CN105824246A - 一种基于室内led可见光通信智能家居控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，包括后台管理系统、现场管理系统、转换器、控制器、光发射机、桥接电路、光接收机，现场管理系统连接后台管理系统，转换器连接现场管理系统，控制器连接转换器，光发射机连接控制器，控制器连接桥接电路，桥接电路信号连接光接收机；后台管理系统内设置有服务器及至少一台电脑系统，服务器采用以太网线分别与电脑系统及现场管理系统连接,基于射频识别技术、智能管理技术等多种技术原理而设计的一种综合管理系统，利用每个光子标签具有全球唯一的编码的特性，完成对物品的统一身份监测及管理，避免出现误报或假冒的情况发生，整个系统具有设计科学合理、安全稳定、智能化程度高等特点。

Description

一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，具体的说，是一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统。

背景技术

无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。

智能管理(IntelligentManagement,简称IM)是人工智能与管理科学、知识工程与系统工程、计算技术与通信技术、软件工程与信息工程等多学科、多技术相互结合、相互渗透而产生的一门新技术、新学科。它研究如何提高计算机管理系统的智能水平,以及智能管理系统的设计理论、方法与实现技术。智能管理是现代管理科学技术发展的新动向。智能管理系统是在管理信息系统(ManagementInformationSystem,简称MIS)、办公自动化系统(OffeceAu-tomationSystem简称OAS)、决策支持系统(DecisionSupportSystem,简称DSS)的功能集成、技术集成的基础上,应用人工智能专家系统、知识工程、模式识别、人工神经网络等方法和技术,进行智能化、集成化、协调化、设计和实现的新一代的计算机管理系统。

常规的家居控制系统需要布线连接，损耗大，不能节能环保，控制信号传输损耗大。可见光通信技术，是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的。利用这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要布线连接，因而具有广泛的开发前景。

发明内容

本发明的目的在于设计出一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，其特征在于：包括后台管理系统、现场管理系统、转换器、控制器、光发射机、桥接电路、光接收机，所述现场管理系统连接后台管理系统，所述转换器连接现场管理系统，所述控制器连接转换器，所述光发射机连接控制器，所述控制器连接桥接电路，所述桥接电路信号连接光接收机；所述后台管理系统内设置有服务器及至少一台电脑系统，所述光接收机与室内家居连接。

所述的一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，桥接电路，用于连接控制器，将来自计算机USB数据信号进行变换处理成适合发射电路调制的信号，同时将接收电路送来的信号进行变化处理成USB数据信号送给计算机；

光发射机，用于将经过控制器处理过的信号进行编码调制，调制过的信号再经过放大后送去调制光源，使其发出被编码电信号调制的可见光光脉冲信号，最后经光学天线发射到大气信道中；

光接收机，通过光学天线把发送端发送来的光脉冲信号会聚到光电检测器PIN，将接收的光信号转换成电信号，转换过来的微弱电信号经过放大解调后送给USB接口电路。

述的一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，所述转换器为RS232/RS485转换器，所述转换器同现场管理系统之间采用串口数据线连接通信。

所述的一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，所述服务器采用IBMSystemx3850X5。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明基于lifi识别技术、智能管理技术等多种技术原理而设计的一种综合管理系统，利用每个电子标签具有全球唯一的电子编码的特性，完成对物品的统一身份监测及管理，避免出现误报或假冒的情况发生，整个系统具有设计科学合理、安全稳定、智能化程度高等特点。光通信的直线定向传播方式使它的发射光束窄，方向性好，光束的发散角通常都在毫弧度，甚至微弧度量级，因此具有数据传递的保密性，除非其通信链路被截取，否则数据不易外泄。由于这些波束非常的定向，是对准某一接收机的，如想截接，就需要用另一部接收机在视距内对准发射机，还需要知道如何接收信号，这是很难做到的。如果被裁接，那么原来链路就被中断了，用户就会发现信息被截接。无须进行昂贵的管道工程施工，其施工成本约为光缆的20%。组网方便、迅速，光通信组网速度快，只须在通信点上进行设备安装，适合临时使用和复杂地形中的紧急组网，对于重新撤换部署也很方便。由于光波波长短(可见光的约零点几微米)，所以在完成同样功能的情况下，光收发端的尺寸要比微波、毫米波通信天线的尺寸小很多，具有功耗小、体积小、重量轻等特点，相应的器件成本也较低。

（2）本发明所述的光接收机能将物品的一应监测及管理信息进行存储，以方便现场管理系统及后台管理系统进行查询及管理;LED光源驱动电路采用的是差分电路；差分电路由于恒流源的作用，即使出现大电流飘移，该种电路也可以保证相对稳定的供电电流，从而保证电路的工作稳定性；即使高电压输出时出现电压飘移现象，只要信号仍然保持平衡，此电路引起的交叉干扰也相对较小；对于存在容易产生寄生现象的前级电路的情况下，鉴于该电路共模增益较低，所以它对前级引入寄生振荡的可能性很小。

（3）本发明采用桥接电路及手持读卡器相结合的设计模式，使得在进行物品管理时更加方便、快捷，并可根据地势地形的不同，应用不同的读卡器进行标签识别，以期最大限度的提高工作效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，其特征在于：包括后台管理系统、现场管理系统、转换器、控制器、光发射机、桥接电路、光接收机，所述现场管理系统连接后台管理系统，所述转换器连接现场管理系统，所述控制器连接转换器，所述光发射机连接控制器，所述控制器连接桥接电路，所述桥接电路信号连接光接收机；所述后台管理系统内设置有服务器及至少一台电脑系统，所述光接收机与室内家居连接。

所述的一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，桥接电路，用于连接控制器，将来自计算机USB数据信号进行变换处理成适合发射电路调制的信号，同时将接收电路送来的信号进行变化处理成USB数据信号送给计算机；

光发射机，用于将经过控制器处理过的信号进行编码调制，调制过的信号再经过放大后送去调制光源，使其发出被编码电信号调制的可见光光脉冲信号，最后经光学天线发射到大气信道中；

光接收机，通过光学天线把发送端发送来的光脉冲信号会聚到光电检测器PIN，将接收的光信号转换成电信号，转换过来的微弱电信号经过放大解调后送给USB接口电路。

述的一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，所述转换器为RS232/RS485转换器，所述转换器同现场管理系统之间采用串口数据线连接通信。

所述的一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，所述服务器采用IBMSystemx3850X5。

装在物品上的光接收机（有源电子标签，测试距离可达2~80M，具有极佳的感应距离）不停地向外发送信息，当到设置有桥接电路的读卡器区内时，桥接电路就自动接收到了标签的信息，桥接电路把读到的信息发到控制器，控制器再通过转换器把信息发给现场管理系统，同时控制器又把光发射机拍到的照片通过转换器传给现场管理系统，现场管理系统即可看见物品的基本信息，为便于进行综合管理，现场管理系统还同时连接到后台管理系统上，后台管理系统内设置的服务器及电脑系统即可将多个现场进行综合管理。

基于射频识别技术、智能管理技术等多种技术原理而设计的一种综合管理系统，利用每个电子标签具有全球唯一的光子编码的特性，完成对物品的统一身份监测及管理，避免出现误报或假冒的情况发生，整个系统具有设计科学合理、安全稳定、智能化程度高等特点。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，为更好的实现本发明，进一步的，便于在一些不便于安装桥接电路的场所进行物品的监测管理，特别设置有下述结构：还包括手持读卡器，所述手持读卡器连接现场管理系统，所述手持读卡器信号连接光接收机。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，为更好的实现本发明，进一步的，便于将手持读卡器所识别的物品基本信息传输到现场管理系统内，特别采用下述设置方式：所述手持读卡器采用GPRS信号与现场管理系统通讯或采用USB数据线与现场管理系统进行数据传输。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，为更好的实现本发明，进一步的，为便于利用通用接口进行数据传输，特别采用下述设置方式：所述转换器为RS232/RS485转换器，所述转换器同现场管理系统之间采用串口数据线连接通信。

为实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，更好的实现本发明，进一步的，便于提高物品与读卡器之间的感应距离，特别采用下述设置方式：所述光接收机采用2.4G光接收机。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，为更好的实现本发明，进一步的，所述服务器系统采用IBMSystemx3850X5。

其中，IBMSystemx3850X5具有如下特性：

采用机架式4U机箱；

处理器性能：CPU类型：Intel至强7500，CPU型号：XeonE7520，CPU频率：1.866GHz，智能加速主频：1.866GHz，标配CPU数量：2颗，最大CPU数量：4颗，制程工艺：45nm，三级缓存：18MB，总线规格：QPI4.8GT/s，CPU核心：四核，CPU线程数：八线程；

主板：扩展槽：7×半长PCI-E；

内存特性：内存类型：DDR3，内存容量：16GB，内存描述：4×4GBPC3-8500，最大内存容量：1TB；

最大硬盘容量：4TB，内部硬盘架数：最大支持8块串行连接的SCSI（SAS）或16块SASSSD硬盘，热插拔盘位：支持热插拔，RAID模式：RAID0，1，5；

网络控制器：双千兆网卡；

散热系统：热插拔风扇；

系统管理：AlertonLAN2，服务器自动重启，IBMSystemsDirector，IBMServerGuide，集成管理模块（IMM），光通路诊断（单独供电），适用于硬盘驱动器/处理器/VRM/风扇/内存的PredictiveFailureAnalysis，WakeonLAN，动态系统分析，QPIFaildown，单点故障转移；

系统支持：WindowsServer2008（Standard，Enterprise和DataCenterEdition，32位和64位），32位和64位RedHatEnterpriseLinux，SUSEEnterpriseLinux（Server和AdvancedServer），VMwareESXServer/ESXi4.0；

电源类型：热插拔电源，电源数量：2个，电源电压：220V，电源功率1975W。

本发明基于lifi技术、智能管理技术等多种技术原理而设计的一种综合管理系统，利用每个电子标签具有全球唯一的电子编码的特性，完成对物品的统一身份监测及管理，避免出现误报或假冒的情况发生，整个系统具有设计科学合理、安全稳定、智能化程度高等特点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，其特征在于：包括后台管理系统、现场管理系统、转换器、控制器、光发射机、桥接电路、光接收机，所述现场管理系统连接后台管理系统，所述转换器连接现场管理系统，所述控制器连接转换器，所述光发射机连接控制器，所述控制器连接桥接电路，所述桥接电路信号连接光接收机；所述后台管理系统内设置有服务器及至少一台电脑系统，所述光接收机与室内家居连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，其特征在于：桥接电路，用于连接控制器，将来自计算机USB数据信号进行变换处理成适合发射电路调制的信号，同时将接收电路送来的信号进行变化处理成USB数据信号送给计算机；

光发射机，用于将经过控制器处理过的信号进行编码调制，调制过的信号再经过放大后送去调制光源，使其发出被编码电信号调制的可见光光脉冲信号，最后经光学天线发射到大气信道中；

光接收机，通过光学天线把发送端发送来的光脉冲信号会聚到光电检测器PIN，将接收的光信号转换成电信号，转换过来的微弱电信号经过放大解调后送给USB接口电路。

3.根据权利要求1所述的一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，其特征在于：所述转换器为RS232/RS485转换器，所述转换器同现场管理系统之间采用串口数据线连接通信。

4.根据权利要求1所述的一种基于室内LED可见光通信智能家居控制系统，其特征在于：所述服务器采用IBMSystemx3850X5。