CN204031375U - 基于电力线的电视环境光系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于电力线的电视环境光系统，该系统包括嵌设在电视内部的信号发送装置、第一耦合单元、信号接收装置以及一个以上的LED驱动单元；所述的信号发送装置和信号接收装置连接在电力线的两端，所述信号发送装置与第一耦合单元连接，所述信号接收单元与一个以上的LED驱动单元连接，所述信号发送装置将电视中产生的LED灯驱动信号经第一耦合单元通过电力线传输至信号接收装置，从而实现对LED驱动单元的控制。本实用新型利用电力线技术对电视控制外部环境光设备的信号传输，有效的解决目前无线传输中的辐射，信号衰减，受周围无线环境影响等问题以及有线布线的复杂问题。

Description

基于电力线的电视环境光系统

技术领域

    本实用新型涉及多媒体领域，具体涉及一种应用于智能家居环境光照明的基于电力线的电视环境光系统。

背景技术

  当前智能家居环境光照明领域产品，都是通过有线或无线的方式进行控制，如图1所示，为当前电视与环境照明设备的连接示意图，其工作原理图是：与用户的控制界面有WIFI和RJ45网络线，实际控制器控制LED采用 ZigBee LightLink wireless标准。由图1可知，智能电视作为主控设备，与桥接器采用RJ45或者WIFI进行通信，桥接器将控制信号接收到处理成为ZigBee协议的控制信号控制LED灯泡。其采用有线的方式传送的，需要特殊布线，而采用无线传输，又必然会面临无线传输中的辐射，信号衰减，受周围无线环境影响等问题；

    由于该系统中电视和桥接器以及最后的LED灯都需要对应的电力供应，就需要对三个节点都连接电源，其同时又要连接信号控制线，所以布线上就会变得很复杂，造成线路混乱。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于电力线的电视环境光系统。其可以解决目前无线传输中的辐射，信号衰减，受周围无线环境影响及有线布线的复杂等问题。

为了实现上述目的，本实用新型如下技术方案：基于电力线的电视环境光系统，该系统包括嵌设在电视内部的信号发送装置、第一耦合单元、信号接收装置以及一个以上的LED驱动单元；所述的信号发送装置和信号接收装置连接在电力线的两端，所述信号发送装置与第一耦合单元连接，所述信号接收单元与一个以上的LED驱动单元连接，所述信号发送装置将电视中产生的LED灯驱动信号经第一耦合单元通过电力线传输至信号接收装置，信号接收装置连接LED驱动单元。

进一步，所述的信号发送装置包括，处理器单元，产生并发送LED驱动信号；第一交换处理单元，将LED驱动信号转化为以太网信号；第一调制解调单元，对以太网信号进行调制；该处理器单元、第一交换处理单元和第一调制解调单元依次电性连接，调制后的以太网信号经第一耦合单元耦合到电力线回路上。

进一步，该系统还包括第一电力转换单元，所述第一电力转换单元包括第一滤波单元和第一电源调整单元，所述的信号发送装置、第一电源调整单元和第一滤波单元依次电连接，所述的第一滤波单元与电力线连接。

进一步，所述的信号接收装置包括，接入单元，其包括接入LED驱动信号的第二耦合单元以及对LED驱动信号进行滤波的第二滤波单元；第二调制解调单元，对接入单元接收的LED驱动信号进行解调；第二交换处理单元，将以太网信号转化为LED驱动信号； 该接入单元、第二调制解调单元和第二交换处理单元依次电性连接，驱动LED灯泡，第二交换处理单元转化后的LED驱动信号通过一个以上的LED驱动单元控制LED灯泡，实现对LED灯亮度和颜色的调整。

进一步，该系统还包括第二电力转换单元，所述第二电力转换单元包括第三滤波单元和第二电源调整单元，所述的信号接收装置、第二电源调整单元和第三滤波单元依次电连接，所述的第三滤波单元与电力线连接。

进一步，所述的第二调制解调单元前端还集成有功率调整单元，对接入单元接收的LED驱动信号进行功率调整。

 本实用新型采用以上技术方案，将信号发送装置和信号接收装置连接在电力线的两端，利用电力线技术对电视控制外部环境光设备（比如一个以上的LED灯设备）的信号进行传输，所述信号发送装置将电视中产生的LED灯驱动信号经第一耦合单元通过电力线传输至信号接收装置，对LED驱动单元的控制，实现对LED灯亮度和颜色的调整。

本实用新型的有益效果为： 

1、省去桥接器，直接通过电力线传送控制信号，且控制信号调制在电力线信号中，本实用新型中将电视发出的LED灯控制信号，直接调制耦合到电力线上进行传输，有效的避免目前电视与周边环境光设备之间无线信号传输中的辐射，信号衰减，受周围无线环境影响以及有线传输中布线复杂等问题。 

 2、LED灯驱动单元与一个以上的LED灯连接，上图示为本提案技术最终要实现的架构，可以看出，智能电视作为主控设备通过电力线，直接将控制信号传送到LED灯，由于电力线可以连接多终端，所以也可以同时支持多路的LED灯。

3、本实用新型主要是利用电力线这世界上面规模最大，用户最多，分布最广的网络。将电力网与信息传输结合在一起，利用电力网络承载语音视频和数据传输业务，有以下优势。

实现成本低，有效利用已有的配电网作为传输线路；数据传输速率高，Homeplug的传输速率目前可以达到200 Mbps，对一般的音视频数据传输要求可以完全满足；永远实时在线，只要有电力供应就可以进行工作传输；辐射小保证信号完整性，利用电力线进行传输，避免无线传输所引起的电磁辐射和信号传输衰减问题。

通过采用Homeplug电力线传送标准，通过电力线传送控制信号，在环境光源和智能电视中间可以通过家用的电力线直接完成连接和控制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型的现有技术结构示意图；

图2是本实用新型基于电力线的电视环境光系统结构示意图；

图3是本实用新型基于电力线的电视环境光系统之发送端结构示意图；

图4是本实用新型基于电力线的电视环境光系统之接收端结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型提供一种基于电力线的电视环境光系统，该系统包括嵌设在电视内部的信号发送装置、第一耦合单元、信号接收装置以及一个以上的LED驱动单元；所述的信号发送装置和信号接收装置连接在电力线的两端，（备注：图2中的1表示LED灯驱动信号，2表示电力线。）所述信号发送装置与第一耦合单元连接，所述信号接收单元与一个以上的LED驱动单元连接，所述信号发送装置将电视中产生的LED灯驱动信号1经第一耦合单元通过电力线2传输至信号接收装置，信号接收装置连接LED驱动单元，从而实现对LED驱动单元的控制。

如图3所示，所述的信号发送装置包括，处理器单元，用于产生并发送LED驱动信号；第一交换处理单元，用于将LED驱动信号转化为以太网信号；第一调制解调单元，对以太网信号进行调制；该处理器单元、第一交换处理单元和第一调制解调单元依次电性连接，调制后的以太网信号经第一耦合单元耦合到电力线回路上。

该系统还包括第一电力转换单元，所述第一电力转换单元包括第一滤波单元和第一电源调整单元，所述的信号发送装置、第一电源调整单元和第一滤波单元依次电连接，所述的第一滤波单元与电力线连接。

如图4所示，所述的信号接收装置包括，接入单元，其包括接入LED驱动信号的第二耦合单元以及对LED驱动信号进行滤波的第二滤波单元；第二调制解调单元，对接入单元接收的LED驱动信号进行解调；第二交换处理单元，将以太网信号转化为LED驱动信号； 该接入单元、第二调制解调单元和第二交换处理单元依次电性连接，驱动LED灯泡，第二交换处理单元转化后的LED驱动信号通过一个以上的LED驱动单元控制LED灯泡，实现对LED灯亮度和颜色的调整。

该系统还包括第二电力转换单元，所述第二电力转换单元包括第三滤波单元和第二电源调整单元，所述的信号接收装置、第二电源调整单元和第三滤波单元依次电连接，所述的第三滤波单元与电力线连接。

本实用信息中在所述的第二调制解调单元前端还集成有功率调整单元，（该功率调整单元图中未示出）其用来对接入单元接收的LED驱动信号进行功率调整。

为了详述本实用新型，下面对各部件作用做进一步的详述及简要说明其工作原理。

请参阅图3，本实施例中的所述的处理器单元在本实施例中包括信号处理单元和指令控制单元，所述信号处理单元主要是通过当前的音视频信号产生出控制外部LED灯的控制数据信号；所述的指令控制单元向后端设备发送控制信号或接受来自己后端设备回传的控制信息数据，对系统完成指令传送和收集。

所述第一交换处理单元，对处理器单元所发送的数据信号和控制信号进行处理，将信号转化为以太网信号,其包含数据信号采集单元,信号处理单元,以太网信号接入控制单元；并完成对以太网信号的编解码，加密和电平变换等处理；

所述第一调制解调单元主要负责对第一交换处理单元处理后的以太网信号进行调制，并实现 MAC层的控制功能，还可以控制模拟前端的放大系数，采用正交频分复用（Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM）调制技术对信号进行调制，该第一调制解调单元还包含信号放大器OPA电流运算放大器放大信号，确保远传输的信号仍然保持稳定；

所述的第一耦合单元，将经过第一调制解调单元调制后的以太网信号耦合到电力线回路上，本实施例中电力线即普通电力线回路。

所述的第一滤波单元对电流进行滤去噪声，该实施例中主要是电力线上面的调制信号。

    所述的第一电源调整单元，对经过第一滤波单元的电力信号进行降压和交直流变换提供对应系统模块需要的电压，供系统进行工作，该实施例中主要是对智能电视系统提供电力支持。

     请参阅图4，本实施例中，所述的信号接收装置其实是一个将信号处理的逆过程，主要是将在电力线上的信号接收下来，并且还原成为实际控制LED灯的驱动控制信号，完成信号的传送。

    所述接入单元包括第二耦合单元和第二滤波单元，主要是将电力线上面的LED灯驱动控制信号耦合到后端进行处理并对其他信号进行滤除，起隔离和提取信号的功能；

     所述的第二调制解调单元，主要负责对接入单元的处理后的以太网调制信号进行解调，并实现 MAC层的控制功能，还可以控制模拟前端的放大系数，将调制信号还原为以太网信号；

所述的第二交换处理单元，主要完成对以太网信号的编解码，解密和电平变换等处理，并将以太网信号转化为LED灯的控制驱动数据信号；

所述的LED驱动单元，接收到交换处理单元送过来的LED灯控制信号，将LED灯信号变成实际驱动控制LED灯亮度和颜色调整的电流或电压信号。

    所述的第三滤波单元，对电流进行滤除噪声，该实施例主要是滤除电力线上面的调制信号；

所述的第二电源调整单元，对经过第三滤波单元的电力信号进行降压和交直流变换提供对应系统所需要的电压，供系统进行工作，该实施例主要是驱动接收端各个单元以及为LED驱动提供电力支持；

下面简述本系统的工作原理：请结合图2--4参阅。

电视的主芯片信号单元作为整个系统的信号源端，其提供需要传输的控制信号和驱动LED灯的数据信号；第一交换处理单元对处理器单元所发送的数据信号和控制信号进行处理，将信号转化为以太网信号,其包含数据信号采集单元,信号处理单元,以太网信号接入控制单元；对信号进行数据格式变换,压缩处理,输出序列化,抗干扰处理后送往以太网信号接入控制单元,以太网信号接入控制单元将数据码流打包成为符合网络数据格式码流的以太网信号；并完成对以太网信号的编解码，加密和电平变换等处理；经过这些处理后发送到第一调制解调单元对信号进行调制，实现基带信号到到调制信号的调制，第一调制解调单元采用正交频分复用（Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM）调制技术,保证了信号的完整性；调制信号送到第一耦合单元，第一耦合单元将调制信号耦合到电力线回路，实现了环境光控制和数据信号在电力线回路上进行传播。

同样，系统还从电力线接收电力信号为系统提供电力支持，电力电流经过第一滤波单元，将电力线上面的调制信号和其他噪声信号进行滤除，然后送往第一电源调整单元，第一电源调整单元会将电力线上面的电源信号转化为电视系统所需要的电源信号，为系统提供电力支持。

所述第一交换处理单元具有自适应采集编码能力，即可以根据当前音视频数据量进行智能的选择采集速度和压缩编码率。

在接收端，电力线上面搭载控制环境光LED灯的数据和控制信号的调制信号，接入单元从电力线上面将调制信号提取出来送到后面线路进行处理，接入单元包含第二耦合单元和第二滤波单元，第二耦合单元将电力线上面的信号耦合到后端，送往第二滤单元进行去噪声，滤去杂讯，将需要的调制信号提取出来；被接入单元提取出来的LED控制信号的调制信号送往第二调制解调单元进行解调，经过第二调制解调单元解调出来以太网信号，所述第二调制解调单元前端较优的集成一功率调整单元，根据系统需求自适应对前端的调制信号进行功率调整，以满足后端继续处理的功率需求；以太网信号再送往第二交换处理单元，第二交换处理单元完成对以太网的解码，解密以及信号电平转换；第二交换处理单元还将以太网信号解压缩，编解码，数据格式转换等处理使其还原为LED灯的控制指令和数据信号；被还原的控制指令和数据信号再送往LED驱动模块，驱动LED灯泡，改变LED灯的电流或者电压，实现亮度和颜色的调整。

同样，系统还从电力线接收电力信号为系统提供电力支持，电力电流经过第三滤波单元，将电力线上面的调制信号和其他噪声信号进行滤除，然后送往第二电源调整单元，第二电源调单元块会将电力线上面的电源信号转化为接收端系统所需要的电源信号，并为驱动LED灯提供电力支持。

本实用新型利用电力线技术对电视控制外部环境光设备的信号传输，有效的解决目前无线传输中的辐射，信号衰减，受周围无线环境影响等问题以及有线布线的复杂问题。

Claims (6)

1. 基于电力线的电视环境光系统，其特征在于：该系统包括嵌设在电视内部的信号发送装置、第一耦合单元、信号接收装置以及一个以上的LED驱动单元；所述的信号发送装置和信号接收装置连接在电力线的两端，所述信号发送装置与第一耦合单元连接，所述信号接收单元与一个以上的LED驱动单元连接，所述信号发送装置将电视中产生的LED灯驱动信号经第一耦合单元通过电力线传输至信号接收装置，信号接收装置连接LED驱动单元。

2.根据权利要求1所述的基于电力线的电视环境光系统，其特征在于：所述的信号发送装置包括，

处理器单元，产生并发送LED驱动信号；

第一交换处理单元，将LED驱动信号转化为以太网信号；

第一调制解调单元，对以太网信号进行调制；

该处理器单元、第一交换处理单元和第一调制解调单元依次电性连接，调制后的以太网信号经第一耦合单元耦合到电力线回路上。

3. 根据权利要求1或2所述的基于电力线的电视环境光系统，其特征在于：该系统还包括第一电力转换单元，所述第一电力转换单元包括第一滤波单元和第一电源调整单元，所述的信号发送装置、第一电源调整单元和第一滤波单元依次电连接，所述的第一滤波单元与电力线连接。

4.根据权利要求1所述的基于电力线的电视环境光系统，其特征在于：所述的信号接收装置包括，

接入单元，其包括接入LED驱动信号的第二耦合单元以及对LED驱动信号进行滤波的第二滤波单元；

第二调制解调单元，对接入单元接收的LED驱动信号进行解调；

第二交换处理单元，将以太网信号转化为LED驱动信号；

 该接入单元、第二调制解调单元和第二交换处理单元依次电性连接，驱动LED灯泡，第二交换处理单元转化后的LED驱动信号通过一个以上的LED驱动单元控制LED灯泡，实现对LED灯亮度和颜色的调整。

5.根据权利要求1或4所述的基于电力线的电视环境光系统，其特征在于：该系统还包括第二电力转换单元，所述第二电力转换单元包括第三滤波单元和第二电源调整单元，所述的信号接收装置、第二电源调整单元和第三滤波单元依次电连接，所述的第三滤波单元与电力线连接。

6.根据权利要求4所述的基于电力线的电视环境光系统，其特征在于：所述的第二调制解调单元前端还集成有功率调整单元，对接入单元接收的LED驱动信号进行功率调整。