用于温室环境下的通信系统及通信方法与流程

本发明涉及温室技术领域，具体而言，涉及一种用于温室环境下的通信系统和一种用于温室环境下的通信方法。

背景技术：

温室是用于培育喜温植物的设施，通常是以钢架结构为主，温室内的环境一般都是潮湿高温，并且温室的面积也朝着越来越大的方向发展。

随着智能化的发展，温室中的智能化产品也越来越多，由于温室结构和环境的限制，导致目前的多种通信方式并不能很好地适用于温室的环境，比如以总线为主的通信方式，不仅传输距离受到限制，而且施工量大，线缆成本高；又如Wi-Fi和Zigbee等无线通信方式，虽然能够解决使用总线而存在的问题，但是由于温室内复杂的钢架结构，导致电磁波信号容易受到较大的干扰。

技术实现要素：

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的用于温室环境下的通信方案，不仅能够解决采用总线方式进行通信而存在的问题，而且也能够避免采用电磁波信号进行通信而导致干扰较大的问题，同时能够在有效控制成本的前提下保证通信过程的稳定性。

有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种用于温室环境下的通信系统，包括：补光灯，用于向温室内的植物提供光源；信号控制器，连接至所述补光灯，用于控制所述补光灯进行闪烁，以将控制信号转换为光信号进行发送；第一光电转换组件，用于感测所述补光灯的闪烁，并将感测到的光信号转换为所述控制信号；受控设备，连接至所述第一光电转换组件，用于接收所述第一光电转换组件传送的所述控制信号，并基于接收到的控制信号执行相应的操作。

在该技术方案中，通过由信号控制器控制补光灯进行闪烁，以将控制信号转换为光信号进行发送，并设置第一光电转换组件来将感测到的光信号转换为控制信号，然后传送至受控设备，使得在温室环境下，能够通过光通信技术来实现信息的交互，由于光信号受到钢架结构的干扰较小，因此能够保证通信过程的稳定性；而光通信技术也是一种无线通信技术，因此也解决了现有技术中通过总线的方式来进行通信而导致传输距离受限、施工量大、成本较高的问题。同时，由于直接通过信号控制器来控制向温室内的植物提供光源的补光灯来进行信号的转换，因此无需增设新的光源，降低了设备成本，有利于在温室中进行应用和推广。

其中，信号控制器是设置在控制侧的设备，第一光电转换组件是设置在受控设备侧的设备。受控设备包括：传感器(如温度传感器、湿度传感器等)、水泵、风机等温室内常用的设备。

在上述技术方案中，优选地，所述的用于温室环境下的通信系统，还包括：发光源，连接至所述受控设备；其中，所述受控设备在执行所述相应的操作之后，根据执行结果控制所述发光源进行闪烁，以通过光信号发送所述执行结果。

在该技术方案中，通过设置连接至受控设备的发光源，使得能够将受控设备的执行结果反馈至控制侧。

在上述技术方案中，优选地，所述发光源的功率小于所述补光灯的功率，和/或所述发光源的亮度小于所述补光灯的亮度。

在该技术方案中，由于连接至受控设备的发光源仅是用于通过光信号来传输上述执行结果，而无需像补光灯一样来向温室内的植物提供光源，因此连接至受控设备的发光源的功率小于补光灯的功率，和/或发光源的亮度小于补光灯的亮度。

在上述任一技术方案中，优选地，所述的用于温室环境下的通信系统，还包括：第二光电转换组件，用于感测所述发光源的闪烁，并基于感测到的光信号获取所述执行结果。

其中，第二光电转换组件设置在控制侧，以便于控制侧获取受控设备的执行结果。

在上述任一技术方案中，优选地，所述的用于温室环境下的通信系统，还包括：主控设备，连接至所述第二光电转换组件，用于接收所述第二光电转换组件获取到的所述执行结果。

在上述任一技术方案中，优选地，所述信号控制器还连接至主控设备，所述主控设备用于向所述信号控制器发送所述控制信号，所述信号控制器基于所述控制信号控制所述补光灯进行闪烁。

在上述技术方案中，优选地，所述主控设备通过有线通信的方式或无线通信的方式连接至所述信号控制器。

其中，有线通信的方式可以是总线的方式或者是通过其它信号线进行通信的方式，无线通信的方式包括Wi-Fi通信的方式、Zigbee通信的方式、蓝牙通信的方式等。

根据本发明的第二方面，还提出了一种用于温室环境下的通信方法，用于如上述技术方案中任一项所述的用于温室环境下的通信系统，所述通信方法，包括：在需要控制所述受控设备时，所述信号控制器根据控制信号控制所述补光灯进行闪烁，以将所述控制信号转换为光信号进行发送；所述第一光电转换组件感测所述补光灯的闪烁，将感测到的光信号转换为所述控制信号，并传送至所述受控设备；所述受控设备接收所述第一光电转换组件传送的所述控制信号，并基于接收到的控制信号执行相应的操作。

在该技术方案中，通过在需要控制受控设备时，由信号控制器控制补光灯进行闪烁，以将控制信号转换为光信号进行发送，并设置第一光电转换组件来将感测到的光信号转换为控制信号，然后传送至受控设备，使得在温室环境下，能够通过光通信技术来实现信息的交互，由于光信号受到钢架结构的干扰较小，因此能够保证通信过程的稳定性；而光通信技术也是一种无线通信技术，因此也解决了现有技术中通过总线的方式来进行通信而导致传输距离受限、施工量大、成本较高的问题。同时，由于直接通过信号控制器来控制向温室内的植物提供光源的补光灯来进行信号的转换，因此无需增设新的光源，降低了设备成本，有利于在温室中进行应用和推广。

在上述技术方案中，优选地，在所述通信系统还包括连接至所述受控设备的发光源的情况下，所述通信方法还包括：所述受控设备在执行所述相应的操作之后，根据执行结果控制所述发光源进行闪烁，以通过光信号发送所述执行结果。

在该技术方案中，受控设备通过在执行所述相应的操作之后，根据执行结果控制发光源进行闪烁，使得能够将受控设备的执行结果反馈至控制侧。

在上述任一技术方案中，优选地，在所述通信系统还包括连接至所述信号控制器的主控设备的情况下，所述通信方法还包括：在需要控制所述受控设备时，所述主控设备向所述信号控制器发送所述控制信号，以使所述信号控制器基于所述控制信号控制所述补光灯进行闪烁。

通过以上技术方案，不仅能够解决采用总线方式进行通信而存在的问题，而且也能够避免采用电磁波信号进行通信而导致干扰较大的问题，同时能够在有效控制成本的前提下保证通信过程的稳定性。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的用于温室环境下的通信系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明的实施例的用于温室环境下的通信方法的示意流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的用于温室环境下的通信系统的结构示意图。

如图1所示，根据本发明的实施例的用于温室环境下的通信系统，包括：信号控制器1、补光灯2、第一光电转换组件3和受控设备5。

具体地，补光灯2用于向温室内的植物提供光源；信号控制器1连接至所述补光灯2，用于控制所述补光灯2进行闪烁，以将控制信号转换为光信号进行发送；第一光电转换组件3用于感测所述补光灯2的闪烁，并将感测到的光信号转换为所述控制信号；受控设备5连接至所述第一光电转换组件3，用于接收所述第一光电转换组件3传送的所述控制信号，并基于接收到的控制信号执行相应的操作。

其中，通过信号控制器1控制补光灯2进行闪烁，将控制信号转换为光信号进行发送的原理是：在补光灯2点亮时相当于高电平“1”，补光灯2熄灭时相当于低电平“0”，基于此，信号控制器1控制补光灯2按照二进制数的0和1，控制补光灯的电流通断来实现闪烁，由于闪烁的速度非常快，因此能够在人眼察觉不到的闪烁中，就可以将控制信号通过光信号进行二进制编码发送出去。基于同样的原理，第一光电转换组件3在感测到补光灯2的闪烁时，能够将感测到的闪烁转换为电平的高低，进而来实现控制信号的接收。

在该技术方案中，通过由信号控制器1控制补光灯2进行闪烁，以将控制信号转换为光信号进行发送，并设置第一光电转换组件3来将感测到的光信号转换为控制信号，然后传送至受控设备5，使得在温室环境下，能够通过光通信技术来实现信息的交互，由于光信号受到钢架结构的干扰较小，因此能够保证通信过程的稳定性；而光通信技术也是一种无线通信技术，因此也解决了现有技术中通过总线的方式来进行通信而导致传输距离受限、施工量大、成本较高的问题。同时，由于直接通过信号控制器1来控制向温室内的植物提供光源的补光灯2来进行信号的转换，因此无需增设新的光源，降低了设备成本，有利于在温室中进行应用和推广。

其中，信号控制器1是设置在控制侧的设备，第一光电转换组件3是设置在受控设备5侧的设备。受控设备5包括：传感器(如温度传感器、湿度传感器等)、水泵、风机等温室内常用的设备。

进一步地，所述的用于温室环境下的通信系统还包括：发光源4，连接至所述受控设备5；其中，所述受控设备5在执行所述相应的操作之后，根据执行结果控制所述发光源4进行闪烁，以通过光信号发送所述执行结果。

在该技术方案中，通过设置连接至受控设备5的发光源4，使得能够将受控设备5的执行结果反馈至控制侧。

进一步地，所述发光源4的功率小于所述补光灯2的功率，和/或所述发光源4的亮度小于所述补光灯2的亮度。

在该技术方案中，由于连接至受控设备5的发光源4仅是用于通过光信号来传输上述执行结果，而无需像补光灯2一样来向温室内的植物提供光源，因此连接至受控设备5的发光源4的功率小于补光灯2的功率，和/或发光源4的亮度小于补光灯2的亮度。

进一步地，所述的用于温室环境下的通信系统还包括：第二光电转换组件6，用于感测所述发光源4的闪烁，并基于感测到的光信号获取所述执行结果。

其中，第二光电转换组件6设置在控制侧，以便于控制侧获取受控设备5的执行结果。

进一步地，所述的用于温室环境下的通信系统还包括：主控设备(图中未示出)，连接至所述第二光电转换组件6，用于接收所述第二光电转换组件6获取到的所述执行结果。

进一步地，所述信号控制器1还连接至主控设备，所述主控设备用于向所述信号控制器1发送所述控制信号，所述信号控制器1基于所述控制信号控制所述补光灯2进行闪烁。

进一步地，所述主控设备通过有线通信的方式或无线通信的方式连接至所述信号控制器1和第二光电转换组件6。

其中，有线通信的方式可以是通过总线7进行通信的方式或者是通过其它信号线进行通信的方式，无线通信的方式包括Wi-Fi通信的方式、Zigbee通信的方式、蓝牙通信的方式等。换句话说，主控设备与信号控制器1和第二光电转换组件6的通信只要满足通信原理即可，并不受具体通信方式的限制。

图2示出了根据本发明的实施例的用于温室环境下的通信方法的示意流程图。

其中，图2所示的通信方法适用于图1中所示的通信系统。具体地，如图2所示，根据本发明的实施例的用于温室环境下的通信方法，包括：

步骤S20，在需要控制所述受控设备时，所述信号控制器根据控制信号控制所述补光灯进行闪烁，以将所述控制信号转换为光信号进行发送。

步骤S22，所述第一光电转换组件感测所述补光灯的闪烁，将感测到的光信号转换为所述控制信号，并传送至所述受控设备。

步骤S24，所述受控设备接收所述第一光电转换组件传送的所述控制信号，并基于接收到的控制信号执行相应的操作。

在该技术方案中，通过在需要控制受控设备时，由信号控制器控制补光灯进行闪烁，以将控制信号转换为光信号进行发送，并设置第一光电转换组件来将感测到的光信号转换为控制信号，然后传送至受控设备，使得在温室环境下，能够通过光通信技术来实现信息的交互，由于光信号受到钢架结构的干扰较小，因此能够保证通信过程的稳定性；而光通信技术也是一种无线通信技术，因此也解决了现有技术中通过总线的方式来进行通信而导致传输距离受限、施工量大、成本较高的问题。同时，由于直接通过信号控制器来控制向温室内的植物提供光源的补光灯来进行信号的转换，因此无需增设新的光源，降低了设备成本，有利于在温室中进行应用和推广。

在上述技术方案中，优选地，在所述通信系统还包括连接至所述受控设备的发光源的情况下，所述通信方法还包括：所述受控设备在执行所述相应的操作之后，根据执行结果控制所述发光源进行闪烁，以通过光信号发送所述执行结果。

在该技术方案中，受控设备通过在执行所述相应的操作之后，根据执行结果控制发光源进行闪烁，使得能够将受控设备的执行结果反馈至控制侧。

在上述任一技术方案中，优选地，在所述通信系统还包括连接至所述信号控制器的主控设备的情况下，所述通信方法还包括：在需要控制所述受控设备时，所述主控设备向所述信号控制器发送所述控制信号，以使所述信号控制器基于所述控制信号控制所述补光灯进行闪烁。

综上所述，本发明提出的适用于温室环境的通信方案主要是基于Li-Fi(Light Fidelity，可见光通信)技术的通信方案，利用了温室中的补光灯实现了主控设备对受控设备的控制和通信，相比于现有技术中的通信方案，主要存在以下优点：

1、解决了总线方式带来的布线困难、距离受限和成本较高的问题；

2、解决了通过Wi-Fi、Zigbee等电磁波信号进行无线通信时而受到温室钢架结构干扰的问题；

3、利用了温室中已有的设备(如补光灯)来作为通信媒介，降低了设备成本，同时提高了科技含量，值得在温室中广泛推广和使用。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的用于温室环境下的通信方案，不仅能够解决采用总线方式进行通信而存在的问题，而且也能够避免采用电磁波信号进行通信而导致干扰较大的问题，同时能够在有效控制成本的前提下保证通信过程的稳定性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。