]所述输出端还包括一个反相器，首先信号经主放大器放大后，最终为双端输出，选择其中一端输出连接一耦合电容将直流分量滤出，保留放大后的高频信号，然后将此信号连接一反相器再进行输出。
[0051]在双端输出中选择正确的一端，不是任意一端都可以，因为两个输出信号是大小相等方向相反的信号，也就是相位差为180°，后端反相器会额外提供180°的相位差，所以这里选择的输出端口应与最开始光探测器感应的信号相位相一致，否则反相信号输出到终端电器，可能会完成不同的指令或者根本毫无反应。
[0052]其中Ml为P沟道增强型MOS管，M2为N沟道增强型MOS管。当输入为高电平时，Ml截止，M2导通，输出近似为O;当输入为低电平时，M2截止，Ml导通，输出近似为VDD，但是当输入电平为VDD\2上下一定范围时，可能会导致两管都开启，输出电压为介于O与VDD之间的一个值，这是不利的，所以在前端的电路的设计上必须保证合理的放大倍数，既不能让自然光等因素在传输数据时产生的电流经放大后达到M2的开启电压，也不能让传输数据O时的信号经放大后达不到一定值使得I开启。因此，最后设置了一反相器。
[0053]当接入反相器后，可以对前端电路放大倍数的要求大大降低，只要高电平放大到约1.3V以上，即可以保证反相器工作在理想状态，可以输出理想的低电平。而放大倍数的降低也使低电平经放大后会比较小，不会使管M2开启，经反相器后输出较为理想的接近电源电压的高电平。反相器的接入使得电路不需要很大的放大倍数，就能输出比较平滑的接近于0V、1.8V的方波，使电路的设计复杂程度大大降低。
[0054]如图9所示，一种利用上述光接收装置的LED照明智能家居网络系统，包括一个接入控制器I，连接于外部网络6;多个白光LED照明光源2连接于接入控制器I;多个光学探测器3，连接于接入控制器I;以及多个用户设备5，连接于多个适配器4，并通过所述多个适配器进行数据的发送和接收。所述接入控制器和适配器中均包含有一个光学无线通信协议模块，该光学无线通信协议模块控制数据帧在自白光LED照明光源到适配器的下行链路以及自适配器到光学探测器的上行链路中进行传输。所述接入控制器用于驱动白光LED照明光源和光学探测器，实现电学信号与光学信号相互转换，且所述接入控制器具备与外部网络数据通信接口，执行数据传输控制协议。所述适配器具有发射光源和光学探测器，且能够驱动自身具有的发射光源和光学探测器，具备与不同用户设备交换数据的接口，执行数据传输控制协议。所述适配器具有的发射光源是符合人眼安全标准的LED或激光器。所述适配器具有的发射光源，其发射的光学信号至少覆盖到一个与接入控制器连接的光学探测器。所述适配器具有的光学探测器至少在一个白光LED照明光源光学信号的覆盖范围内。
[0055]在下行链路中，接入控制器通过外部网络接收远端用户的指令，并根据指令产控制信号。控制信号编码后经由USB-RS485转换模块得到RS-485信号，再通过调制电路将信号加载到照明光源上实现可见光广播。在接收解调端，由适配器光电探测器实现光电信号转换，光电信号经过信号的放大、滤波、整形、解调再生还原为信号，该信号可以直接被单片机读取，还原成控制信号，完成对各种电器的控制。而在上行链路中，当设备有数据要发送时，其数据经过连接的适配器处理，按照一定规则，在某一时间通过适配器的光源发射出去。受限于功耗及人眼安全性问题，适配器的光源功率较小、方向性较强。设备的发射不能被设备和感知监听，只能被接入控制器连接的光学探测器接收到。接入控制器捕获到信号后，立即将数据通过其连接的白光照明光源转发，这时设备和收到该转发信号，于是知道上行信道被占用。接入控制器连接的照明光源和光学探测器有较大的覆盖范围，和接入控制器的接收转发机制保证了网内各接入用户设备的信道监听。
[0056]上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种LED照明智能控制系统的光接收装置，其特征在于，包括光探测器、开关电路、前置放大器、主放大器、滤波电容、反相器;LED灯根据信号指令快速通断，所述光探测器快速响应，对每一次接通都接收并将其转换为电信号，即为高电平，而每次断开即为低电平，然后由后端的开关电路、前置放大器、主放大器、滤波电容、反相器处理，输出稳定的方波信号用于控制家用电器。2.根据权利要求1所述的一种LED照明智能控制系统的光接收装置，其特征在于，所述光探测器为利用井屏蔽衬底载流子的双光电二极管DH)结构。3.根据权利要求1所述的一种LED照明智能控制系统的光接收装置，其特征在于，所述光探测器输出电流在I.5μΑ至3.5μΑ之间，而在关闭顶棚光源且窗帘打开的自然光照射下有约0.2μΑ的输出。4.根据权利要求1所述的一种LED照明智能控制系统的光接收装置，其特征在于，所述开关电路包括P沟道增强型MOS管Ml与N沟道增强型MOS管M2组成第一反相器;P沟道增强型MOS管M3与N沟道增强型MOS管Μ4组成第二反相器;N沟道增强型MOS管Μ5与P沟道增强型MOS管Μ6组成CMOS传输门;&端连接光探测器输出、b端连接后端放大电路输入。5.根据权利要求1所述的一种LED照明智能控制系统的光接收装置，其特征在于，所述前置放大器是跨阻放大器，所述跨阻放大器通过跨接在输入端和输出端的反馈电阻构成电压并联负反馈结构。6.根据权利要求5所述的一种LED照明智能控制系统的光接收装置，其特征在于，在跨阻放大电路上设置有六组不同阻值R与所述开关电路并联，分别为1ΚΩ、5ΚΩ、10ΚΩ、20KΩ、50ΚΩ、100ΚΩ ;当要选用其中一个跨阻时，将这个电阻开关电路的SEL接电源，其余5组开关电路都接地即可实现;所述六个跨阻能保证跨阻放大器在ΙμΑ至20μΑ的宽输入范围内皆可获得理想的输出。7.根据权利要求1所述的一种LED照明智能控制系统的光接收装置，其特征在于，所述主放大器由四个基本差分单元直接耦合组成，并在输出至输入端连接有失调补偿回路。8.根据权利要求1所述的一种LED照明智能控制系统的光接收装置，其特征在于，所述主放大器还包括一差分单元，所述差分单元，为双端输入双端输出。9.根据权利要求1所述的一种LED照明智能控制系统的光接收装置，其特征在于，所述失调补偿回路是RC低通滤波负反馈，在输出与输入端接入RC低通滤波负反馈，消除交流信号;所述输出端还包括一个反相。10.—种利用上述1-9任一项所述的LED照明智能控制系统的光接收装置的LED照明智能家居网络系统，其特征在于，包括一个接入控制器，连接于外部网络;多个白光LED照明光源连接于接入控制器;多个光学探测器，连接于接入控制器;个适配器；以及多个用户设备，连接于多个适配器，并通过所述多个适配器进行数据的发送和接收;所述接入控制器和适配器中均包含有一个光学无线通信协议模块，该光学无线通信协议模块控制数据帧在自白光LED照明光源到适配器的下行链路以及自适配器到光学探测器的上行链路中进行传输；所述接入控制器用于驱动白光LED照明光源和光学探测器，实现电学信号与光学信号相互转换，且所述接入控制器具备与外部网络数据通信接口，执行数据传输控制协议;所述适配器具有发射光源和光学探测器，且能够驱动自身具有的发射光源和光学探测器，具备与不同用户设备交换数据的接口，执行数据传输控制协议;所述适配器具有的发射光源是符合人眼安全标准的LED或激光器;所述适配器具有的发射光源，其发射的光学信号至少覆盖到一个与接入控制器连接的光学探测器;所述适配器具有的光学探测器至少在一个白光LED照明光源光学信号的覆盖范围内。
【专利摘要】本发明公开了一种LED照明智能控制系统的光接收装置，包括光探测器、开关电路、前置放大器、主放大器、滤波电容、反相器；LED灯根据信号指令快速通断，所述光探测器快速响应，对每一次接通都接收并将其转换为电信号，即为高电平，而每次断开即为低电平，然后由后端的开关电路、前置放大器、主放大器、滤波电容、反相器处理，输出稳定的方波信号用于控制家用电器。该光接收装置将智能家居控制系统与照明系统融为一体，通过控制LED照明灯的通断来实现对家用电器设备进行实时控制。
【IPC分类】H04B10/69
【公开号】CN105634618
【申请号】CN201610135970
【发明人】李群星, 万潇熠, 周午贤
【申请人】文成县刀锋科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月10日