可见光室内定位装置的制作方法

1.本实用新型涉及led照明技术领域，具体涉及一种可见光室内定位装置。


背景技术：

2.可见光定位装置实现室内定位是以光波为传输煤质的通信方式，光波和无线电波都是电磁波，光波具有传输频带宽、通信容量大和抗干扰能力强等优点。其中，光波按照其波长的长短可分为红外波、可见光、和紫外线光。可见光室内定位采用可见光led作为光源，实现室内定位，具体地，待传输位置信息首先被编码为数字信号；然后该数字信号被用于调制光源的驱动电流或驱动电压的持续时间或频率，使得光源高频闪烁，然后利用光接收装置进行解码，实现室内可见光定位。
3.相关技术中，如图1所示，在上电的一瞬间，交流电经过恒流源电源转化为直流电直接给灯具正极流过灯具负极，由于断电时q1处于截止状态，vgs＝0v，上电后，vds>0，此时i
d
＝0，会造成lde灯具负端电压急剧增高，出现开机led灯具亮一下后又灭了，等待单片机后续元器件工作后led才会再次常亮。这样的现象会造成模块不连续的工作状态，长时间工作也会引起元器件和灯具损坏。


技术实现要素：

4.本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种可见光室内定位装置，通过将稳压电路的输入端直接与恒流驱动的输出端相连，以使控制开关在上电后处于持续导通状态，避免i
d
出现大电压导致的灯具接连闪烁的情况，延长了灯具的使用寿命。
5.本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种可见光室内定位装置，包括：供电电源、恒流驱动电路、限流电路、dc/dc转换电路、控制芯片、稳压电路和光定位模块，所述光定位模块包括：信号处理电路、控制开关和发光器件，其中，所述供电电源的输出端与所述恒流驱动电路的输入端相连；所述恒流驱动的输出端分别与所述限流电路的一端、所述发光器件的一端相连，所述发光器件的另一端与所述控制开关的第二端相连，所述控制开关的第一端接地；所述限流电路的另一端与所述dc/dc转换电路的电压输入端相连；所述dc/dc转换电路的电压输出端分别与所述控制芯片的输入引脚、所述信号处理电路输入端相连；所述控制芯片的信号输出引脚与所述信号处理电路的输入端相连；所述信号处理电路的输出端与所述稳压电路的输出端相连；所述稳压电路的输入端与所述恒流驱动电路的输出端相连，所述稳压电路的输出端还与所述控制开关的控制端相连，以使所述控制开关在上电后处于持续导通状态。
7.具体地，所述限流电路包括：并联的第一电阻和第二电阻，其中，所述并联的第一电阻和第二电阻的一端与所述恒流驱动电路的输出端相连，所述并联的第一电阻和第二电阻的另一端与所述dc/dc转换电路的输入端相连，其中，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值均为2k。
8.具体地，所述限流电路包括：第三电阻，其中，所述第三电阻的一端与所述恒流驱
动电路的第一输出端相连，所述第三电阻的另一端与所述dc/dc转换电路的输入端相连，其中，所述第三电阻的阻值为1k。
9.具体地，所述dc/dc转换电路包括：dc/dc转换芯片，所述dc/dc转换芯片的电压输入端与所述并联的第一电阻和第二电阻的另一端相连，或者，所述dc/dc转换芯片的电压输入端与所述第三电阻的另一端相连；所述dc/dc转换芯片的输出端与所述控制芯片的输入引脚相连。
10.具体地，所述dc/dc转换芯片的型号为lpd3201，所述控制芯片的型号为stc15f104w。
11.具体地，所述信号处理电路包括：第一三极管，所述第一三极管的控制端与所述dc/dc转换芯片的输出端相连，所述第一三极管的第一端接地；第二三极管，所述第二三极管的控制端与所述控制芯片的信号输出引脚相连，所述第二三极管的第一端与所述第一三极管的第二端相连，所述第二三极管的第二端与所述稳压电路的输出端相连；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述控制芯片的输出引脚相连，所述第四电阻的另一端与所述dc/dc转换芯片的电源输出端相连。
12.具体地，所述稳压电路包括：第五电阻，所述第五电阻的一端与所述恒流驱动电路的输出端相连，所述第五电阻的另一端与所述第二三极管的第二端相连；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第六电阻的另一端接地，其中，所述第五电阻和所述第六电阻之间具有第一节点，所述第一节点与所述控制开关的控制端相连。
13.具体地，所述控制开关为mos管。
14.具体地，所述发光器件为发光二极管，所述发光二极管的负极与所述恒流驱动电路的输出端相连，所述发光二极管的正极与所述控制开关的第二端相连。
15.本实用新型的有益效果：
16.本实用新型通过将稳压电路的输入端直接与恒流驱动的输出端相连，以使控制开关在上电后处于持续导通状态，避免i
d
出现大电压导致的灯具接连闪烁的情况，延长了灯具的使用寿命。
附图说明
17.图1为相关技术中光定位模块的电路图；
18.图2为根据本实用新型实施例的可见光室内定位装置的方框示意图；
19.图3为相关技术中的发光器件的电压波形图；
20.图4为根据本实用新型一个实施例的发光器件的电压波形图；
21.图5为根据本实用新型一个实施例的可见光室内定位装置的电路图；
22.图6为根据本实用新型另一个实施例的可见光室内定位装置的电路图；
23.图7为根据本实用新型又一个实施例的可见光室内定位装置的电路图；
24.图8为根据本实用新型一个实施例的发光器件的电压波形图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
26.图2为根据本实用新型实施例的可见光室内定位装置的方框示意图。
27.如图2所示，本实用新型的可见光室内定位装置可包括：供电电源10、恒流驱动电路20、限流电路30、dc/dc转换电路40、控制芯片50、稳压电路60和光定位模块70，光定位模块70可包括：信号处理电路71、控制开关72和发光器件73。
28.其中，供电电源10的输出端与恒流驱动电路20的输入端相连。恒流驱动20的输出端分别与限流电路30的一端、发光器件73的一端相连，发光器件73的另一端与控制开关72的第二端相连，控制开关72的第一端接地。限流电路30的另一端与dc/dc转换电路40的电压输入端相连。dc/dc转换电路40的电压输出端分别与控制芯片50的输入引脚、信号处理电路71输入端相连。控制芯片50的信号输出引脚与信号处理电路71的输入端相连。信号处理电路71的输出端与稳压电路60的输出端相连。稳压电路60的输入端与恒流驱动电路20的输出端相连，稳压电路60的输出端还与控制开关72的控制端相连，以使控制开关72在上电后处于持续导通状态。
29.具体而言，如图1所示，在上电的一瞬间，交流电经过恒流源电源转化为为直流电后，直接给灯具正极流过灯具负极，由于断电时q1处于截止状态，vgs＝0v，上电后，vds>0，此时id＝0，会造成lde灯具负端电压急剧增高，出现开机led灯具亮一下后又灭了，等待控制芯片后续元器件工作后led才会再次常亮。这样的现象会造成模块不连续的工作状态，长时间工作也会引起元器件和灯具损坏。
30.如图3所示，在开机后0.5s内会出现电压急剧升高的情况，电压值大于供电电源的输出电压范围。为了解决该问题，本申请将从供电电源、家用电源或蓄电池中获取的交流电，通过恒流驱动电路20将交流电转换成直流电之后，直接给控制开关72供电，这样可以保证控制开关持续导通，这样可以避免发光器件的负极是高电压，而正极的输入电压需要经过避免了dc/dc转换电路40、控制芯片50、信号处理电路71之后，才能控制控制开关72(即q1)导通的情况，改进之后的波形如图4所示，其中，由图4可以看出，输入端出现的大电压消失。
31.根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，限流电路30可包括：并联的第一电阻r1和第二电阻r2，其中，并联的第一电阻r1和第二电阻r2的一端与恒流驱动电路20的输出端vinput相连，并联的第一电阻和第二电阻的另一端与dc/dc转换电路的输入端vin相连，其中，第一电阻r1和第二电阻r2的阻值均为2k。
32.具体而言，相关技术中，光定位模块输入端限流电阻过小，即r1和r2的阻值(10ω)过小，上电后，导致电流过大，恒流驱动电路进入保护状态，无法为后续电路提供持续稳定的电压。本申请通过将限流电阻r1和r2的阻值加大，由原来的10ω更换为2k的阻值，这样模块输入端的电流就会变小，恒流驱动电路正常工作，持续为后续光定位模块提供稳定电压。
33.可以理解的是，限流电路可以采用并联电阻，也可以采用单个电阻，在本实用新型的另一个实施例中，限流电路可包括：第三电阻，其中，第三电阻的一端与恒流驱动电路的第一输出端相连，第三电阻的另一端与dc/dc转换电路的输入端相连，其中，第三电阻的阻值为1k。
34.根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，dc/dc转换电路40可包括：dc/dc转换
芯片u1，dc/dc转换芯片u1的电压输入端与并联的第一电阻r1和第二电阻r2的另一端相连，或者，dc/dc转换芯片u1的电压输入端与第三电阻r3的另一端相连；dc/dc转换芯片u1的输出端与控制芯片50的输入引脚相连。其中，dc/dc转换芯片u1的型号可以为lpd3201，控制芯片50的型号可以为stc15f104w。
35.在本实用新型的一个实施例中，如图6所示，信号处理电路70可包括：第一三极管q3，第一三极管q3的控制端与dc/dc转换芯片u1的输出端相连，第一三极管q3的第一端接地；第二三极管q2，第二三极管q2的控制端与控制芯片50的信号输出引脚vlc tx相连，第二三极管q2的第一端与第一三极管q3的第二端相连，第二三极管q2的第二端与稳压电路60的输出端相连；第四电阻r4，第四电阻r4的一端与控制芯片50的电源输出引脚vcc相连，第四电阻r4的另一端与dc/dc转换芯片u1的输出端相连。
36.根据本实用新型的一个实施例，如图6所示，稳压电路60可包括：第五电阻r5，第五电阻r5的一端与恒流驱动电路20的输出端相连，第五电阻r5的另一端与第二三极管q2的第二端相连；第六电阻r6，第六电阻r6的一端与第五电阻r5的另一端相连，第六电阻r6的另一端接地，其中，第五电阻r5和第六电阻r6之间具有第一节点j1，第一节点j1与控制开关72的控制端相连。其中，控制开关72为mos管，记为q1，第一节点j1与q1的控制端相连。
37.在本实用新型的一个实施例中，发光器件73可以为发光二极管，发光二极管的负极与恒流驱动电路20的输出端相连，发光二极管的正极与控制开关72的第二端相连。
38.为了保证控制芯片输出的控制波形的完整性，在本实用新型的一个实施例中，如图7所示，上述的可见光室内定位装置还可包括：延时电路80，其中，延时电路80的一端与控制芯片50的电源输出端相连，延时电路80的另一端与信号处理电路71的一端相连。
39.进一步地在本实用新型的一个实施例中，延时电路包括：第七电阻r7，第七电阻r7的一端与dc/dc转换芯片u1的输出端相连，第七电阻r7的另一端与第一三极管q3的控制端相连；第一电容c1，第一电容的一端与第七电阻的另一端相连，第一电容c1的另一端接地；第八电阻r8，第八电阻r8的一端与第七电阻r7的另一端相连，第八电阻r8的另一端接地；第九电阻r9，第九电阻r9的一端与第七电阻r7的另一端相连，第九电阻r9的另一端接地。
40.具体而言，从供电电源、家用电源或蓄电池中获取电流，通过恒流驱动电路将交流电转换成直流电；dc/dc转换电路从恒流驱动电路获得的输入电压在3v-100v，经dc/dc转换电路输出电压为5v或3.3v。控制芯片的电源端引脚输入5v或3.3v，一端输出给光定位电路，其中，光定位电路包括：光信号处理电路、控制开关、发光器件。通过控制芯片50把dc/dc转换芯片u1输出的电流转换为pmw形式(脉宽调制形式)的光定位信号后输出至信号处理电路71，通过信号处理电路71中的mos管或者三极管放大后再输出至控制开关72，当控制开关72闭合时，发光器件以发光的形式发出光定位信号。
41.通过在控制芯片与信号处理电路之间设置延时电路，来延长单片机pwm波输入到led的时间，确保了波形的完整性。具体地，使第一第三极管q3在延时2-3s后才正常工作，q2在q3之后正常工作，以传送pwm波形给q1，使得发光器件发射出人眼不可见的明暗条纹。由图4中可以看出，3s后电路正常工作，并输出pwm波形。增加延时电路后的延时波形如图8所示。
42.在本实用新型的一个实施例中，可以将日光灯/面板灯/其他led灯具改造，以日光灯为例，将日光灯的驱动电源与灯具之间接入限流电路30、dc/dc转换电路40、控制芯片50、
稳压电路60和光定位模块70，光定位模块70可包括：信号处理电路71、控制开关72，使得灯具的发光器件发射包含目标地址编码的光信号，通过智能终端等光接收设备(摄像装置)接收并解析出可见光定位设备的地址编码，可根据可见光定位设备的地址编码确定可见光定位设备的位置信息，实现厘米级别的精准定位。
43.智能终端设备获取定位信息后，可通过无线网络，将定位信息发送到后台服务器，根据室内地图信息，将此智能终端设备的位置信息与地图信息进行匹配，实现后台服务器定位监控。
44.综上所述，本实用的方案利用可见光定位装置发射出的可见光定位信号，能够同时实现室内可见光定位。例如，在超市利用光定位的高精度定位，做精准的广告推送，增加商品的销量，将设备安装在超市购物篮上，通过灯具的光定位，使其具有定位导航功能，能够快速引导人们到想去的指定位置，节省时间，方便管理。
45.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
47.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
49.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。