CN204761445U - 一种应用于矿井的可见光通信巷道灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于矿井的可见光通信巷道灯，包括：处理器、可见光驱动电路和电源供电电路；其中：电源供电电路为与其相连的可见光驱动电路和处理器提供电源；处理器通过传输线接收矿井上监控中心发送的通信信号，对通信信号进行调制解调生成电信号，并将生成的电信号发送至与其连接的可见光驱动电路；可见光驱动电路接收电信号，将电信号转变为光信号，通过LED灯珠向矿井发送光信号。本实用新型能够提高矿井下通信的通信速率和通信精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿井通信技术领域，尤其涉及一种应用于矿井的可见光通信巷道灯。
背景技术
现有技术中，针对矿下的通信主要采用基于WiFi的双向通信智能信息矿灯，通过WiFi网络实现矿井下矿灯与矿井上监控中心的信息通信。
但是，基于WiFi网络的通信方式，由于WiFi网络具有绕射能力差，存在较大的电磁辐射，传输速度慢且不稳定等特点，井下瓦斯浓度较高、巷道弯曲、特别是塌方事故时，网络通道易被阻断，因此使用WiFi网络存在一定危险性且通信的精度不高。
实用新型内容
本实用新型提供了一种应用于矿井的可见光通信巷道灯，能够提高矿井下通信的通信速率和通信精度。
本实用新型提供了一种应用于矿井的可见光通信巷道灯，包括：处理器、可见光驱动电路和电源供电电路；其中：
所述电源供电电路为与其相连的所述可见光驱动电路和处理器提供电源；
所述处理器通过传输线接收矿井上监控中心发送的通信信号，对所述通信信号进行调制解调生成电信号，并将生成的电信号发送至与其连接的所述可见光驱动电路；
所述可见光驱动电路接收所述电信号，将所述电信号转变为光信号，通过LED灯珠向矿井发送所述光信号。
优选地，所述巷道灯还包括：红外接收电路；
所述电源供电电路与所述红外接收电路相连，为所述红外接收电路提供电源；
所述红外接收电路与所述处理器相连，将接收到的矿井下通信设备发送的红外信号发送至所述处理器；
所述处理器对所述红外信号进行调制解调后，将所述矿井下通信设备发送的红外信号通过传输线传输至矿井上监控中心。
优选地，所述红外接收电路包括：红外接收器、第一滤波电容、信号放大器、第二滤波电容和比较器；其中：
所述红外接收器接收所述红外信号，将接收到的所述红外信号转变为电信号，并将所述电信号发送至与其连接的所述第一滤波电容；
所述第一滤波电容将接收到的电信号进行滤波，并将经过滤波后的电信号发送至与其连接的所述信号放大器；
所述信号放大器将接收到的经过滤波后的电信号进行放大，并将经过放大后的电信号发送至与其连接的所述第二滤波电容；
所述第二滤波电容将接收到的经过放大后的电信号进行二次滤波，并将经过二次滤波后的电信号发送至与其连接的所述比较器；
所述比较器将接收到的电信号进行初始判断，并将判断后的电信号输入与其连接的处理器。
优选地，所述信号放大器的型号为AD811。
优选地，所述比较器的型号为TLV3501AID。
优选地，所述处理器包括ARM9处理器和STM32处理芯片。
包括：处理器、可见光驱动电路、电源供电电路和LED灯珠；其中：
所述电源供电电路为与其相连的所述可见光驱动电路和处理器提供电源；
所述处理器通过传输线接收矿井上监控中心发送的通信信号，对所述通信信号进行调制解调生成电信号，并将生成的电信号发送至与其连接的所述可见光驱动电路；
所述可见光驱动电路接收所述电信号，将所述电信号转变为光信号，通过与其连接的所述LED灯珠向矿井发送所述光信号。
由上述方案可知，本实用新型提供的一种应用于矿井的可见光通信巷道灯，通过处理器通过传输线接收矿井上监控中心发送的通信信号，并对通信信号进行调制解调生产电信号，通过可见光驱动电路将电信号转变为光信号，通过LED灯珠将光信号传输至矿井下，实现了将矿井上的通信信息转变为光信号传输至矿井下。在整个矿井上与矿井下的通信过程中，只需借助矿井中巷道灯的可见光就能够实现通信，无需额外进行网络布线，且不存在网络通信信号差的问题，提高了矿井下通信的通信速率和通信精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例公开的一种应用于矿井的可见光通信巷道灯的结构示意图；
图2为本实用新型公开的可见光驱动电路的电路图；
图3为本实用新型实施例公开的另一种应用于矿井的可见光通信巷道灯的结构示意图；
图4为本实用新型公开的红外接收电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，为本实用新型实施例公开的一种应用于矿井的可见光通信巷道灯，包括：处理器11、可见光驱动电路12和电源供电电路13；其中：
电源供电电路13为与其相连的处理器11和可见光驱动电路12提供电源；
处理器11通过传输线接收矿井上监控中心发送的通信信号，对所述通信信号进行调制解调生成电信号，并将生成的电信号发送至与其连接的可见光驱动电路12；
可见光驱动电路12接收所述电信号，将所述电信号转变为光信号，通过LED灯珠向矿井发送所述光信号。
上述实施例的工作原理为：在矿井上和矿井下进行通信时，应用于矿井下的可见光通信巷道灯中的电源供电电路13为可见光通信巷道灯中的处理器11和可见光驱动电路12提供工作电源。
在通信的过程中，当矿井上需要向矿井下传播信息时，矿井上的监控中心发出需要传播的通信信号，通过传输线将需要传播的信息传输至处理器11，处理器11对接收到得通信信号进行调制解调，即对通信信号进行解码，将通信信号解码为与矿井上监控中心需要传播的通信信号相匹配的电信号，然后将解码得到的电信号发送至巷道灯的可见光驱动电路12。
可见光驱动电路12将接收到的电信号进行光电转换，将电信号转变为光信号，通过巷道灯的LED灯珠将光信号发送至矿井下。矿井下的通信设备可根据巷道灯LED灯珠发出的光信号接收到矿井上监控中心传播的通信信息。
由上述方案可知，本实用新型提供的一种应用于矿井的可见光通信巷道灯，通过处理器通过传输线接收矿井上监控中心发送的通信信号，并对通信信号进行调制解调生产电信号，通过可见光驱动电路将电信号转变为光信号，通过LED灯珠将光信号传输至矿井下，实现了将矿井上的通信信息转变为光信号传输至矿井下。在整个矿井上与矿井下的通信过程中，只需借助已有的电力线以及矿井中巷道灯的可见光就能够实现通信，无需额外进行网络布线，且不存在网络通信信号差的问题，提高了矿井下通信的通信速率和通信精度。
具体的，如图2所示，为上述实施例中的可见光驱动电路的其中一种实现方式。该电路包括：电容C1_4、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、MOS管Q1以及LED发光二极管D1、D2、D3、D4、D5。
电容C1_4和电容C2对输入的22V电压进行滤波，可见光驱动电路电信号得输入端通过电容C3进行隔直处理，通过电阻R1、电阻R2、MOS管Q1对可见光驱动电路的输入进行保护，当输入的电信号为低电平“0”时，MOS管Q1为截止状态，LED发光二极管D1、D2、D3、D4、D5不发光。当输入的电信号为高电平“1”时，MOS管Q1为导通状态，LED发光二极管D1、D2、D3、D4、D5发光。通过LED发光二极管D1、D2、D3、D4、D5承载的高速明暗闪烁信号来传输信息。
具体的，上述实施例中的处理器可以包括ARM9处理器和STM32处理芯片，STM32处理芯片通过IO接口与可见光驱动电路进行连接，实现将调制解调后得到的电信号传输至可见光驱动电路。
具体的，上述实施例中的电源供电电路采用双路电源开关模块，一路输出24V/5A，一路输出5V/1A，同时采用LD1117S33芯片将5V的电源稳压到3.3V，供处理器中的芯片使用。
如图3所示，本实用新型在上述实施例的基础上还公开了一种应用于矿井的可见光通信巷道灯，包括：处理器31、可见光驱动电路32、电源供电电路33和红外接收电路34；其中：
电源供电电路33为与其相连的处理器31、可见光驱动电路32和红外接收电路34提供电源；
处理器31通过传输线接收矿井上监控中心发送的通信信号，对所述通信信号进行调制解调生成电信号，并将生成的电信号发送至与其连接的可见光驱动电路32；
可见光驱动电路32接收所述电信号，将所述电信号转变为光信号，通过LED灯珠向矿井发送所述光信号；
红外接收电路34与处理器31相连，将接收到的矿井下通信设备发送的红外信号发送至处理器31；
处理器31对所述红外信号进行调制解调后，将所述矿井下通信设备发送的红外信号通过传输线传输至矿井上监控中心。
上述实施例的工作原理为：在矿井上和矿井下进行通信时，应用于矿井下的巷道灯中的电源供电电路33为巷道灯中的处理器31、可见光驱动电路32和红外接收电路34提供工作电源。
在通信的过程中，当矿井上需要向矿井下传播信息时，矿井上的监控中心发出需要传播的通信信号，通过传输线将需要传播的信息传输至处理器31，处理器31对接收到得通信信号进行调制解调，即对通信信号进行解码，将通信信号解码为与矿井上监控中心需要传播的通信信号相匹配的电信号，然后将解码得到的电信号发送至巷道灯的可见光驱动电路32。
可见光驱动电路32将接收到的电信号进行光电转换，将电信号转变为光信号，通过巷道灯的LED灯珠将光信号发送至矿井下。矿井下的通信设备可根据巷道灯LED灯珠发出的光信号接收到矿井上监控中心传播的通信信息。
本实施例除了能通过巷道灯将矿井上的信息传递至矿井下的通信设备，还可以将矿井下通信设备的位置信息传递至矿井上的监控中心。
当需要将通信设备的位置信息传递至矿井上时，矿井下的通信设备发出携带通信设备身份信息的红外信号，巷道灯中的红外接收电路34接收红外信号，并将接收到的红外信号发送至处理器31，处理器31将接收到的红外信号进行调制解调，将调制解调后的信号通过传输线传输至矿井上的监控中心。从而监控中心可以得知矿井下通信设备的位置。
由上述方案可知，本实用新型提供的一种应用于矿井的可见光通信巷道灯，通过处理器通过传输线接收矿井上监控中心发送的通信信号，并对通信信号进行调制解调生产电信号，通过可见光驱动电路将电信号转变为光信号，通过LED灯珠将光信号传输至矿井下，实现了将矿井上的通信信息转变为光信号传输至矿井下。在整个矿井上与矿井下的通信过程中，只需借助矿井中巷道灯的可见光就能够实现通信，无需额外进行网络布线，且不存在网络通信信号差的问题，提高了矿井下通信的通信速率和通信精度。同时，通过红外接收电路接收矿井下通信设备发送的携带通信设备身份信息的红外信号，并通过处理器对接收到的红外信号进行调制解调，从而可以得知通信设备位于矿井中的位置，从而实现对通信设备的定位。
具体的，如图4所示，为上述实施例中红外接收电路的其中一种实现方式。该电路包括：红外接收器D2、第一滤波电容C7、信号放大器AD811、第二滤波电容C6和比较器TLV350LAID。首先红外接器D2在接收到红外信号后，通过第一滤波电容C7进行第一次滤波，由于其接收的红外信号比较弱，然后经过信号放大器AD811搭建的跨阻放大器电路，对信号进行放大，然后在经过第二滤波电容C6再次滤波，再经过比较器TLV3501AID进行判决输出。
具体的，上述实施例中的处理器可以包括ARM9处理器和STM32处理芯片，STM32处理芯片通过IO接口与可见光驱动电路进行连接，实现将调制解调后得到的电信号传输至可见光驱动电路。
具体的，上述实施例中的电源供电电路采用双路电源开关模块，一路输出24V/5A，一路输出5V/1A，同时采用LD1117S33芯片将5V的电源稳压到3.3V，供处理器中的芯片使用。
本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种应用于矿井的可见光通信巷道灯，其特征在于，包括：处理器、可见光驱动电路和电源供电电路；其中：
所述电源供电电路为与其相连的所述可见光驱动电路和处理器提供电源；
所述处理器通过传输线接收矿井上监控中心发送的通信信号，对所述通信信号进行调制解调生成电信号，并将生成的电信号发送至与其连接的所述可见光驱动电路；
所述可见光驱动电路接收所述电信号，将所述电信号转变为光信号，通过LED灯珠向矿井发送所述光信号。
2.根据权利要求1所述的巷道灯，其特征在于，还包括：红外接收电路；
所述电源供电电路与所述红外接收电路相连，为所述红外接收电路提供电源；
所述红外接收电路与所述处理器相连，将接收到的矿井下通信设备发送的红外信号发送至所述处理器；
所述处理器对所述红外信号进行调制解调后，将所述矿井下通信设备发送的红外信号通过传输线传输至矿井上监控中心。
3.根据权利要求2所述的巷道灯，其特征在于，所述红外接收电路包括：红外接收器、第一滤波电容、信号放大器、第二滤波电容和比较器；其中：
所述红外接收器接收所述红外信号，将接收到的所述红外信号转变为电信号，并将所述电信号发送至与其连接的所述第一滤波电容；
所述第一滤波电容将接收到的电信号进行滤波，并将经过滤波后的电信号发送至与其连接的所述信号放大器；
所述信号放大器将接收到的经过滤波后的电信号进行放大，并将经过放大后的电信号发送至与其连接的所述第二滤波电容；
所述第二滤波电容将接收到的经过放大后的电信号进行二次滤波，并将经过二次滤波后的电信号发送至与其连接的所述比较器；
所述比较器将接收到的电信号进行初始判断，并将判断后的电信号输入与其连接的处理器。
4.根据权利要求3所述的巷道灯，其特征在于，所述信号放大器的型号为AD811。
5.根据权利要求3所述的巷道灯，其特征在于，所述比较器的型号为TLV3501AID。
6.根据权利要求1所述的巷道灯，其特征在于，所述处理器包括ARM9处理器和STM32处理芯片。
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Cited By (1)
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2015
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