CN108306672A - 一种基于光伏技术lifi通信的航空装置 - Google Patents

一种基于光伏技术lifi通信的航空装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置，涉及LIFI通信技术领域，包括LIFI基站，所述LIFI基站分别与手持式调节器、飞行器和总控制室连接，所述总控制室与市政电网连接，所述LIFI基站包括微处理器，所述微处理器与总控制室连接，所述微处理器双向电连接有存储模块。该基于光伏技术LIFI通信的航空装置，设置光伏发电装置，利用光伏发电技术对整个装置进行供电，从而降低了能耗，节约了成本，光敏传感器能够对太阳光的强弱进行感知，进而能够利用驱动电机用于对太阳能电池板的角度进行调节，角度传感器能够对驱动电机的旋转角度进行测量，提高了太阳能电池板对光的利用率。

Description

一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置
技术领域
本发明涉及LIFI通信技术领域，具体为一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置。
背景技术
LIFI通信是可见光通信技术，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，将高速因特网的电线装置连接在照明装置上，插入电源插头即可使用，利用这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接，因而具有广泛的开发前景，2015年11月13日，经工业和信息化部测试认证，我国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破，实时通信速率提高至50Gbps，相当于0。2秒即可完成一部高清电影的下载
LIFI通信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，其在电磁受限环境或对电磁信号敏感的条件下可自由使用，进而弥补了电磁覆盖范围的不足，故可用于航空飞行器的发射，但目前LIFI在航空通信上的应用还不够成熟，如能耗较大，操作繁琐等问题依然存在。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置，解决了目前LIFI在航空通信上的应用还不够成熟，能耗较大，操作繁琐的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置，包括LIFI基站，所述LIFI基站分别与手持式调节器、飞行器和总控制室连接，所述总控制室与市政电网连接，所述LIFI基站包括微处理器，所述微处理器与总控制室连接，所述微处理器双向电连接有存储模块，所述微处理器还连接有光伏发电装置和信号收发装置。
所述光伏发电装置包括角度传感器、光敏传感器、驱动电机和变压器，所述角度传感器和光敏传感器的输出端均与微处理器的输入端电连接，所述驱动电机的输入端与微处理器的输出端电连接，所述变压器分别与微处理器和蓄电池双向电连接，所述蓄电池的输入端电连接有逆变器的输出端，所述逆变器的输入端电连接有太阳能电池板的输出端。
所述信号收发装置包括LIFI信号发射器、第一蓝牙收发模块和通讯信号检测电路，所述LIFI信号发射器的输入端与微处理器的输出端电连接，所述第一蓝牙收发模块与微处理器双向电连接，所述通讯信号检测电路的输出端与微处理器的输入端电连接。
所述手持式调节器包括单片机、第二蓝牙收发模块、触控芯片和触控显示屏，所述单片机分别与第二蓝牙收发模块和触控芯片双向电连接，所述第二蓝牙收发模块通过蓝牙协议与第一蓝牙收发模块双向信号连接，所述触控芯片与触控显示屏双向电连接。
所述飞行器包括航空控制器、滤波整流器、信号放大器、光电倍增管和LED接收模块，所述LED接收模块的输入端通过光信号LIFI信号发射器的输出端无线连接，所述LED接收模块的输出端与光电倍增管的输入端电连接，所述光电倍增管的输出端与滤波整流器的输入端电连接，所述滤波整流器的输出端与信号放大器的输入端电连接，所述信号放大器的输出端与航空控制器的输入端电连接。
优选的，所述变压器与微处理器之间设置有稳压器，所述稳压器分别与变压器和微处理器双向电连接。
优选的，所述驱动电机为永磁式步进电机。
优选的，所述LIFI信号发射器包括功率调节器，所述功率调节器的输入端与微处理器的输出端电连接，所述功率调节器的输出端与LED驱动模块的输入端电连接，所述LED驱动模块的输出端与信号转换器的输入端电连接，所述信号转换器的输出端与LED光源的输入端电连接。
优选的，所述单片机采用通用型80C51单片机。
优选的，所述存储模块采用SDROM存储器。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置。具备以下有益效果：
(1)、该基于光伏技术LIFI通信的航空装置，设置光伏发电装置，利用光伏发电技术对整个装置进行供电，从而降低了能耗，节约了成本，光敏传感器能够对太阳光的强弱进行感知，进而能够利用驱动电机用于对太阳能电池板的角度进行调节，角度传感器能够对驱动电机的旋转角度进行测量，提高了太阳能电池板对光的利用率。
(2)、该基于光伏技术LIFI通信的航空装置，利用总控制室对LIFI基站内的数据进行整体监控和统计，并利用手持式调节器对LIFI基站内的参数进行现场手动调节，进而方便对数据的统计以便于对LIFI基站进行实时控制，控制较为精确，操作较为简单。
(3)、该基于光伏技术LIFI通信的航空装置，在LIFI基站内设置存储模块，利用存储模块和总控制室同时对LIFI基站内的数据进行存储，避免了数据的丢失，对数据的统计较为精确。
(4)、该基于光伏技术LIFI通信的航空装置，功率调节器能够对LED光源的功率进行调节，进行能够在不同环境、不同光线强度下对LED光源的功率进行加强，从而能够对LED光源发射的信号强度进行增强，方便飞行器的接收，在光线较暗时，能够将LED光源的功率调弱，进而达到节能的效果。
(5)、该基于光伏技术LIFI通信的航空装置，在飞行器内设置的光电倍增管、滤波整流器和信号放大器的配合，能够对接收到的光信号进行增强、过滤和放大，进而提高了信号的强度，降低了周围环境的影响。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明LIFI基站系统结构示意图；
图3为本发明光伏发电装置系统结构示意图；
图4为本发明信号收发装置系统结构示意图；
图5为本发明手持式调节器系统结构示意图；
图6为本发明飞行器系统结构示意图。
图中：1飞行器、11 LED接收模块、12光电倍增管、13航空控制器、14信号放大器、15滤波整流器、2 LIFI基站、21光伏发电装置、211角度传感器、212光敏传感器、213驱动电机、214稳压器、215变压器、216蓄电池、217逆变器、218太阳能电池板、22微处理器、23信号收发装置、231通讯信号检测电路、232第一蓝牙收发模块、233 LIFI信号发射器、2331功率调节器、2332 LED驱动模块、2333信号转换器、2334 LED光源、24存储模块、3总控制室、4市政电网、5手持式调节器、51单片机、52第二蓝牙收发模块、53触控芯片、54触控显示屏。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和2，本发明提供一种技术方案：一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置，包括LIFI基站(2)，LIFI基站(2)分别与手持式调节器(5)、飞行器(1)和总控制室(3)连接，总控制室(3)与市政电网(4)连接，LIFI基站(2)包括微处理器(22)，微处理器(22)与总控制室(3)连接，微处理器(22)双向电连接有存储模块(24)，存储模块(24)采用SDROM存储器，利用存储模块(24)和总控制室(3)同时对LIFI基站(2)内的数据进行存储，避免了数据的丢失，对数据的统计较为精确，微处理器(22)还连接有光伏发电装置(21)和信号收发装置(23)，利用总控制室(3)对LIFI基站(2)内的数据进行整体监控和统计，并利用手持式调节器(5)对LIFI基站(2)内的参数进行现场手动调节，进而方便对数据的统计以便于对LIFI基站(2)进行实时控制，控制较为精确，操作较为简单。
参阅图3，光伏发电装置(21)包括角度传感器(211)、光敏传感器(212)、驱动电机(213)和变压器(215)，角度传感器(211)和光敏传感器(212)的输出端均与微处理器(22)的输入端电连接，驱动电机(213)的输入端与微处理器(22)的输出端电连接，驱动电机(213)为永磁式步进电机，变压器(215)分别与微处理器(22)和蓄电池(216)双向电连接，变压器(215)与微处理器(22)之间设置有稳压器(214)，稳压器(214)分别与变压器(215)和微处理器(22)双向电连接，蓄电池(216)的输入端电连接有逆变器(217)的输出端，逆变器(217)的输入端电连接有太阳能电池板(218)的输出端，设置光伏发电装置(21)，利用光伏发电技术对整个装置进行供电，从而降低了能耗，节约了成本，光敏传感器(212)能够对太阳光的强弱进行感知，进而能够利用驱动电机(213)对太阳能电池板(218)的角度进行调节，角度传感器(211)能够对驱动电机(213)的旋转角度进行测量，提高了太阳能电池板(218)对光的利用率。
参阅图4，信号收发装置(23)包括LIFI信号发射器(233)、第一蓝牙收发模块(232)和通讯信号检测电路(231)，LIFI信号发射器(233)的输入端与微处理器(22)的输出端电连接，LIFI信号发射器(233)包括功率调节器(2331)，功率调节器(2331)的输入端与微处理器(22)的输出端电连接，功率调节器(2331)的输出端与LED驱动模块(2332)的输入端电连接，LED驱动模块(2332)的输出端与信号转换器(2333)的输入端电连接，信号转换器(2333)的输出端与LED光源(2334)的输入端电连接，第一蓝牙收发模块(232)与微处理器(22)双向电连接，通讯信号检测电路(231)的输出端与微处理器(22)的输入端电连接，功率调节器(2331)能够对LED光源(2334)的功率进行调节，进行能够在不同环境、不同光线强度下对LED光源(2334)的功率进行加强，从而能够对LED光源(2334)发射的信号强度进行增强，方便飞行器(1)的接收，在光线较暗时，能够将LED光源(2334)的功率调弱，进而达到节能的效果。
参阅图5，手持式调节器(5)包括单片机(51)、第二蓝牙收发模块(52)、触控芯片(53)和触控显示屏(54)，单片机(51)分别与第二蓝牙收发模块(52)和触控芯片(53)双向电连接，单片机(51)采用通用型80C51单片机，便于与各种串口进行适配，从而便于通过各种串口与若干系统或终端连接，第二蓝牙收发模块(52)通过蓝牙协议与第一蓝牙收发模块(232)双向信号连接，触控芯片(53)与触控显示屏(54)双向电连接。
参阅图6，飞行器(1)包括航空控制器(13)、滤波整流器(15)、信号放大器(14)、光电倍增管(12)和LED接收模块(11)，LED接收模块(11)的输入端通过光信号LIFI信号发射器(233)的输出端无线连接，LED接收模块(11)的输出端与光电倍增管(12)的输入端电连接，光电倍增管(12)的输出端与滤波整流器(15)的输入端电连接，滤波整流器(15)的输出端与信号放大器(14)的输入端电连接，信号放大器(14)的输出端与航空控制器(13)的输入端电连接，在飞行器(1)内设置的光电倍增管(12)、滤波整流器(15)和信号放大器(14)的配合，能够对接收到的光信号进行增强、过滤和放大，进而提高了信号的强度，降低了周围环境的影响。
工作时，市政电网(4)给总控制室(3)供电，总控制室(3)对LIFI基站(2)的数据进行控制和接收，微处理器(22)能够利用总控制室(3)和光伏发电装置(21)进行供电，存储模块(24)用于对数据进行存储，信号由信号收发装置(23)中的LIFI信号发射器(233)内的LED光源(2334)发出，LED接收模块(11)能够对LED光源(2334)的闪烁频率进行接收，航空控制器(13)根据LED光源(2334)的闪烁频率能够计算出总控制室(3)发出的控制信号，进而达到对飞行器(1)控制的目的，工作人员也可利用手持式调节器(5)内的触控显示屏(54)输入控制信号，进而利用第二蓝牙收发模块(52)与第一蓝牙收发模块(232)之间的蓝牙协议达到发送和接收指令的目的。
本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置，包括LIFI基站(2)，其特征在于：所述LIFI基站(2)分别与手持式调节器(5)、飞行器(1)和总控制室(3)连接，所述总控制室(3)与市政电网(4)连接，所述LIFI基站(2)包括微处理器(22)，所述微处理器(22)与总控制室(3)连接，所述微处理器(22)双向电连接有存储模块(24)，所述微处理器(22)还连接有光伏发电装置(21)和信号收发装置(23)；
光伏发电装置(21)包括角度传感器(211)、光敏传感器(212)、驱动电机(213)和变压器(215)，所述角度传感器(211)和光敏传感器(212)的输出端均与微处理器(22)的输入端电连接，所述驱动电机(213)的输入端与微处理器(22)的输出端电连接，所述变压器(215)分别与微处理器(22)和蓄电池(216)双向电连接，所述蓄电池(216)的输入端电连接有逆变器(217)的输出端，所述逆变器(217)的输入端电连接有太阳能电池板(218)的输出端。
信号收发装置(23)包括LIFI信号发射器(233)、第一蓝牙收发模块(232)和通讯信号检测电路(231)，所述LIFI信号发射器(233)的输入端与微处理器(22)的输出端电连接，所述第一蓝牙收发模块(232)与微处理器(22)双向电连接，所述通讯信号检测电路(231)的输出端与微处理器(22)的输入端电连接；
所述手持式调节器(5)包括单片机(51)、第二蓝牙收发模块(52)、触控芯片(53)和触控显示屏(54)，所述单片机(51)分别与第二蓝牙收发模块(52)和触控芯片(53)双向电连接，所述第二蓝牙收发模块(52)通过蓝牙协议与第一蓝牙收发模块(232)双向信号连接，所述触控芯片(53)与触控显示屏(54)双向电连接；
所述飞行器(1)包括航空控制器(13)、滤波整流器(15)、信号放大器(14)、光电倍增管(12)和LED接收模块(11)，所述LED接收模块(11)的输入端通过光信号LIFI信号发射器(233)的输出端无线连接，所述LED接收模块(11)的输出端与光电倍增管(12)的输入端电连接，所述光电倍增管(12)的输出端与滤波整流器(15)的输入端电连接，所述滤波整流器(15)的输出端与信号放大器(14)的输入端电连接，所述信号放大器(14)的输出端与航空控制器(13)的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置，其特征在于：所述变压器(215)与微处理器(22)之间设置有稳压器(214)，所述稳压器(214)分别与变压器(215)和微处理器(22)双向电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置，其特征在于：所述驱动电机(213)为永磁式步进电机。
4.根据权利要求1所述的一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置，其特征在于：所述LIFI信号发射器(233)包括功率调节器(2331)，所述功率调节器(2331)的输入端与微处理器(22)的输出端电连接，所述功率调节器(2331)的输出端与LED驱动模块(2332)的输入端电连接，所述LED驱动模块(2332)的输出端与信号转换器(2333)的输入端电连接，所述信号转换器(2333)的输出端与LED光源(2334)的输入端电连接。
5.根据权利要求1-4所述的一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置，其特征在于：所述单片机(51)采用通用型80C51单片机。
6.根据权利要求1-5所述的一种基于光伏技术LIFI通信的航空装置，其特征在于：所述存储模块(24)采用(SDROM)存储器。
7.一种基于光伏技术LIFI航空通信的方法，其特征在于：市政电网(4)给总控制室(3)供电，总控制室(3)对LIFI基站(2)的数据进行控制和接收，微处理器(22)能够利用总控制室(3)和光伏发电装置(21)进行供电，存储模块(24)用于对数据进行存储，信号由信号收发装置(23)中的LIFI信号发射器(233)内的LED光源(2334)发出，LED接收模块(11)能够对LED光源(2334)的闪烁频率进行接收，航空控制器(13)根据LED光源(2334)的闪烁频率能够计算出总控制室(3)发出的控制信号，进而达到对飞行器(1)控制的目的，工作人员也可利用手持式调节器(5)内的触控显示屏(54)输入控制信号，进而利用第二蓝牙收发模块(52)与第一蓝牙收发模块(232)之间的蓝牙协议达到发送和接收指令的目的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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