一種基于多網融合的智能節能窗簾制造技術

本發明專利技術公開了一種基于多網融合的智能節能窗簾，包括自動窗簾、光探測器、多個網絡用具、中央處理器、接收天線、光探測器、信號處理電路、電源電路、LED燈現場可編程門陣列電路、電源電路；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。所述光探測器用于將網絡信號轉換為LED光信號，所述多個網絡用具上分別設置有光檢測模塊，用于接收所述LED光信號。所述基于可見光通信的家庭網絡系統能夠簡化通信光源布線，將可見光通信技術、電力線載波通信技術融合現有家庭網絡。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及家庭網絡
，尤其是一種基于可見光光通信的家庭網絡系統。
技術介紹
太陽能（solar energy），是指太陽的熱輻射能（參見熱能傳播的三種方式），主要表現就是常說的太陽光線。在現代一般用作發電或者為熱水器提供能源。自地球上生命誕生以來，就主要以太陽提供的熱輻射能生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為制作食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發展。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式，太陽能發電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風能、化學能、水能等。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。在現有的無線技術當中，除去基于電磁波傳輸信息的傳統射頻通信外， 還有基于光的無線通信，其中，有基于紅外激光等的通信技術，還有基于可見光的無線通信技術。可見光通信技術，是利用發光的二極管發出的肉眼覺察不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息的。將需要傳輸的數據加載到光載波信號上，并進行調制，然后利用光電轉換器件接收光載波信號并解調以獲取信息。可見光通信系統能夠覆蓋燈光所能達到的范圍，不需要電線連接。光通信技術具有極大的發展前景，將為光通信提供一種全新的高速數據接入方式。LED燈具有亮度高、壽命長、性能穩定、節省能源等優點，它將成為下一代的照明工具。由于的高靈敏度和線性調制特性，因此照明系統具有傳輸信號的能力。與傳統的紅外和無線電通信相比，可見光通信具有發射功率高、無電磁干擾、無需申請頻譜資源和室內不會出現數據泄漏等優點。照明燈無線通信能夠在照明的同時實現通信功能，既節能又減少了重復投資，因此，可見光通信系統具有顯著的研究意義和較大的發展前景，已被公認為一種新興的短距離高速無線通信系統。家庭網絡（Home Network）是融合家庭控制網絡和多媒體信息網絡于一體的家庭信息化平臺，是在家庭范圍內實現信息設備、通信設備、娛樂設備、家用電器、自動化設備、照明設備、保安（監控）裝置及水電氣熱表設備、家庭求助報警等設備互連和管理，以及數據和多媒體信息共享的系統。涉及到了電信、家電、IT等行業。同時，家庭網絡系統是現代智能家居的基礎。
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，提供了一種能夠簡化通信光源布線，將可見光通信技術、電力線載波通信技術融合現有家庭網絡的基于可見光通信的家庭網絡系統。為實現上述專利技術目的，提出了如下技術方案：包括中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路、自動窗簾、光探測器、信號調制控制設備、LED 燈、接收天線、信號處理電路、多個網絡用具；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；所述自動窗簾包括微處理器、功率控制電路、信號測量電路、電源轉換電路、光接收模塊，所述微處理器接收所述光接收模塊獲得的控制指令，根據所述控制指令，控制電路實現自動窗簾的通電和斷電；所述功率控制電路包括繼電器，所述微處理器發出控制信號，控制繼電器的開合來改變負載的供電，所述繼電器的容量要高于負載的最大功率，所述繼電器回路還包括二極管和電容器件，用于吸收開合瞬間的反向電流和高壓；所述信號測量電路與功率控制電路連接，獲得自動窗簾的電壓、電流強電信號先通過分壓電阻、錳銅片轉換為弱電信號，再輸入給專用的計量芯片，完成多路電壓電流有效值、功率等計算，生成的數據輸送到微處理器；所述電源轉換電路將220V的交流電壓進行AC-DC變換， 輸出電路系統中需要的直流電壓。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，其中，所述自動窗簾通過寬帶接入裝置與外部網絡連接，然后與個人消費終端連接；所述自動窗簾還設置有備用接口，用于各種擴展應用的安裝與連接；所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號調制控制設備、LED 燈、接收天線、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；所述接收天線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；所述探照燈和所述接收天線之間是大氣信道，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；所述光探測器通過電力線通信PLC與自動窗簾連接，用于將網絡信號轉換為LED光信號，所述多個網絡用具上分別設置有光檢測模塊，用于接收所述LED光信號；LED和處在其照射范圍內的多個網絡用具組成封閉的單向通信單元；所述各個通信單元通過電力線通信PLC總線與自動窗簾互聯，實現相互獨立的雙向通信。可選的，所述網絡用具或LED也可以通過備用接口連接至其他控制設備。因此，該系統可以方便地嵌入到其他網絡中，構建分布式網絡大系統。家庭網關既要實現內部設備之間的互聯，又要通過各種接口連接外網，實現信息的交互和共享。因此，家庭網關是整個網絡系統的控制中心。家庭網關需具有易于操作的人機交互接口，同時設備要有小巧、低功耗、安裝 方便等特點。所述自動窗簾包括中央處理器及其最小外圍電路、電力線通信PLC模塊、顯示器、觸摸模塊以及外圍接口；所述外圍接口包括供電接口、JTAG接口、以太網接口、USB接口、RS485接口、RS232接口、SPI接口；所述觸摸模塊包括觸摸面板和A/D轉換器，所述中央處理器連接A/D轉換器之后與觸摸面板連接；所述中央處理器還連接有EEPROM存儲器、SDROM存儲器、NORflash閃存；所述中央處理器通過總線緩存器與顯示模塊連接，所述顯示模塊包括顯示控制器、顯示器、NANDflash閃存以VRAM存儲器。所述RS485接口與電力線通信PLC模塊連接，所述電力線通信PLC模塊包括單片機和調制解調器。所發送密鑰為 TTL 電平信號，即+5V 表示高電平“1”，0V 表示低電平“0”；基于 TTL 信號電平特點，選用低成本、小體積 PNP 型貼片三極管 S8550 及其相關外圍器件，構成了LED驅動電路；光鑰匙是基于單片機 STC12C2052AD 設計的一種發送端；光鑰匙可以發送不同的密鑰，所述光鑰匙模塊不是一個簡單的一對一的裝置，而是一個一對多的裝置。所述光探測器包括電力線通信PLC模塊、微控制器模塊、AC/DC恒流驅動模塊；所述LED采用串聯的方式連接，所述微控制器模塊用于橋接電力線通信PLC和 可見光通信VLC；所述AC/DC恒流驅動模塊構成離線反激式恒流源驅動電路，實現350mA本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于多網融合的智能節能窗簾，其特征在于，包括自動窗簾、中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路、多個網絡用具、光探測器、信號調制控制設備、LED?燈、接收天線、信號處理電路；所述自動窗簾包括核心處理器模塊、LED光接收電路、存儲器模塊、?按鍵模塊、電源保護與電平轉換模塊、繼電器模塊；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；所述繼電器模塊包括繼電器電路和行程開關，其中所述行程開關位于自動窗簾軌道上，?通過導線與控制器內部的所述繼電器電路相連；核心處理器通過控制繼電器的通斷實現電源接線點的選擇，所述繼電器模塊包括2個繼電器，通過繼電器的接通或者斷開實現電機的正轉和反轉，從而實現窗簾的打開和關閉；所述2個繼電器回路也分別與?2個行程開關的常閉觸點串聯；當窗簾已經完全打開或關閉時，系統能夠自動將電源斷開，預防碰撞的發生，并可通過行程開關的常開觸點向控制器發出位置信號；所述LED光接收電路接收LED照明燈組的LED通信信號并轉化為控制指令輸送到核心處理器；所述電源保護與電平轉換模塊包括電源保護部分和電平轉換部分，所述電平轉換部分對日常交流市電將?220?V?交流電壓轉換為?5?V?直流電壓輸出；所述電源保護部分是一個與電源輸入端串聯的保險絲；所述按鍵模塊包括一個獨立式按鍵，?用于實現系統重啟和恢復初始設置。...

【技術特征摘要】
1.一種基于多網融合的智能節能窗簾，其特征在于，包括自動窗簾、中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路、多個網絡用具、光探測器、信號調制控制設備、LED 燈、接收天線、信號處理電路；所述自動窗簾包括核心處理器模塊、LED光接收電路、存儲器模塊、 按鍵模塊、電源保護與電平轉換模塊、繼電器模塊；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；所述繼電器模塊包括繼電器電路和行程開關，其中所述行程開關位于自動窗簾軌道上， 通過導線與控制器內部的所述繼電器電路相連；核心處理器通過控制繼電器的通斷實現電源接線點的選擇，所述繼電器模塊包括2個繼電器，通過繼電器的接通或者斷開實現電機的正轉和反轉，從而實現窗簾的打開和關閉；所述2個繼電器回路也分別與 2個行程開關的常閉觸點串聯；當窗簾已經完全打開或關閉時，系統能夠自動將電源斷開，預防碰撞的發生，并可通過行程開關的常開觸點向控制器發出位置信號；所述LED光接收電路接收LED照明燈組的LED通信信號并轉化為控制指令輸送到核心處理器；所述電源保護與電平轉換模塊包括電源保護部分和電平轉換部分，所述電平轉換部分對日常交流市電將 220 V 交流電壓轉換為 5 V 直流電壓輸出；所述電源保護部分是一個與電源輸入端串聯的保險絲；所述按鍵模塊包括一個獨立式按鍵， 用于實現系統重啟和恢復初始設置。2.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，其中，所述自動窗簾通過寬帶接入裝置與外部網絡連接，然后與個人消費終端連接；所述自動窗簾還設置有備用接口，用于各種擴展應用的安裝與連接；所述中央處理器連接光鑰匙模塊、信號調制控制設備、LED 燈、接收天線、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；所述接收天線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；所述探照燈和所述接收天線之間是大氣信道，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；所述光探測器通過電力線通信PLC與自動窗簾連接，用于將網絡信號轉換為LED光信號，所述多個網絡用具上分別設置有光檢測模塊，用于接收所述LED光信號；LED和處在其照射范圍內的多個網絡用具組成封閉的單向通信單元；所述各個通信單元通過電力線通信PLC總線與自動窗簾互聯，實現相互獨立的雙向通信。3.根據權利要求1所述的一種基于多網融合的智能節能窗簾，其特征在于，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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王燁，
申請(專利權)人：蘇州杰姆斯特機械有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32