本發明專利技術公開了一種室內無線CCD控制智能凈化器，包括：橋接電路，用于連接計算機USB接口和光收發電路，接受或發射自計算機USB數據信號進行變換處理的信號；中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路、光鑰匙模塊；所述電源電路分別連接中央處理器和現場可編程門陣列電路；所述電源電路內設置有太陽能電池板、穩壓電路、電源控制器及直流供電電路。該系統實現了點對點通信方式，收、發均采用相對較小的接收、發射角度，使用時只需手動粗對準即可，應用于室內短距離無線通信，可以達到10Mbps以上的數據通信速率，傳輸距離達到5米左右，基本滿足辦公室、實驗室、家庭等室內環境的數據通信要求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及可見光通信
，尤其是一種室內無線CCD控制智能凈化器。
技術介紹
太陽能是由太陽內部氫原子發生氫氦聚變釋放出巨大核能而產生的，來自太陽的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳，并把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年代演變形成的一次能源。地球本身蘊藏的能量通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源。可見光通信技術，是利用熒光燈或發光二極管等發出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息的，將高速因特網的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。利用這種技術做成的系統能夠覆蓋室內燈光達到的范圍，電腦不需要電線連接，因而具有廣泛的開發前景。相比于其他無線電通信方式，可見光通信的主要優點是：（1）光通信的直線定向傳播方式使它的發射光束窄，方向性好，光束的發散角通常都在毫弧度，甚至微弧度量級，因此具有數據傳遞的保密性，除非其通信鏈路被截取，否則數據不易外泄。由于這些波束非常的定向，是對準某一接收機的，如想截接，就需要用另一部接收機在視距內對準發射機，還需要知道如何接收信號，這是很難做到的。如果被裁接，那么原來鏈路就被中斷了，用戶就會發現信息被截接。（2）無須進行昂貴的管道工程施工，其施工成本約為光纜的20 %。組網方便、迅速，光通信組網速度快，只須在通信點上進行設備安裝，適合臨時使用和復雜地形中的緊急組網，對于重新撤換部署也很方便。（3）由于光波波長短(可見光的約零點幾微米)，所以在完成同樣功能的情況下，光收 發端的尺寸要比微波、毫米波通信天線的尺寸小很多，具有功耗小、體積小、重量輕等特點，相應的器件成本也較低。雖然光通信有諸多優點，但是也存在著一些弊端，譬如：光波不能穿透墻壁等障礙物，易受太陽光、白熾燈、熒光燈等背景光噪聲的干擾等。
技術實現思路
本專利技術的專利技術目的是，克服現有技術方法的不足，提供了一種點對點通信方式，收、發均采用相對較小的接收、發射角度，使用時只需手動粗對準即可，應用于室內短距離無線通信，可以達到10Mbps以上的數據通信速率，傳輸距離達到5米左右，基本滿足辦公室、實驗室、家庭等室內環境的數據通信要求的室內LED可見光通信系統。為實現上述專利技術目的，提出了如下技術方案：一種室內無線CCD控制智能凈化器，包括：中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路、光鑰匙模塊、信號調制控制設備、LED 燈、智能凈化器、光探測器、信號處理電路；所述智能凈化器還包括水位傳感器、溫度傳感器、濕度采集傳感器、聲光報警器以及顯示電路，當所述智能凈化器根據控制指令開始工作時，微控制器向所述水位傳感器、溫度傳感器、濕度采集傳感器發出執行指令，獲得凈化器內的水量數據信號、室溫信號以及室內濕度信號，微處理器對所述水量數據信號、室溫信號以及室內濕度信號進行放大、測量、A/D 包括紫外空氣凈化器，利用紫外光對空氣中的細菌以及有害物質進行滅殺，是空氣凈化器的執行部件；傳感器數據采集模塊，用于對外部信號進行采集與處理，包括運動傳感器與化學傳感器；電源電路模塊，對日常交流市電進行降壓，為空氣凈化器各個部件提供相應地工作電壓；交流電機控制模塊，單片機通過可控硅驅動光耦驅動電機，控制其導通與轉速的變化，單片機根據傳感器提供的信號、手動按鍵信號對電機的工作狀態進行自動和手動的調整，使得空氣凈化器在不同的工作模式下運轉的時候，電機處于對應檔的轉速；紫外燈管控制模塊，，通過單片機通過可控硅驅動光耦，驅動紫光燈管，并根據燈管的工作狀態反饋信號，判斷出燈管是否正常工作；紅外遙控模塊包括紅外發射器與接收電路，設置每個按鈕發射的紅外波形與時序；所述顯示器控制模塊和按鍵控制模塊用于對空氣凈化器工作模式的操作和顯示；所述光接收模塊，用于接收LED燈組發射的LED通信信號，并轉換為控制指令；包括紫外空氣凈化器，利用紫外光對空氣中的細菌以及有害物質進行滅殺，是空氣凈化器的執行部件；傳感器數據采集模塊，用于對外部信號進行采集與處理，包括運動傳感器與化學傳感器；電源電路模塊，對日常交流市電進行降壓，為空氣凈化器各個部件提供相應地工作電壓；交流電機控制模塊，單片機通過可控硅驅動光耦驅動電機，控制其導通與轉速的變化，單片機根據傳感器提供的信號、手動按鍵信號對電機的工作狀態進行自動和手動的調整，使得空氣凈化器在不同的工作模式下運轉的時候，電機處于對應檔的轉速；紫外燈管控制模塊，，通過單片機通過可控硅驅動光耦，驅動紫光燈管，并根據燈管的工作狀態反饋信號，判斷出燈管是否正常工作；紅外遙控模塊包括紅外發射器與接收電路，設置每個按鈕發射的紅外波形與時序；所述顯示器控制模塊和按鍵控制模塊用于對空氣凈化器工作模式的操作和顯示；所述光接收模塊，用于接收LED燈組發射的LED通信信號，并轉換為控制指令。所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號調制控制設備、LED 燈、智能凈化器、光探測器、信號處理電路；所述信號調制設備負責調制生成原始的電信號；所述LED 燈是單色的 LED；所述光探測器是可見光波段響應較好的 CCD光電轉換器件；所述智能凈化器是可變倍數的光學鏡頭；所述信號處理電路與光探測器相適應，用于視頻電信號的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率；所述探照燈和所述智能凈化器之間是大氣信道，光源發出的光通過大氣信道進行傳輸；所述電源電路分別連接中央處理器和現場可編程門陣列電路；所述電源電路內設置有太陽能電池板、穩壓電路、電源控制器及直流供電電路；所述光鑰匙模塊內設置有智能移動終端，基于智能移動終端操作系統，設計基于虛擬串口的秘鑰發送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟件模塊發送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的 min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動終端OTG 功能，經過外部驅動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送；所述光鑰匙模塊內設置有智能移動終端，基于智能移動終端操作系統，設計基于虛擬串口的秘鑰發送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟件模塊發送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的 min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動終端OTG 功能，經過外部驅動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送；所述遠距離可見光通信系統設備主要包括發射端和接收端；發射端可使用OOK、PPM 等調制方式，光源將調制好的光信號以高速、明暗變化的規律進行發射，采用大功率低束散角陣列 LED 作為光源，由于調制速率在一百比特量級，可以采用單片機配合 C++軟件編程進行發射端的軟硬件設計，實現字符串的發送；接收端，采用 CCD 作為光探測器，硬件設備使用高幀頻100fps 以上、高靈敏度、高響應度 CCD 相機；相機以與光源相同幀頻進行拍攝，并且設計軟件對CCD 相機進行數據的采集和處理，將調制信號的規律呈現出來，得到相應的灰度值，從而完成信息的傳遞過程，實現字符串的接收；所述充電插口設置于閉合門的側端；橋接電路：連接計算機USB接口和光收發電路，將來自計算機USB數據信號進行變換處理成適合發射電路調制的信號，同時將接收電路送來的信號進行變化處理成USB數本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種室內無線CCD控制智能凈化器，其特征在于，包括：中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路、光鑰匙模塊、信號調制控制設備、LED?燈、智能凈化器、光探測器、信號處理電路；所述智能凈化器包括微控制器、凈化器開關以及光接收模塊，所述光接收模塊從LED燈組中接收LED通信信號，對所述LED通信信號處理后獲得控制指令，并將所述控制指令輸送到微控制器，所述微控制器根據所述控制指令生成凈化器開關的執行指令，所述凈化器開關是電磁繼電器；所述智能凈化器還包括包括紫外空氣凈化器，利用紫外光對空氣中的細菌以及有害物質進行滅殺，是空氣凈化器的執行部件；傳感器數據采集模塊，用于對外部信號進行采集與處理，包括運動傳感器與化學傳感器；電源電路模塊，對日常交流市電進行降壓，為空氣凈化器各個部件提供相應地工作電壓；交流電機控制模塊，單片機通過可控硅驅動光耦驅動電機，控制其導通與轉速的變化，單片機根據傳感器提供的信號、手動按鍵信號對電機的工作狀態進行自動和手動的調整，使得空氣凈化器在不同的工作模式下運轉的時候，電機處于對應檔的轉速；紫外燈管控制模塊，，通過單片機通過可控硅驅動光耦，驅動紫光燈管，并根據燈管的工作狀態反饋信號，判斷出燈管是否正常工作；紅外遙控模塊包括紅外發射器與接收電路，設置每個按鈕發射的紅外波形與時序；所述顯示器控制模塊和按鍵控制模塊用于對空氣凈化器工作模式的操作和顯示；所述光接收模塊，用于接收LED燈組發射的LED通信信號，并轉換為控制指令；包括紫外空氣凈化器，利用紫外光對空氣中的細菌以及有害物質進行滅殺，是空氣凈化器的執行部件；傳感器數據采集模塊，用于對外部信號進行采集與處理，包括運動傳感器與化學傳感器；電源電路模塊，對日常交流市電進行降壓，為空氣凈化器各個部件提供相應地工作電壓；交流電機控制模塊，單片機通過可控硅驅動光耦驅動電機，控制其導通與轉速的變化，單片機根據傳感器提供的信號、手動按鍵信號對電機的工作狀態進行自動和手動的調整，使得空氣凈化器在不同的工作模式下運轉的時候，電機處于對應檔的轉速；紫外燈管控制模塊，，通過單片機通過可控硅驅動光耦，驅動紫光燈管，并根據燈管的工作狀態反饋信號，判斷出燈管是否正常工作；紅外遙控模塊包括紅外發射器與接收電路，設置每個按鈕發射的紅外波形與時序；所述顯示器控制模塊和按鍵控制模塊用于對空氣凈化器工作模式的操作和顯示；所述光接收模塊，用于接收LED燈組發射的LED通信信號，并轉換為控制指令；所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號調制控制設備、LED?燈、智能凈化器、光探測器、信號處理電路；所述信號調制設備負責調制生成原始的電信號；所述LED?燈是單色的?LED；所述光探測器是可見光波段響應較好的?CCD光電轉換器件；所述智能凈化器是可變倍數的光學鏡頭；所述信號處理電路與光探測器相適應，用于視頻電信號的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率；所述探照燈和所述智能凈化器之間是大氣信道，光源發出的光通過大氣信道進行傳輸；所述電源電路分別連接中央處理器和現場可編程門陣列電路；所述電源電路內設置有太陽能電池板、穩壓電路、電源控制器及直流供電電路；所述光鑰匙模塊內設置有智能移動終端，基于智能移動終端操作系統，設計基于虛擬串口的秘鑰發送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟件模塊發送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的?min?USB?口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動終端OTG?功能，經過外部驅動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送；橋接電路，用于連接計算機USB接口和光收發電路，將來自計算機USB數據信號進行變換處理成適合發射電路調制的信號，同時將接收電路送來的信號進行變化處理成USB數據信號送給計算機；光發射機，用于將經過USB接口電路處理過的信號進行編碼調制，調制過的信號再經過放大后送去調制光源，使其發出被編碼電信號調制的可見光光脈沖信號，最后經光學天線發射到大氣信道中；光接收機，通過光學天線把發送端發送來的光脈沖信號會聚到光電檢測器?PIN，將接收的光信號轉換成電信號，轉換過來的微弱電信號經過放大解調后送給USB接口電路；所述光發射機包括光源和驅動器以及輔助電路；所述輔助電路包括光監測器、無光報警電路、自動功率控制電路和自動溫度控制電路；使用時，電信號輸入到驅動器，所述驅動器與光源連接，自動溫度控制電路調控光源溫度，所述光監測器設置在光源照射范圍內，并與無光報警電路連接，所述光監測器與一自動功率控制電路連接后與驅動器構成反饋電路；所述光接收機電路包括光電探測器、放大電路和信號處理電路，所述信號處理電路包括低噪前置放大器、主放大器、均衡器、AGC電路；使用時，所述經強度調制的數字光信號，光電檢測器在接收端采用直接檢測方式接收光信號，低噪前置放大器、主放大器、均衡器構成光接收機...
【技術特征摘要】
1.一種室內無線CCD控制智能凈化器，其特征在于，包括：中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路、光鑰匙模塊、信號調制控制設備、LED 燈、智能凈化器、光探測器、信號處理電路；所述智能凈化器包括微控制器、凈化器開關以及光接收模塊，所述光接收模塊從LED燈組中接收LED通信信號，對所述LED通信信號處理后獲得控制指令，并將所述控制指令輸送到微控制器，所述微控制器根據所述控制指令生成凈化器開關的執行指令，所述凈化器開關是電磁繼電器；所述智能凈化器還包括包括紫外空氣凈化器，利用紫外光對空氣中的細菌以及有害物質進行滅殺，是空氣凈化器的執行部件；傳感器數據采集模塊，用于對外部信號進行采集與處理，包括運動傳感器與化學傳感器；電源電路模塊，對日常交流市電進行降壓，為空氣凈化器各個部件提供相應地工作電壓；交流電機控制模塊，單片機通過可控硅驅動光耦驅動電機，控制其導通與轉速的變化，單片機根據傳感器提供的信號、手動按鍵信號對電機的工作狀態進行自動和手動的調整，使得空氣凈化器在不同的工作模式下運轉的時候，電機處于對應檔的轉速；紫外燈管控制模塊，，通過單片機通過可控硅驅動光耦，驅動紫光燈管，并根據燈管的工作狀態反饋信號，判斷出燈管是否正常工作；紅外遙控模塊包括紅外發射器與接收電路，設置每個按鈕發射的紅外波形與時序；所述顯示器控制模塊和按鍵控制模塊用于對空氣凈化器工作模式的操作和顯示；所述光接收模塊，用于接收LED燈組發射的LED通信信號，并轉換為控制指令；包括紫外空氣凈化器，利用紫外光對空氣中的細菌以及有害物質進行滅殺，是空氣凈化器的執行部件；傳感器數據采集模塊，用于對外部信號進行采集與處理，包括運動傳感器與化學傳感器；電源電路模塊，對日常交流市電進行降壓，為空氣凈化器各個部件提供相應地工作電壓；交流電機控制模塊，單片機通過可控硅驅動光耦驅動電機，控制其導通與轉速的變化，單片機根據傳感器提供的信號、手動按鍵信號對電機的工作狀態進行自動和手動的調整，使得空氣凈化器在不同的工作模式下運轉的時候，電機處于對應檔的轉速；紫外燈管控制模塊，，通過單片機通過可控硅驅動光耦，驅動紫光燈管，并根據燈管的工作狀態反饋信號，判斷出燈管是否正常工作；紅外遙控模塊包括紅外發射器與接收電路，設置每個按鈕發射的紅外波形與時序；所述顯示器控制模塊和按鍵控制模塊用于對空氣凈化器工作模式的操作和顯示；所述光接收模塊，用于接收LED燈組發射的LED通信信號，并轉換為控制指令；所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號調制控制設備、LED 燈、智能凈化器、光探測器、信號處理電路；所述信號調制設備負責調制生成原始的電信號；所述LED 燈是單色的 LED；所述光探測器是可見光波段響應較好的 CCD光電轉換器件；所述智能凈化器是可變倍數的光學鏡頭；所述信號處理電路與光探測器相適應，用于視頻電信號的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率；所述探照燈和所述智能凈化器之間是大氣信道，光源發出的光通過大氣信道進行傳輸；所述電源電路分別連接中央處理器和現場可編程門陣列電路；所述電源電路內設置有太陽能電池板、穩壓電路、電源控制器及直流供電電路；所述光鑰匙模塊內設置有智能移動終端，基于智能移動終端操作系統，設計基于虛擬串口的秘鑰發送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟件模塊發送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的 min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動終端OTG 功能，經過外部驅動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送；橋接電路，用于連接計算機USB接口和光收發電路，將來自計算機USB數據信號進行變換處理成適合發射電路調制的信號，同時將接收電路送來的信號進行變化處理成USB數...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊定寬，
申請(專利權)人：蘇州邁奇杰智能技術有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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