一种光伏语音预警自动控制窗户的制作方法

文档序号:11804905阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种光伏语音预警自动控制窗户,其特征在于,包括;自动窗户、中央处理器、现场可编程门阵列电路、光电检测电路、光控锁模块、光钥匙模块、接收天线、信号处理电路、电源电路、白光LED、可见光传输链路、音频编码解码器、音频输入输出端、电源电路;

所述信号调制设备负责调制生成原始的电信号;所述LED 灯是单色的 LED;所述光探测器是可见光波段响应较好的 CCD光电转换器件;所述接收天线是可变倍数的光学镜头;所述信号处理电路与光探测器相适应,用于视频电信号的处理,以及确定接收光斑的形状、大小和平均接收光功率;所述探照灯和所述接收天线之间是大气信道,光源发出的光通过大气信道进行传输;所述自动窗户包括微控制器、插座开关以及光接收模块,所述光接收模块从LED灯组中接收LED通信信号,对所述LED通信信号处理后获得控制指令,并将所述控制指令输送到微控制器,所述微控制器根据所述控制指令生成插座开关的执行指令,所述插座开关是电磁继电器,所述电磁继电器与插座的加湿装置连接;

所述自动窗户包括微处理器、功率控制电路、信号测量电路、电源转换电路、光接收模块,所述微处理器接收所述光接收模块获得的控制指令,根据所述控制指令,控制电路实现自动窗户的通电和断电;所述功率控制电路包括继电器,所述微处理器发出控制信号,控制继电器的开合来改变负载的供电,所述继电器的容量要高于负载的最大功率,所述继电器回路还包括二极管和电容器件,用于吸收开合瞬间的反向电流和高压;所述信号测量电路与功率控制电路连接,获得自动窗户的电压、电流强电信号先通过分压电阻、锰铜片转换为弱电信号,再输入给专用的计量芯片,完成多路电压电流有效值、功率等计算,生成的数据输送到微处理器;所述电源转换电路将220V的交流电压进行AC-DC变换, 输出电路系统中需要的直流电压;

所述远距离可见光通信系统设备主要包括发射端和接收端;发射端可使用OOK、PPM 等调制方式,光源将调制好的光信号以高速、明暗变化的规律进行发射,采用大功率低束散角阵列 LED 作为光源,由于调制速率在一百比特量级,可以采用单片机配合 C++软件编程进行发射端的软硬件设计,实现字符串的发送;接收端,采用 CCD 作为光探测器,硬件设备使用高帧频100fps 以上、高灵敏度、高响应度 CCD 相机;相机以与光源相同帧频进行拍摄,并且设计软件对CCD 相机进行数据的采集和处理,将调制信号的规律呈现出来,得到相应的灰度值,从而完成信息的传递过程,实现字符串的接收;所述充电插口设置于闭合门的侧端;

所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路;所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路;所述可见光传输链路包括LED驱动电路、LED灯、透镜、PD光敏管和光电检测模块;所述自动窗户是单片机,用于控制所述音频编码解码器进行语音数据的采集和压缩编码,并将采集数据通过串口发送到LED驱动电路,所述LED驱动电路根据指令发出通断信号;光电检测模块控制所述PD光敏管接收光信号并输送到所述自动窗户,所述自动窗户将接收的数据发送给所述音频编码解码器进行解码输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于光通信的门禁语音系统,其特征在于,所述的现场可编程门阵列电路,内部包括可配置逻辑模块CLB、输入输出模块IOB和内部连线三个部分;FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑,每个查找表连接到一个D触发器的输入端,触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O,由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块,这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块;FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的,存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式,并最终决定了FPGA所能实现的功能,FPGA允许无限次的编程。

3.根据权利要求2所述的一种基于光通信的门禁语音系统,其特征在于,所述LED驱动电路中,来自单片机的音频数据通过跨导放大电路放大并转换成电流信号, 通过Bias-T 叠加直流后加载到LED灯上。

4.根据权利要求1所述的一种基于光通信的门禁语音系统,其特征在于,

基于光通信的门禁语音通话系统采用强度调制和直接检测(IM/DD),即LED发射光功率随传输信号变化, 接收端的光电探测器件,如光电二极管(PD)、雪崩二极管(APD)和摄像镜头等,接收强弱变化的光强并转化成电流信号。

5.由于当收发端之间存在直射链路时,直射链路功率占总接收功率的97.6% ,当通信终端的PD位于LED光源之后时,几乎可以忽略发送端光线对自身接收端的干扰影响。

6.根据权利要求4所述的一种基于光通信的门禁语音系统,其特征在于,所述光电检测模块中,第1级的低噪跨阻放大器将电流信号转换成电压信号, 再经过第2级电压放大器后电压幅度可达到2~3V,经电压比较器后输出3.3V的TTL信号, 输入到单片机进行处理。

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