基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其包含分布于城市道路上的路燈；所述路燈為L(zhǎng)ED路燈；還包含：LiFi基站；所述LiFi基站包含光纖鏈路，所述LiFi基站用于建立訪問(wèn)端與互聯(lián)網(wǎng)端的連接，處理電信號(hào)，接收和/或發(fā)送電信號(hào)；?集中控制室；通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與所述LiFi基站通訊，所述集中控制室內(nèi)設(shè)置服務(wù)器和顯示屏；控制器；安裝于所述LED路燈上，用于控制LED路燈的工作；所述LED路燈上安裝有監(jiān)控?cái)z像頭；所述監(jiān)控?cái)z像頭與所述控制器通訊連接；所述LED路燈上設(shè)置有光電通訊裝置；所述光電通訊裝置包括：LED驅(qū)動(dòng)器；LED；PIN光電二極管；跨阻放大器；所述控制器通過(guò)接收端與所述LED路燈的光電通訊裝置通訊連接。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于L i F i技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及城市路燈管理系統(tǒng)，具體用于城市道路的路燈的集中控制。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，城市道路的路燈大都選用了LED路燈;LED路燈節(jié)能環(huán)保壽命長(zhǎng);現(xiàn)有的城市道路的路燈控制還是分散式的，每個(gè)路燈一個(gè)控制器;需要在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試;工作量非常大；
與此同時(shí)，可見(jiàn)光通訊(Light Fidelity)已經(jīng)逐漸成熟，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室完全實(shí)現(xiàn)了接入一盞IW的LED燈珠，燈光下4臺(tái)電腦即可上網(wǎng)的功能，且最高速率達(dá)到3.25G。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，公開(kāi)了基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其通過(guò)可見(jiàn)光通訊實(shí)現(xiàn)了城市路燈的集中控制；提升了效率和監(jiān)控的可靠性。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，包含分布于城市道路上的路燈;所述路燈為L(zhǎng)ED路燈;還包含:
-LiFi基站;所述LiFi基站包含光纖鏈路，所述LiFi基站用于建立訪問(wèn)端與互聯(lián)網(wǎng)端的連接，處理電信號(hào)，接收和/或發(fā)送電信號(hào)；
-集中控制室;通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與所述LiFi基站通訊，所述集中控制室內(nèi)設(shè)置服務(wù)器和顯示屏；
-控制器;安裝于所述LED路燈上，用于控制LED路燈的工作；
所述LED路燈上安裝有監(jiān)控?cái)z像頭;所述監(jiān)控?cái)z像頭與所述控制器通訊連接；
所述LED路燈上設(shè)置有光電通訊裝置;所述光電通訊裝置包括:
-LED驅(qū)動(dòng)器:通過(guò)傳輸總線連接LiFi基站，輸出控制信號(hào)；
-LED:接收LED驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)特定序列模式發(fā)出光信號(hào)；
-PIN光電二極管:接收光信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；
-跨阻放大器:通過(guò)傳輸總線連接LiFi基站，接收PIN光電二極管的電信號(hào)，輸出至LiFi 基站(100);
所述控制器通過(guò)接收端與所述LED路燈的光電通訊裝置通訊連接;所述接收端包含依次連接的光電檢測(cè)模塊、放大模塊和解調(diào)模塊，光電檢測(cè)模塊將接收到的光信號(hào)處理后，再經(jīng)放大模塊放大后得到放大信號(hào)，解調(diào)模塊將所述放大信號(hào)解調(diào)為數(shù)據(jù)信號(hào)并輸出。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式和進(jìn)一步的改進(jìn)點(diǎn)如下:
(I)所述控制器還包含儲(chǔ)存有每一個(gè)LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)的定位識(shí)別模塊，所述定位識(shí)別模塊通過(guò)發(fā)射端與所述LED路燈的光電通訊裝置通訊;所述發(fā)射端包含包括依次連接的調(diào)制模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和LED光源模塊，調(diào)制模塊將輸LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)調(diào)制后得到調(diào)制信號(hào)，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將所述調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED調(diào)光信號(hào)，LED光源模塊接收到所述LED調(diào)光信號(hào)后，以一定的頻率閃爍;閃爍信號(hào)被所述LED路燈的PIN光電二極管接收。
[0006]進(jìn)一步的是:所述LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)包含對(duì)應(yīng)的LED路燈的位置信息、監(jiān)控?cái)z像頭的位置新型。
[0007](2)所述光纖鏈路，包括信號(hào)發(fā)射通路和信號(hào)接收通路；所述的光電通訊裝置和LiFi基站，在光通訊過(guò)程中，使用IEEE802.15.7協(xié)議定義物理層和媒體存取控制層。
[0008](3)光電檢測(cè)模塊包括光傳感器和高通濾波器，所述光傳感器接收到的光信號(hào)經(jīng)所述高通濾波器處理后得到高頻信號(hào)。
[0009]進(jìn)一步的是:所述光傳感器由PIN、APD、(XD和/或CMOS感應(yīng)器構(gòu)成。
[0010]進(jìn)一步的是:每一個(gè)LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)預(yù)先儲(chǔ)存在集中控制室的定位服務(wù)器端。[0011 ] (4)還包含與所述LED路燈的光電通訊裝置相互通訊的訪問(wèn)終端;所述訪問(wèn)終端包含與所述光電通訊裝置無(wú)線通訊的接收端;所述接收端與所述控制器的接收端結(jié)構(gòu)相同；所述訪問(wèn)終端還包含有用于測(cè)量方向信息的陀螺儀和用于測(cè)量移動(dòng)距離信息的加速度傳感器;所述訪問(wèn)終端通過(guò)發(fā)射端傳送所述方向信息和移動(dòng)距離信息至所述LED路燈的光電通訊裝置;所述訪問(wèn)終端的發(fā)射端與所述控制器的發(fā)射端結(jié)構(gòu)相同。
[0012]進(jìn)一步的是:所述訪問(wèn)終端為手機(jī)或平板電腦。
[0013]本發(fā)明有益效果是:
本發(fā)明公開(kāi)了基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其包含:
LiFi基站；LiFi基站作為中繼，能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的接入和控制信號(hào)的發(fā)出，分布式的管理，非常便于擴(kuò)展。
[0014]集中控制室;集中控制室一般設(shè)于目前的城市監(jiān)控中心，提供視頻信息監(jiān)控和對(duì)路燈控制的集中發(fā)出;集中化控制大大提升了效率，節(jié)省了人力成本；
所述LED路燈上安裝有監(jiān)控?cái)z像頭;所述監(jiān)控?cái)z像頭與所述控制器通訊連接;控制器通過(guò)接收端接收集中控制室的控制名稱(chēng)，監(jiān)控?cái)z像頭和控制器均能被遠(yuǎn)程控制，避免了高成本的控制線路的鋪設(shè);需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所需要提供的電能都取自LED路燈，非常方便。
[0015]所述LED路燈上設(shè)置有光電通訊裝置;所述光電通訊裝置能夠?qū)崿F(xiàn)光信號(hào)的發(fā)出和接收，最終與LiFi基站進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的接入，每個(gè)LED路燈都成為了一個(gè)有效的可見(jiàn)光通訊單元;LED的可見(jiàn)光通訊系統(tǒng)更加的可靠和高效；同時(shí)每個(gè)LED路燈的光電通訊裝置均為雙向結(jié)構(gòu)，可以發(fā)射光信號(hào)和接收光信號(hào)，非常有助于功能拓展以及其他手機(jī)等訪問(wèn)終端的接入；
本發(fā)明的控制器通過(guò)接收端與所述LED路燈的光電通訊裝置通訊連接;控制器通過(guò)可靠的命令接收來(lái)實(shí)現(xiàn)集中控制室的遠(yuǎn)程控制，該遠(yuǎn)程控制由于存在控制器與監(jiān)控?cái)z像頭的連接，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)控?cái)z像頭的遠(yuǎn)程控制，功能強(qiáng)大，非常有助于智慧城市的實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0018]如圖1所示，其示出了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，包含分布于城市道路上的路燈;所述路燈為L(zhǎng)ED路燈;還包含:
-LiFi基站;所述LiFi基站包含光纖鏈路，所述LiFi基站用于建立訪問(wèn)端與互聯(lián)網(wǎng)端的連接，處理電信號(hào)，接收和/或發(fā)送電信號(hào)；
-集中控制室;通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與所述LiFi基站通訊，所述集中控制室內(nèi)設(shè)置服務(wù)器和顯示屏；
-控制器;安裝于所述LED路燈上，用于控制LED路燈的工作；
所述LED路燈上安裝有監(jiān)控?cái)z像頭;所述監(jiān)控?cái)z像頭與所述控制器通訊連接；
所述LED路燈上設(shè)置有光電通訊裝置;所述光電通訊裝置包括:
-LED驅(qū)動(dòng)器:通過(guò)傳輸總線連接LiFi基站，輸出控制信號(hào)；
-LED:接收LED驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)特定序列模式發(fā)出光信號(hào)；
-PIN光電二極管:接收光信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；
-跨阻放大器:通過(guò)傳輸總線連接LiFi基站，接收PIN光電二極管的電信號(hào)，輸出至LiFi 基站(100);
所述控制器通過(guò)接收端與所述LED路燈的光電通訊裝置通訊連接;所述接收端包含依次連接的光電檢測(cè)模塊、放大模塊和解調(diào)模塊，光電檢測(cè)模塊將接收到的光信號(hào)處理后，再經(jīng)放大模塊放大后得到放大信號(hào)，解調(diào)模塊將所述放大信號(hào)解調(diào)為數(shù)據(jù)信號(hào)并輸出。
[0019]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例:所述控制器還包含儲(chǔ)存有每一個(gè)LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)的定位識(shí)別模塊，所述定位識(shí)別模塊通過(guò)發(fā)射端與所述LED路燈的光電通訊裝置通訊；所述發(fā)射端包含包括依次連接的調(diào)制模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和LED光源模塊，調(diào)制模塊將輸LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)調(diào)制后得到調(diào)制信號(hào)，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將所述調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED調(diào)光信號(hào)，LED光源模塊接收到所述LED調(diào)光信號(hào)后，以一定的頻率閃爍；閃爍信號(hào)被所述LED路燈的PIN光電二極管接收。本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了 LED路燈的定位，可以在集中控制室準(zhǔn)確的掌控每一個(gè)唯一的LED路燈的具體工作狀況，非常有助于城市的集中管理以及路燈的可靠即時(shí)維護(hù)。
[0020]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例:所述LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)包含對(duì)應(yīng)的LED路燈的位置信息、監(jiān)控?cái)z像頭的位置新型。
[0021]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例:所述光纖鏈路，包括信號(hào)發(fā)射通路和信號(hào)接收通路;所述的光電通訊裝置和LiFi基站，在光通訊過(guò)程中，使用IEEE802.15.7協(xié)議定義物理層和媒體存取控制層。在一種具體實(shí)施例中，所述的信號(hào)發(fā)射通路，包括ASIC:至少輸出兩個(gè)電信號(hào)，每個(gè)電信號(hào)速率至少大于lGbps/s ;均衡器:通過(guò)超高速以太網(wǎng)接口XLAUI連接ASIC，接收電信號(hào)；CDR&解串器:接收均衡器補(bǔ)償后的電信號(hào)，進(jìn)行時(shí)鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)并解串；相位補(bǔ)償器:接收CDR&解串器的電信號(hào)，在動(dòng)態(tài)與靜態(tài)電信號(hào)間進(jìn)行相位擬合；串行器:接收相位補(bǔ)償器擬合后的電信號(hào)，輸出串行電信號(hào)；去加重驅(qū)動(dòng)器:接收串行器的電信號(hào)，進(jìn)行去加重和放大操作，輸出電信號(hào);FPGA:通過(guò)物理介質(zhì)關(guān)聯(lián)層接口PMD連接去加重驅(qū)動(dòng)器。所述的信號(hào)接收通路，包括FPGA:接收路燈上傳的電信號(hào)；均衡器:接收FPGA發(fā)出對(duì)應(yīng)信號(hào)發(fā)射通路中均衡器的電信號(hào);CDR:接收均衡器補(bǔ)償后的電信號(hào)，進(jìn)行時(shí)鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)；多路轉(zhuǎn)換器:接收經(jīng)CDR恢復(fù)后的電信號(hào)，輸出至少兩個(gè)半速電信號(hào)；去加重驅(qū)動(dòng)器:接收多路轉(zhuǎn)換器的半速電信號(hào)，進(jìn)行去加重和放大操作；ASIC:通過(guò)超高速以太網(wǎng)接口XLAUI連接去加重驅(qū)動(dòng)器，至少接收兩個(gè)半速電信號(hào)。
[0022]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例:光電檢測(cè)模塊包括光傳感器和高通濾波器，所述光傳感器接收到的光信號(hào)經(jīng)所述高通濾波器處理后得到高頻信號(hào)。
[0023]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例:所述光傳感器由PIN、APD、CCD和/或CMOS感應(yīng)器構(gòu)成。
[0024]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例:每一個(gè)LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)預(yù)先儲(chǔ)存在集中控制室的定位服務(wù)器端。
[0025]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例:還包含與所述LED路燈的光電通訊裝置相互通訊的訪問(wèn)終端;所述訪問(wèn)終端包含與所述光電通訊裝置無(wú)線通訊的接收端;所述接收端與所述控制器的接收端結(jié)構(gòu)相同；所述訪問(wèn)終端還包含有用于測(cè)量方向信息的陀螺儀和用于測(cè)量移動(dòng)距離信息的加速度傳感器;所述訪問(wèn)終端通過(guò)發(fā)射端傳送所述方向信息和移動(dòng)距離信息至所述LED路燈的光電通訊裝置;所述訪問(wèn)終端的發(fā)射端與所述控制器的發(fā)射端結(jié)構(gòu)相同。本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了訪問(wèn)終端的接入;訪問(wèn)終端將每一個(gè)LED路燈作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)接入，提升了城市的網(wǎng)絡(luò)接入能力，使得人們的生活更加便捷。
[0026]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例:所述訪問(wèn)終端為手機(jī)或平板電腦。
[0027]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化，這些變化涉及本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的相關(guān)技術(shù)，這些都落入本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍。
[0028]不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于特定的實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，包含分布于城市道路上的路燈;所述路燈為L(zhǎng)ED路燈;其特征在于，還包含: -LiFi基站;所述LiFi基站包含光纖鏈路，所述LiFi基站用于建立訪問(wèn)端與互聯(lián)網(wǎng)端的連接，處理電信號(hào)，接收和/或發(fā)送電信號(hào)； -集中控制室;通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與所述LiFi基站通訊，所述集中控制室內(nèi)設(shè)置服務(wù)器和顯示屏； -控制器;安裝于所述LED路燈上，用于控制LED路燈的工作； 所述LED路燈上安裝有監(jiān)控?cái)z像頭;所述監(jiān)控?cái)z像頭與所述控制器通訊連接； 所述LED路燈上設(shè)置有光電通訊裝置;所述光電通訊裝置包括: -LED驅(qū)動(dòng)器:通過(guò)傳輸總線連接LiFi基站，輸出控制信號(hào)； -LED:接收LED驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)特定序列模式發(fā)出光信號(hào)； -PIN光電二極管:接收光信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； -跨阻放大器:通過(guò)傳輸總線連接LiFi基站，接收PIN光電二極管的電信號(hào)，輸出至LiFi 基站(100); 所述控制器通過(guò)接收端與所述LED路燈的光電通訊裝置通訊連接;所述接收端包含依次連接的光電檢測(cè)模塊、放大模塊和解調(diào)模塊，光電檢測(cè)模塊將接收到的光信號(hào)處理后，再經(jīng)放大模塊放大后得到放大信號(hào)，解調(diào)模塊將所述放大信號(hào)解調(diào)為數(shù)據(jù)信號(hào)并輸出。2.如權(quán)利要求1所述的基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包含儲(chǔ)存有每一個(gè)LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)的定位識(shí)別模塊，所述定位識(shí)別模塊通過(guò)發(fā)射端與所述LED路燈的光電通訊裝置通訊;所述發(fā)射端包含包括依次連接的調(diào)制模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和LED光源模塊，調(diào)制模塊將輸LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)調(diào)制后得到調(diào)制信號(hào)，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將所述調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED調(diào)光信號(hào)，LED光源模塊接收到所述LED調(diào)光信號(hào)后，以一定的頻率閃爍;閃爍信號(hào)被所述LED路燈的PIN光電二極管接收。3.如權(quán)利要求2所述的基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，所述LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)包含對(duì)應(yīng)的LED路燈的位置信息、監(jiān)控?cái)z像頭的位置新型。4.如權(quán)利要求1所述的基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖鏈路，包括信號(hào)發(fā)射通路和信號(hào)接收通路;所述的光電通訊裝置和LiFi基站，在光通訊過(guò)程中，使用IEEE802.15.7協(xié)議定義物理層和媒體存取控制層。5.如權(quán)利要求1所述的基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，光電檢測(cè)模塊包括光傳感器和高通濾波器，所述光傳感器接收到的光信號(hào)經(jīng)所述高通濾波器處理后得到高頻信號(hào)。6.如權(quán)利要求5所述的基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，所述光傳感器由PIN、APD、(XD和/或CMOS感應(yīng)器構(gòu)成。7.如權(quán)利要求2所述的基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，每一個(gè)LED路燈的唯一標(biāo)識(shí)預(yù)先儲(chǔ)存在集中控制室的定位服務(wù)器端。8.如權(quán)利要求1?7任一所述的基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，還包含與所述LED路燈的光電通訊裝置相互通訊的訪問(wèn)終端;所述訪問(wèn)終端包含與所述光電通訊裝置無(wú)線通訊的接收端;所述接收端與所述控制器的接收端結(jié)構(gòu)相同；所述訪問(wèn)終端還包含有用于測(cè)量方向信息的陀螺儀和用于測(cè)量移動(dòng)距離信息的加速度傳感器;所述訪問(wèn)終端通過(guò)發(fā)射端傳送所述方向信息和移動(dòng)距離信息至所述LED路燈的光電通訊裝置;所述訪問(wèn)終端的發(fā)射端與所述控制器的發(fā)射端結(jié)構(gòu)相同。9.如權(quán)利要求8所述的基于LiFi技術(shù)的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，所述訪問(wèn)終端為手機(jī)或平板電腦。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK106060141SQ201610425554
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】沈武勇
【申請(qǐng)人】泉州鑫彩貿(mào)易有限公司