基于LiFi技术的城市路灯管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其包含分布于城市道路上的路灯；所述路灯为LED路灯；还包含：LiFi基站；所述LiFi基站包含光纤链路，所述LiFi基站用于建立访问端与互联网端的连接，处理电信号，接收和/或发送电信号；?集中控制室；通过互联网与所述LiFi基站通讯，所述集中控制室内设置服务器和显示屏；控制器；安装于所述LED路灯上，用于控制LED路灯的工作；所述LED路灯上安装有监控摄像头；所述监控摄像头与所述控制器通讯连接；所述LED路灯上设置有光电通讯装置；所述光电通讯装置包括：LED驱动器；LED；PIN光电二极管；跨阻放大器；所述控制器通过接收端与所述LED路灯的光电通讯装置通讯连接。
【专利说明】
基于L i F i技术的城市路灯管理系统
技术领域
[0001]本发明涉及城市路灯管理系统，具体用于城市道路的路灯的集中控制。
【背景技术】
[0002]现有技术中，城市道路的路灯大都选用了LED路灯;LED路灯节能环保寿命长;现有的城市道路的路灯控制还是分散式的，每个路灯一个控制器;需要在现场调试;工作量非常大；
与此同时，可见光通讯(Light Fidelity)已经逐渐成熟，已经在实验室完全实现了接入一盏IW的LED灯珠，灯光下4台电脑即可上网的功能，且最高速率达到3.25G。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其通过可见光通讯实现了城市路灯的集中控制；提升了效率和监控的可靠性。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现:
基于LiFi技术的城市路灯管理系统，包含分布于城市道路上的路灯;所述路灯为LED路灯;还包含:
-LiFi基站;所述LiFi基站包含光纤链路，所述LiFi基站用于建立访问端与互联网端的连接，处理电信号，接收和/或发送电信号；
-集中控制室;通过互联网与所述LiFi基站通讯，所述集中控制室内设置服务器和显示屏；
-控制器;安装于所述LED路灯上，用于控制LED路灯的工作；
所述LED路灯上安装有监控摄像头;所述监控摄像头与所述控制器通讯连接；
所述LED路灯上设置有光电通讯装置;所述光电通讯装置包括:
-LED驱动器:通过传输总线连接LiFi基站，输出控制信号；
-LED:接收LED驱动器的控制信号，根据电信号特定序列模式发出光信号；
-PIN光电二极管:接收光信号，转换为电信号；
-跨阻放大器:通过传输总线连接LiFi基站，接收PIN光电二极管的电信号，输出至LiFi 基站(100);
所述控制器通过接收端与所述LED路灯的光电通讯装置通讯连接;所述接收端包含依次连接的光电检测模块、放大模块和解调模块，光电检测模块将接收到的光信号处理后，再经放大模块放大后得到放大信号，解调模块将所述放大信号解调为数据信号并输出。
[0005]本发明的优选实施方式和进一步的改进点如下:
(I)所述控制器还包含储存有每一个LED路灯的唯一标识的定位识别模块，所述定位识别模块通过发射端与所述LED路灯的光电通讯装置通讯;所述发射端包含包括依次连接的调制模块、信号转换模块和LED光源模块，调制模块将输LED路灯的唯一标识调制后得到调制信号，信号转换模块将所述调制信号转换为LED调光信号，LED光源模块接收到所述LED调光信号后，以一定的频率闪烁;闪烁信号被所述LED路灯的PIN光电二极管接收。
[0006]进一步的是:所述LED路灯的唯一标识包含对应的LED路灯的位置信息、监控摄像头的位置新型。
[0007](2)所述光纤链路，包括信号发射通路和信号接收通路；所述的光电通讯装置和LiFi基站，在光通讯过程中，使用IEEE802.15.7协议定义物理层和媒体存取控制层。
[0008](3)光电检测模块包括光传感器和高通滤波器，所述光传感器接收到的光信号经所述高通滤波器处理后得到高频信号。
[0009]进一步的是:所述光传感器由PIN、APD、(XD和/或CMOS感应器构成。
[0010]进一步的是:每一个LED路灯的唯一标识预先储存在集中控制室的定位服务器端。[0011 ] (4)还包含与所述LED路灯的光电通讯装置相互通讯的访问终端;所述访问终端包含与所述光电通讯装置无线通讯的接收端;所述接收端与所述控制器的接收端结构相同；所述访问终端还包含有用于测量方向信息的陀螺仪和用于测量移动距离信息的加速度传感器;所述访问终端通过发射端传送所述方向信息和移动距离信息至所述LED路灯的光电通讯装置;所述访问终端的发射端与所述控制器的发射端结构相同。
[0012]进一步的是:所述访问终端为手机或平板电脑。
[0013]本发明有益效果是:
本发明公开了基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其包含:
LiFi基站；LiFi基站作为中继，能够实现互联网的接入和控制信号的发出，分布式的管理，非常便于扩展。
[0014]集中控制室;集中控制室一般设于目前的城市监控中心，提供视频信息监控和对路灯控制的集中发出;集中化控制大大提升了效率，节省了人力成本；
所述LED路灯上安装有监控摄像头;所述监控摄像头与所述控制器通讯连接;控制器通过接收端接收集中控制室的控制名称，监控摄像头和控制器均能被远程控制，避免了高成本的控制线路的铺设;需要说明的是，本发明所需要提供的电能都取自LED路灯，非常方便。
[0015]所述LED路灯上设置有光电通讯装置;所述光电通讯装置能够实现光信号的发出和接收，最终与LiFi基站进行通讯，实现互联网的接入，每个LED路灯都成为了一个有效的可见光通讯单元;LED的可见光通讯系统更加的可靠和高效；同时每个LED路灯的光电通讯装置均为双向结构，可以发射光信号和接收光信号，非常有助于功能拓展以及其他手机等访问终端的接入；
本发明的控制器通过接收端与所述LED路灯的光电通讯装置通讯连接;控制器通过可靠的命令接收来实现集中控制室的远程控制，该远程控制由于存在控制器与监控摄像头的连接，也实现了对监控摄像头的远程控制，功能强大，非常有助于智慧城市的实现。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的一种【具体实施方式】的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0018]如图1所示，其示出了本发明的【具体实施方式】，基于LiFi技术的城市路灯管理系统，包含分布于城市道路上的路灯;所述路灯为LED路灯;还包含:
-LiFi基站;所述LiFi基站包含光纤链路，所述LiFi基站用于建立访问端与互联网端的连接，处理电信号，接收和/或发送电信号；
-集中控制室;通过互联网与所述LiFi基站通讯，所述集中控制室内设置服务器和显示屏；
-控制器;安装于所述LED路灯上，用于控制LED路灯的工作；
所述LED路灯上安装有监控摄像头;所述监控摄像头与所述控制器通讯连接；
所述LED路灯上设置有光电通讯装置;所述光电通讯装置包括:
-LED驱动器:通过传输总线连接LiFi基站，输出控制信号；
-LED:接收LED驱动器的控制信号，根据电信号特定序列模式发出光信号；
-PIN光电二极管:接收光信号，转换为电信号；
-跨阻放大器:通过传输总线连接LiFi基站，接收PIN光电二极管的电信号，输出至LiFi 基站(100);
所述控制器通过接收端与所述LED路灯的光电通讯装置通讯连接;所述接收端包含依次连接的光电检测模块、放大模块和解调模块，光电检测模块将接收到的光信号处理后，再经放大模块放大后得到放大信号，解调模块将所述放大信号解调为数据信号并输出。
[0019]作为本发明的一种优选实施例:所述控制器还包含储存有每一个LED路灯的唯一标识的定位识别模块，所述定位识别模块通过发射端与所述LED路灯的光电通讯装置通讯；所述发射端包含包括依次连接的调制模块、信号转换模块和LED光源模块，调制模块将输LED路灯的唯一标识调制后得到调制信号，信号转换模块将所述调制信号转换为LED调光信号，LED光源模块接收到所述LED调光信号后，以一定的频率闪烁；闪烁信号被所述LED路灯的PIN光电二极管接收。本实施例实现了 LED路灯的定位，可以在集中控制室准确的掌控每一个唯一的LED路灯的具体工作状况，非常有助于城市的集中管理以及路灯的可靠即时维护。
[0020]作为本发明的一种优选实施例:所述LED路灯的唯一标识包含对应的LED路灯的位置信息、监控摄像头的位置新型。
[0021]作为本发明的一种优选实施例:所述光纤链路，包括信号发射通路和信号接收通路;所述的光电通讯装置和LiFi基站，在光通讯过程中，使用IEEE802.15.7协议定义物理层和媒体存取控制层。在一种具体实施例中，所述的信号发射通路，包括ASIC:至少输出两个电信号，每个电信号速率至少大于lGbps/s ;均衡器:通过超高速以太网接口XLAUI连接ASIC，接收电信号；CDR&解串器:接收均衡器补偿后的电信号，进行时钟与数据恢复并解串；相位补偿器:接收CDR&解串器的电信号，在动态与静态电信号间进行相位拟合；串行器:接收相位补偿器拟合后的电信号，输出串行电信号；去加重驱动器:接收串行器的电信号，进行去加重和放大操作，输出电信号;FPGA:通过物理介质关联层接口PMD连接去加重驱动器。所述的信号接收通路，包括FPGA:接收路灯上传的电信号；均衡器:接收FPGA发出对应信号发射通路中均衡器的电信号;CDR:接收均衡器补偿后的电信号，进行时钟与数据恢复；多路转换器:接收经CDR恢复后的电信号，输出至少两个半速电信号；去加重驱动器:接收多路转换器的半速电信号，进行去加重和放大操作；ASIC:通过超高速以太网接口XLAUI连接去加重驱动器，至少接收两个半速电信号。
[0022]作为本发明的一种优选实施例:光电检测模块包括光传感器和高通滤波器，所述光传感器接收到的光信号经所述高通滤波器处理后得到高频信号。
[0023]作为本发明的一种优选实施例:所述光传感器由PIN、APD、CCD和/或CMOS感应器构成。
[0024]作为本发明的一种优选实施例:每一个LED路灯的唯一标识预先储存在集中控制室的定位服务器端。
[0025]作为本发明的一种优选实施例:还包含与所述LED路灯的光电通讯装置相互通讯的访问终端;所述访问终端包含与所述光电通讯装置无线通讯的接收端;所述接收端与所述控制器的接收端结构相同；所述访问终端还包含有用于测量方向信息的陀螺仪和用于测量移动距离信息的加速度传感器;所述访问终端通过发射端传送所述方向信息和移动距离信息至所述LED路灯的光电通讯装置;所述访问终端的发射端与所述控制器的发射端结构相同。本实施例实现了访问终端的接入;访问终端将每一个LED路灯作为一个网络热点接入，提升了城市的网络接入能力，使得人们的生活更加便捷。
[0026]作为本发明的一种优选实施例:所述访问终端为手机或平板电脑。
[0027]上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
[0028]不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
【主权项】
1.基于LiFi技术的城市路灯管理系统，包含分布于城市道路上的路灯;所述路灯为LED路灯;其特征在于，还包含: -LiFi基站;所述LiFi基站包含光纤链路，所述LiFi基站用于建立访问端与互联网端的连接，处理电信号，接收和/或发送电信号； -集中控制室;通过互联网与所述LiFi基站通讯，所述集中控制室内设置服务器和显示屏； -控制器;安装于所述LED路灯上，用于控制LED路灯的工作； 所述LED路灯上安装有监控摄像头;所述监控摄像头与所述控制器通讯连接； 所述LED路灯上设置有光电通讯装置;所述光电通讯装置包括: -LED驱动器:通过传输总线连接LiFi基站，输出控制信号； -LED:接收LED驱动器的控制信号，根据电信号特定序列模式发出光信号； -PIN光电二极管:接收光信号，转换为电信号； -跨阻放大器:通过传输总线连接LiFi基站，接收PIN光电二极管的电信号，输出至LiFi 基站(100); 所述控制器通过接收端与所述LED路灯的光电通讯装置通讯连接;所述接收端包含依次连接的光电检测模块、放大模块和解调模块，光电检测模块将接收到的光信号处理后，再经放大模块放大后得到放大信号，解调模块将所述放大信号解调为数据信号并输出。2.如权利要求1所述的基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其特征在于，所述控制器还包含储存有每一个LED路灯的唯一标识的定位识别模块，所述定位识别模块通过发射端与所述LED路灯的光电通讯装置通讯;所述发射端包含包括依次连接的调制模块、信号转换模块和LED光源模块，调制模块将输LED路灯的唯一标识调制后得到调制信号，信号转换模块将所述调制信号转换为LED调光信号，LED光源模块接收到所述LED调光信号后，以一定的频率闪烁;闪烁信号被所述LED路灯的PIN光电二极管接收。3.如权利要求2所述的基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其特征在于，所述LED路灯的唯一标识包含对应的LED路灯的位置信息、监控摄像头的位置新型。4.如权利要求1所述的基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其特征在于，所述光纤链路，包括信号发射通路和信号接收通路;所述的光电通讯装置和LiFi基站，在光通讯过程中，使用IEEE802.15.7协议定义物理层和媒体存取控制层。5.如权利要求1所述的基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其特征在于，光电检测模块包括光传感器和高通滤波器，所述光传感器接收到的光信号经所述高通滤波器处理后得到高频信号。6.如权利要求5所述的基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其特征在于，所述光传感器由PIN、APD、(XD和/或CMOS感应器构成。7.如权利要求2所述的基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其特征在于，每一个LED路灯的唯一标识预先储存在集中控制室的定位服务器端。8.如权利要求1?7任一所述的基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其特征在于，还包含与所述LED路灯的光电通讯装置相互通讯的访问终端;所述访问终端包含与所述光电通讯装置无线通讯的接收端;所述接收端与所述控制器的接收端结构相同；所述访问终端还包含有用于测量方向信息的陀螺仪和用于测量移动距离信息的加速度传感器;所述访问终端通过发射端传送所述方向信息和移动距离信息至所述LED路灯的光电通讯装置;所述访问终端的发射端与所述控制器的发射端结构相同。9.如权利要求8所述的基于LiFi技术的城市路灯管理系统，其特征在于，所述访问终端为手机或平板电脑。
【文档编号】H04N7/18GK106060141SQ201610425554
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】沈武勇
【申请人】泉州鑫彩贸易有限公司