基于云平台的照明光通信监控系统

1.本实用新型涉及数据监控技术领域，特别涉及基于云平台的照明光通信监控系统。


背景技术：

2.隧道是交通运行中常见的一种道路形式，进入隧道后，由于外界的光线不能照射进来，所以需要在隧道内安装照明系统，但隧道内的照明系统众多，会耗费大量的电力，且巡检人员难以及时排查照明系统的运行状态，当照明系统发生故障时，则不能及时采取修理措施。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供基于云平台的照明光通信监控系统。
4.为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：
5.基于云平台的照明光通信监控系统，包括风光混合供电单元、可见光通信单元、主控单元、服务器，所述风光混合供电单元为可见光通信单元、主控单元供电，所述可见光通信单元用于为隧道提供照明，所述主控单元用于获取风光混合供电单元、可见光通信单元的运行数据，并上传至服务器。
6.在本方案中，利用风能和太阳能作为能源动力，将其与可见光通信单元结合起来为隧道提供照明，为过往的车辆提供一个安全舒适的环境；主控单元实时获取风光混合供电单元、可见光通信单元的运行数据，并上传至服务器，用户可通过服务器查询系统的运行数据，从而做出相应措施，在降低人工成本的同时，又能起到方便管理、保护环境的作用，此系统既能提高安全性，又符合经济节能的标准，是高效智能的照明光通信监控系统。
7.更进一步地，所述可见光通信单元包括信道发送端，所述信道发送端包括音频传感器、数字调制器、驱动电路、可见光源，所述数字调制器将音频传感器发送的音频数据调制为ppm波信号，驱动电路根据ppm波信号和风光混合供电单元驱动可见光源为隧道提供照明。
8.在本方案中，由于有些隧道内的车流量比较少，并不是时刻都有车辆通过，因此射在音频传感器获取车辆的声音，以判断是否有车辆经过，当车辆经过时，可见光源提高照明亮度，当没有车辆经过时，可见光源适当降低照明亮度，能够节约能源。
9.更进一步地，所述信道发送端还包括信道编码器，所述信道编码器将音频传感器发送的音频数据转换为基带信号，数字调试器将信道编码器转换的基带信号调制为ppm波信号。
10.更进一步地，所述可见光通信单元还包括信道接收端，所述信道接收端包括光电检测模块、调理电路、数字解调器，所述光电检测模块采集可见光源的光照强度并转换为电信号，通过调理电路对电信号进行处理后，经数字解调器解调为基带信号作为可见光源的
运行数据输出至所述主控单元。
11.在本方案中，为了获取可见光通信单元的运行数据，使用光电检测模块采集可见光源的光照强度，从而转换为电信号，根据电信号即可得到可见光源的照明程度。所述音频传感器可直接与主控单元连接，当音频传感器检测到有车辆经过时，可见光源还没有提高照明亮度，则说明音频传感器或可见光源发生了故障，需要及时采取修理措施。
12.更进一步地，所述调理电路包括前置放大器、带通滤波器，所述前置放大器对光电检测模块转换的电信号进行放大，并经带通滤波器去除噪音后发送至数据解调器。
13.更进一步地，所述风光混合供电单元包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组，所述风力发电机、太阳能电池板为蓄电池组充电，所述蓄电池组为可见光通信单元、主控单元供电供电。
14.在本方案中，主要通过风力发电机、太阳能电池板所产生的风能和太阳能转换为电能为蓄电池组充电，从而蓄电池组为可见光源、主控单元供电，所述蓄电池组可以为多个蓄电池，依顺序为多个蓄电池充电，以便于夜间有足够的电能供电。
15.更进一步地，所述主控单元连接有数据采集单元，所述数据采集单元包括风力传感器、太阳能板光强传感器、蓄电池传感器，所述风力传感器用于采集风力发电机处的风力，所述太阳能板光强传感器用于采集太阳能电池板处的光照强度，所述蓄电池传感器用于采集蓄电池的电量。
16.在本方案中，所述风力传感器、太阳能板传感器、蓄电池传感器所采集的数据作为风光混合供电单元的运行数据发送至主控单元。
17.更进一步地，所述主控单元连接有gprs模块，通过gprs模块将获取的运行数据上传至服务器，所述服务器将运行数据上传至云平台。
18.在本方案中，可预设gprs模块的工作时间，比如gprs模块定时打包主控单元上传的运行数据，其余时间都处于休眠状态，以节约能耗。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
20.本方案利用风能和太阳能作为能源动力，将其与可见光通信单元结合起来为隧道提供照明，为过往的车辆提供一个安全舒适的环境；主控单元实时获取风光混合供电单元、可见光通信单元的运行数据，并上传至服务器，用户可通过服务器查询系统的运行数据，从而做出相应措施，在降低人工成本的同时，又能起到方便管理、保护环境的作用，此系统既能提高安全性，又符合经济节能的标准，是高效智能的照明通信监控系统。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
22.图1为本实用新型实施例照明光通信监控系统的模块框图；
23.图2为本实用新型实施例可见光通信单元的模块框图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.本实用新型通过下述技术方案实现，如图1所示，基于云平台的照明光通信监控系统，包括风光混合供电单元、可见光通信单元、主控单元、服务器，所述风光混合供电单元为可见光通信单元、主控单元供电，所述可见光通信单元用于为隧道提供照明，所述主控单元用于获取风光混合供电单元、可见光通信单元的运行数据，并上传至服务器。
27.其中，所述风光混合供电单元包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组，所述风力发电机、太阳能电池板可设置在隧道的外部，将风能、太阳能转换为电能为蓄电池组充电，蓄电池组为可见光通信单元、主控单元供电。
28.所述主控单元可连接数据采集单元，用于采集风光混合供电单元的运行数据，比如所述数据采集单元包括风力传感器、太阳能板光强传感器、蓄电池传感器。所述风力传感器用于采集风力发电机处的风力，所述太阳能板光强传感器用于采集太阳能板处的光照强度，所述蓄电池传感器用于采集蓄电池的电量。
29.请参见图2，所述可见光通信单元包括信道发送端、信道接收端，所述信道发送端包括音频传感器、信道编码器、数字调制器、驱动电路、可见光源，所述信道接收端包括光电检测模块、前置放大器、带通滤波器、数字解调器。所述音频传感器设置在隧道内，获取进入隧道内的车辆声音，由于有些隧道可能车流量比较少，因此设置音频传感器采集隧道内车辆的声音。音频传感器将采集的数据发送至信道编码器转换为基带信号，数字调试器将信道编码器转换的基带信号调制为ppm波信号。由于ppm波信号的功率比较小，不能直接驱动可见光源，因此需要风光混合供电单元共同使驱动电路驱动可见光源为隧道提供照明。
30.为采集可见光通信单元的运行数据，通过光电检测模块采集可见光源的光照强度并将其转换为电信号，所述光电检测模块可使用光敏元件。由于光电检测模块转换的电信号比较微弱，因此加入前置放大器对光电检测模块转换的电信号进行放大，同时加入带通滤波器对电信号中的噪音进行滤除。最后经数字解调器解调为基带信号作为可见光源的运行数据输出至所述主控单元。
31.所述数字调制器、数字解调器可以为stm系列的型号为stm32f103rbt6的单片机，其拥有高性能、超低功耗、低成本、集成度高、自带a/d转换功能等特点。此外，该单片机有9个通信接口，3个usart通讯口，可实现调制解调控制的功能。
32.所述前置放大器可以为lm393电路，光敏元件作为lm393的同向输入端，当光敏元件探测到可见光源的光照后，会根据可见光源的光照强度输出不同电压的电信号，此时lm393的同向输入端会低于反向输入端的电压，lm393输出低电平，输出的该低电平电流值
比较微弱，但经lm393后则可以将电信号放大。
33.因此所述主控单元接收数据采集单元发送的风光混合供电单元的运行数据，以及数字解调器发送的可见光源的运行数据，主控单元连接有gprs模块，通过gprs模块将获取的运行数据上传至服务器。服务器连接到云平台，客户端通过登录云平台查询获取上传的运行数据，则用户可在客户端查询到运行数据后得知系统的运行情况，从而做出相应的措施。本方案不对具体的运行情况做出怎样的措施进行限定，可视情况而定。
34.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。