带宽，能以更高的频率进行开关切换，这使以LED作为光源进行高速通信成为可能。由于调制频率非常高，人眼觉察不到灯光的闪烁。通常，可见光通信可以作为LED灯的第二功能，在照明的同时完成通信。而可见光通信使用间断式的控制的方法，其亮度不可调，且容易受到输出的电压的影响。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种具有可见光通信的智能灯杆系统，光照亮度可调节，能在不同的外界光照下自动调节照明亮度，不受输出电压影响。为解决以上技术问题，本技术的技术方案为：一种具有可见光通信的智能灯杆系统，其不同之处在于：其包括发射单元，用于发出可见光，其包括依次电连接的交流电网、工频全桥整流电路、反激并联谐振变换器、高频整流电路和照明阵列；光照及数据调制单元，能生成脉冲串并输出给所述反激并联谐振变换器，所述脉冲串含有可见光调制信号和光照强度调节信号；及解调输出单元，用于获取所述照明阵列发出的可见光并解调被调制的数据。按以上技术方案，所述工频全桥整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4。按以上技术方案，所述发射单元还包括设于所述工频全桥整流电路和反激并联谐振变换器之间的滤波电路。按以上技术方案，所述滤波电路包括滤波电容C1。按以上技术方案，所述反激并联谐振变换器包括开关元件Q1和松耦合变压器，所述松耦合变压器的原边并联有电容C2，松耦合变压器的副边并联有电容C3。按以上技术方案，所述高频整流电路包括二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D8。按以上技术方案，所述发射单元还包括设于所述高频整流电路和照明阵列之间的高频滤波电路。按以上技术方案，所述高频滤波电路包括高频滤波电容C4。按以上技术方案，所述照明阵列包括多个串联的发光二极管。对比现有技术，本技术的有益特点：该具有可见光通信的智能灯杆系统，发射单元中的反激并联谐振变换器具有恒流输出的特性，有利于驱动照明阵列，避免了复杂的恒流控制电路；交流电网的交流电经过发射单元整流之后输出恒流源给照明阵列供电，照明阵列功率更稳定，不受输出电压影响。光照及数据调制单元的脉宽调制具有双重属性：调节照明阵列照明的亮度，同时实现了基于可见光的数据通信；可见光调制信号和光照强度调节信号均集成于光照及数据调制单元，不仅能在不同的外界光照下自动调节照明阵列的光输出的亮度，而且提高了接收数据的分辨率，还减少了硬件成本。附图说明图1为本技术实施例具有可见光通信的智能灯杆系统结构框图；图2为本技术实施例中发射单元工作原理示意图；图3为本技术实施例中光照及数据调制单元工作原理示意图；图4为本技术实施例中解调输出单元工作原理示意图；其中：1-发射单元（101-交流电网、102-工频全桥整流电路、103-反激并联谐振变换器、104-高频整流电路、105-照明阵列、106-滤波电路、107-高频滤波电路）、2-光照及数据调制单元、3-解调输出单元（301-可见光获取电路、302-同相放大电路、303-二阶滤波电路）。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。请参考图1至图4，本技术实施例具有可见光通信的智能灯杆系统，其包括发射单元1、光照及数据调制单元2、及解调输出单元3。其中发射单元1用于发出可见光，发射单元1包括依次电连接的交流电网101、工频全桥整流电路102、反激并联谐振变换器103、高频整流电路104和照明阵列105，交流电网101的交流电经过发射单元1的整流后得到恒流电流源驱动照明阵列105发出可见光，发射单元中1的反激并联谐振变换器103具有恒流输出的特性，有利于驱动照明阵列，避免了复杂的恒流控制电路。光照及数据调制单元2能生成脉冲串并输出给所述反激并联谐振变换器103，所述脉冲串含有可见光调制信号和光照强度调节信号，可见光调制信号和光照强度调节信号均集成于光照及数据调制单元2，不仅能在不同的外界光照下自动调节照明阵列105的光输出的亮度，而且提高了接收数据的分辨率，还减少了硬件成本；光照及数据调制单元2的脉宽调制具有双重属性：调节照明阵列105照明的亮度，同时实现了基于可见光的数据通信。解调输出单元3用于获取所述照明阵列105发出的可见光并解调被调制的数据。请参考图2，在本实施例中，所述工频全桥整流电路102包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4。发射单元1还包括设于所述工频全桥整流电路102和反激并联谐振变换器103之间的滤波电路106，所述滤波电路106包括滤波电容C1。为了使原边和副边隔离，所述反激并联谐振变换器103包括开关元件Q1和松耦合变压器。开关元件Q1为MOS管。为了使松耦合变压器高传输能量，减少松耦合变压器造成的磁损耗，实现软开关ZVS，使输出的特性为电流源以利于LED照明的工作特性，所述松耦合变压器的原边并联有电容C2，松耦合变压器的副边并联有电容C3。所述高频整流电路104包括二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D8。发射单元1还包括设于所述高频整流电路104和照明阵列105之间的高频滤波电路107，所述高频滤波电路107包括高频滤波电容C4。照明阵列105包括多个串联的发光二极管LED。请参考图2，在本实施例中，发射单元1具体的工作流程为：交流电网101的交流电压源依次经过所述工频全桥整流电路102和滤波电路106后得到直流电压源。当所述开关元件Q1开通后，L1被充磁、C2被充电，原边被注入能量；当开关元件Q1关断后，L1和C2构成并联谐振，由于电磁感应处于谐振状态，副边接受能量转换为高频电流源。高频整流电路104将高频交流电转化为直流电流源，经高频滤波电路107后给串联的照明阵列105供电，不受发光二极管LED数量的影响。请参考图3，在本实施例中，光照及数据调制单元2包括比较器和DQ触发器。三角波的频率和数据的频率相等，光照强度设定的指令和三角波经所述比较器比较后得到光照强度设定的脉冲信息输入到DQ触发器的时钟端,需要被传输的数据则传到DQ触发器的D端。请参考图2，原边的系统提供时钟信号，它的频率为：。三角波为载波的信号，它的频率和系统时钟信号的频率相等，光照强度的设定是由一个幅值可变的正弦信号构成，请参考图3，两者经过比较器比较之后就作为脉宽可调的数字信号送至DQ触发器的时钟端,需要被传输的数据则传到DQ触发器的D端，之后，得到占空比可调的数字信号，并将光照强度的调制的信息转换为占空比d,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有可见光通信的智能灯杆系统，其特征在于：/n其包括发射单元，用于发出可见光，其包括依次电连接的交流电网、工频全桥整流电路、反激并联谐振变换器、高频整流电路和照明阵列；/n光照及数据调制单元，能生成脉冲串并输出给所述反激并联谐振变换器，所述脉冲串含有可见光调制信号和光照强度调节信号；/n及/n解调输出单元，用于获取所述照明阵列发出的可见光并解调被调制的数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有可见光通信的智能灯杆系统，其特征在于：
其包括发射单元，用于发出可见光，其包括依次电连接的交流电网、工频全桥整流电路、反激并联谐振变换器、高频整流电路和照明阵列；
光照及数据调制单元，能生成脉冲串并输出给所述反激并联谐振变换器，所述脉冲串含有可见光调制信号和光照强度调节信号；
及
解调输出单元，用于获取所述照明阵列发出的可见光并解调被调制的数据。


2.如权利要求1所述的具有可见光通信的智能灯杆系统，其特征在于：所述工频全桥整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4。


3.如权利要求1所述的具有可见光通信的智能灯杆系统，其特征在于：所述发射单元还包括设于所述工频全桥整流电路和反激并联谐振变换器之间的滤波电路。


4.如权利要求3所述的具有可见光通信的智能灯杆系统，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹斌，赵少锋，杨坤，徐奕帆，陈意，
申请(专利权)人：湖北省电力装备有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42