一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，包括、中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路、電源電路、光電檢測(cè)模塊、開關(guān)電路、前置放大器、主放大器、濾波電容、反相器；所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路；所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路?？梢姽馔ㄐ攀且环N點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸模式，具有保密性好的優(yōu)點(diǎn)。光鑰匙和智能移動(dòng)終端相結(jié)合，可以很好的運(yùn)用Android系統(tǒng)開發(fā)手機(jī)AAP光密鑰軟件，Android系統(tǒng)是基于 Linux 的一個(gè)開源的操作系統(tǒng)，主要是使用在移動(dòng)終端（手機(jī)和平板）中。
【專利說明】
一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及智能家居技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]智能家居是在物聯(lián)網(wǎng)的影響之下物聯(lián)化體現(xiàn)。智能家居通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備(如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電以及三表抄送等)連接到一起，提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境，提供全方位的信息交互功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。
[0003]智能管理(Intelligent Management,簡(jiǎn)稱IM)是人工智能與管理科學(xué)、知識(shí)工程與系統(tǒng)工程、計(jì)算技術(shù)與通信技術(shù)、軟件工程與信息工程等多學(xué)科、多技術(shù)相互結(jié)合、相互滲透而產(chǎn)生的一門新技術(shù)、新學(xué)科。它研究如何提高計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的智能水平，以及智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論、方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。智能管理是現(xiàn)代管理科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向。智能管理系統(tǒng)是在管理信息系統(tǒng)(Management Informat1n System,簡(jiǎn)稱MIS)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(Offece Au-tomat1n System簡(jiǎn)稱0AS)、決策支持系統(tǒng)(Decis1n Support System,簡(jiǎn)稱DSS)的功能集成、技術(shù)集成的基礎(chǔ)上，應(yīng)用人工智能專家系統(tǒng)、知識(shí)工程、模式識(shí)別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法和技術(shù)，進(jìn)行智能化、集成化、協(xié)調(diào)化、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的新一代的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。WIFI容易被電磁干擾，傳輸?shù)姆较虿豢煽?，密碼容易被截獲。然而可見光通信是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸模式，具有保密性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]可見光通信技術(shù)，是利用熒光燈或發(fā)光二極管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號(hào)來傳輸信息的，將高速因特網(wǎng)的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。利用這種技術(shù)做成的系統(tǒng)能夠覆蓋室內(nèi)燈光達(dá)到的范圍，電腦不需要電線連接，因而具有廣泛的開發(fā)前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種將可見光通信技術(shù)運(yùn)用到智能家居系統(tǒng)控制中，將智能家居控制系統(tǒng)與照明系統(tǒng)融為一體，通過控制LED照明燈的通斷來實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的LED照明智能控制系統(tǒng)的光接收裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出了如下技術(shù)方案:
一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，包括光電檢測(cè)模塊、開關(guān)電路、前置放大器、主放大器、濾波電容、反相器、中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路、電源電路;所述手中央處理器連接光鑰匙模塊;所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動(dòng)終端，基于智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動(dòng)終端的軟件模塊，通過智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送;所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路;LED燈根據(jù)信號(hào)指令快速通斷，所述光電檢測(cè)模塊快速響應(yīng)，對(duì)每一次接通都接收并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，即為高電平，而每次斷開即為低電平，然后由后端的開關(guān)電路、前置放大器、主放大器、濾波電容、反相器處理，輸出穩(wěn)定的方波信號(hào)用于控制家用電器。
[0007]
所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊1B和內(nèi)部連線三個(gè)部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)1/0，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了 FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程。
[0008]所述光電檢測(cè)模塊為利用井屏蔽襯底載流子的雙光電二極管DPD結(jié)構(gòu)；CMOS工藝中用來實(shí)現(xiàn)源漏區(qū)的離子注入被用來形成的Dro陰陽極;制作方法為在N井內(nèi)制作P+叉指排列電極，并利用N+擴(kuò)散引出井電極，N井周圍被P+保護(hù)環(huán)包圍。P+叉指結(jié)構(gòu)排列是為了增加耗盡區(qū)寬度且使耗盡區(qū)電場(chǎng)更加均勻，以利于更多的光生載流子做快速漂移運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述光電檢測(cè)模塊輸出電流在1.5μΑ至3.5μΑ之間，而在關(guān)閉頂棚光源且窗簾打開的自然光照射下有約0.2μΑ的輸出。所發(fā)送密鑰為TTL電平信號(hào)，S卩+5V表示高電平“I”，OV表示低電平“O”；基于TTL信號(hào)電平特點(diǎn)，選用低成本、小體積PNP型貼片三極管S8550及其相關(guān)外圍器件，構(gòu)成了LED驅(qū)動(dòng)電路;光鑰匙是基于單片機(jī)STC12C2052AD設(shè)計(jì)的一種發(fā)送端;光鑰匙可以發(fā)送不同的密鑰，所述光鑰匙模塊不是一個(gè)簡(jiǎn)單的一對(duì)一的裝置，而是一個(gè)一對(duì)多的裝置。
[0010]在所述光電檢測(cè)模塊與放大電路之間加入了一個(gè)開關(guān)電路。
[0011]所述開關(guān)電路包括P溝道增強(qiáng)型MOS管Ml與N溝道增強(qiáng)型MOS管M2組成第一反相器；P溝道增強(qiáng)型MOS管M3與N溝道增強(qiáng)型MOS管Μ4組成第二反相器;N溝道增強(qiáng)型MOS管115與卩溝道增強(qiáng)型MOS管Μ6組成CMOS傳輸門；a端連接光電檢測(cè)模塊輸出、b端連接后端放大電路輸入。
在可見光接收機(jī)中，探測(cè)器感應(yīng)光信號(hào)，輸出量級(jí)的電流脈沖信號(hào)。而前置放大器，用于將此電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并進(jìn)行放大;所述前置放大器是跨阻放大器，所述跨阻放大器通過跨接在輸入端和輸出端的反饋電阻構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋結(jié)構(gòu)。其具有輸入電阻小、引入噪聲小、波形失真小、帶寬較大、動(dòng)態(tài)范圍較大和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)且不需要均衡電路。
[0012]所述跨阻放大器由Ml、M2、R1、R2、R3構(gòu)成了 RGC結(jié)構(gòu)，然后為三級(jí)共源放大器級(jí)聯(lián)，最后輸出使用了一級(jí)共漏級(jí)放大器(源跟隨器)作為緩沖級(jí);跨阻Rf連接于LINEl與LINE2之間。
[0013]在跨阻放大電路上串上跨阻R與開關(guān)電路，其中的開關(guān)電路與跨阻放大器前的開關(guān)電路一樣。而為了滿足穩(wěn)定的電壓輸出，同時(shí)設(shè)計(jì)有六組不同阻值R與所述開關(guān)電路并聯(lián)，它們分別為I ΚΩ、5ΚΩ、10ΚΩ、20ΚΩ、50ΚΩ、100 K Ω ;當(dāng)要選用其中一個(gè)跨阻時(shí)，將這個(gè)電阻開關(guān)電路的SEL接電源，其余5組開關(guān)電路都接地即可實(shí)現(xiàn)。所述六個(gè)跨阻能保證跨阻放大器在IyA至20μΑ的寬輸入范圍內(nèi)皆可獲得理想的輸出。
[0014]所述主放大器由4個(gè)基本差分單元直接耦合組成，并在輸出至輸入端連接有失調(diào)補(bǔ)償回路，以彌補(bǔ)CMOS器件之間和電阻器件之間的不匹配，保證電路的正常工作。
[0015]所述主放大器還包括一差分單元，所述差分單元，為雙端輸入雙端輸出。由于集成電路的元器件對(duì)稱性相對(duì)較好，所以雙端輸出的信號(hào)近似于大小相等反向相反的理想差模信號(hào)，對(duì)下一級(jí)放大器的是理想旳輸入。但是對(duì)于第一級(jí)放大器而言，之前跨阻放大器是單端輸出，在兩極連接時(shí)采用了簡(jiǎn)單的高通濾波電路，一是為了濾除直流分量，二是將跨阻放大器與主放大器獨(dú)立開來，使一些在跨阻放大器中引入的低頻噪聲分量不會(huì)在主放大器中被放大。而濾波后的交流分量接入差分單元的其中一端輸入，另一端提供相同的直流偏置，使兩個(gè)管子達(dá)到對(duì)稱，并同時(shí)開啟，因?yàn)椴顒?dòng)放大器在雙端輸入的情況下放大器的輸出只與兩個(gè)輸入信號(hào)的差值成正比，而與輸入電壓本身大小無關(guān)，所以這樣就將跨阻放大器的單端輸出經(jīng)一級(jí)差分后轉(zhuǎn)為了一組較好的差動(dòng)信號(hào)供后端差分單元繼續(xù)放大。
[0016]所述光接收裝置還包括失調(diào)補(bǔ)償回路，所述失調(diào)補(bǔ)償回路是RC低通濾波負(fù)反饋，在輸出與輸入端接入RC低通濾波負(fù)反饋，消除交流信號(hào)，同時(shí)利用負(fù)反饋對(duì)輸入進(jìn)行補(bǔ)償，盡量減小電路對(duì)工藝偏差及環(huán)境變化的敏感度。
[0017]所述輸出端還包括一個(gè)反相器，首先信號(hào)經(jīng)主放大器放大后，最終為雙端輸出，選擇其中一端輸出連接一耦合電容將直流分量濾出，保留放大后的高頻信號(hào)，然后將此信號(hào)連接一反相器再進(jìn)行輸出。
[0018]—種利用上述光接收裝置的LED照明智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括一個(gè)接入控制器，連接于外部網(wǎng)絡(luò)；多個(gè)白光LED照明光源連接于接入控制器;多個(gè)光學(xué)探測(cè)器，連接于接入控制器;個(gè)適配器；以及多個(gè)用戶設(shè)備，連接于多個(gè)適配器，并通過所述多個(gè)適配器進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。所述接入控制器和適配器中均包含有一個(gè)光學(xué)無線通信協(xié)議模塊，該光學(xué)無線通信協(xié)議模塊控制數(shù)據(jù)幀在自白光LED照明光源到適配器的下行鏈路以及自適配器到光學(xué)探測(cè)器的上行鏈路中進(jìn)行傳輸。所述接入控制器用于驅(qū)動(dòng)白光LED照明光源和光學(xué)探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)電學(xué)信號(hào)與光學(xué)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，且所述接入控制器具備與外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信接口，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸控制協(xié)議。所述適配器具有發(fā)射光源和光學(xué)探測(cè)器，且能夠驅(qū)動(dòng)自身具有的發(fā)射光源和光學(xué)探測(cè)器，具備與不同用戶設(shè)備交換數(shù)據(jù)的接口，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸控制協(xié)議。所述適配器具有的發(fā)射光源是符合人眼安全標(biāo)準(zhǔn)的LED或激光器。所述適配器具有的發(fā)射光源，其發(fā)射的光學(xué)信號(hào)至少覆蓋到一個(gè)與接入控制器連接的光學(xué)探測(cè)器。所述適配器具有的光學(xué)探測(cè)器至少在一個(gè)白光LED照明光源光學(xué)信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)。
[0019]在下行鏈路中，接入控制器通過外部網(wǎng)絡(luò)接收遠(yuǎn)端用戶的指令，并根據(jù)指令產(chǎn)控制信號(hào)。控制信號(hào)編碼后經(jīng)由USB-RS485轉(zhuǎn)換模塊得到RS-485信號(hào)，再通過調(diào)制電路將信號(hào)加載到照明光源上實(shí)現(xiàn)可見光廣播。在接收解調(diào)端，由適配器光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，光電信號(hào)經(jīng)過信號(hào)的放大、濾波、整形、解調(diào)再生還原為信號(hào)，該信號(hào)可以直接被單片機(jī)讀取，還原成控制信號(hào)，完成對(duì)各種電器的控制。而在上行鏈路中，當(dāng)設(shè)備有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，其數(shù)據(jù)經(jīng)過連接的適配器處理，按照一定規(guī)則，在某一時(shí)間通過適配器的光源發(fā)射出去。受限于功耗及人眼安全性問題，適配器的光源功率較小、方向性較強(qiáng)。設(shè)備的發(fā)射不能被設(shè)備和感知監(jiān)聽，只能被接入控制器連接的光學(xué)探測(cè)器接收到。接入控制器捕獲到信號(hào)后，立即將數(shù)據(jù)通過其連接的白光照明光源轉(zhuǎn)發(fā)，這時(shí)設(shè)備和收到該轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，于是知道上行信道被占用。接入控制器連接的照明光源和光學(xué)探測(cè)器有較大的覆蓋范圍，和接入控制器的接收轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制保證了網(wǎng)內(nèi)各接入用戶設(shè)備的信道監(jiān)聽。
[0020]該發(fā)明的有益效果:
在半導(dǎo)體照明智能家居系統(tǒng)中，光接收機(jī)是一個(gè)不可或缺并會(huì)大量使用的模塊。
[0021]應(yīng)用人工智能專家系統(tǒng)、知識(shí)工程、模式識(shí)別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法和技術(shù)，進(jìn)行智能化、集成化、協(xié)調(diào)化、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的新一代的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。WIFI容易被電磁干擾，傳輸?shù)姆较虿豢煽?，密碼容易被截獲。然而可見光通信是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸模式，具有保密性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]光鑰匙和智能移動(dòng)終端相結(jié)合，可以很好的運(yùn)用Android系統(tǒng)開發(fā)手機(jī)AAP光密鑰軟件，Android系統(tǒng)是基于Linux的一個(gè)開源的操作系統(tǒng)，主要是使用在移動(dòng)終端(手機(jī)和平板)中。Android系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)平臺(tái)相比，有很大的優(yōu)勢(shì)。它的優(yōu)勢(shì)最主要的體現(xiàn)在它的開放性。Android系統(tǒng)是完全開源的系統(tǒng)，所有的愛好者和廠商都可以參與到Android系統(tǒng)的開發(fā)中來，這就為Android系統(tǒng)的發(fā)展打下了很好基礎(chǔ)。Android系統(tǒng)已經(jīng)成為了全球裝機(jī)量第一大的系統(tǒng)。Android系統(tǒng)的另一大優(yōu)勢(shì)就是基于谷歌公司的平臺(tái)，谷歌公司的地圖、搜索、郵箱等服務(wù)產(chǎn)品，能夠無縫的應(yīng)用到Andr1d系統(tǒng)中去。
[0023]所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊1B和內(nèi)部連線三個(gè)部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)1/0，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到1/0模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與1/0間的聯(lián)接方式，并最終決定了 FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程;為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，能夠滿足在光照度不夠使太陽能進(jìn)行發(fā)電或夜間時(shí)候依然滿足對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電
在使用時(shí)，多余的電能將被存儲(chǔ)在蓄電池組內(nèi)，而出現(xiàn)太陽能光照不夠或陰雨天氣或夜間時(shí)，蓄電池組將進(jìn)行釋電，并通過電源控制器的輸出電路輸送至直流供電電路內(nèi)，對(duì)中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路進(jìn)行供電，達(dá)到24小時(shí)全天候的使整個(gè)系統(tǒng)工作。
[0024]現(xiàn)有的探測(cè)器以及放大電路足以構(gòu)成簡(jiǎn)單的光接收機(jī)并支撐智能家居系統(tǒng)的運(yùn)行，但由于多個(gè)模塊組裝的體積較大，且穩(wěn)定性較差，會(huì)導(dǎo)致安裝時(shí)的不便以及信號(hào)傳輸時(shí)的高誤碼率，導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大降低。本發(fā)明的光接收裝置釆用了0.1SlImCMOS工藝，將光電檢測(cè)模塊、跨阻放大器、主放大器集成于一片芯片;并且為了適應(yīng)不同高度的用電器可能接收到的不同強(qiáng)度的光，將跨阻放大器設(shè)計(jì)為擁有6種不同跨阻的可變?cè)鲆娣糯笃?。針?duì)智能家居系統(tǒng)特殊的要求，電路設(shè)計(jì)中在整個(gè)光接收機(jī)的輸出端大膽的采用了反相器輸出，大大降低了放大電路需要放大的倍數(shù)，使電路的復(fù)雜程度大大減小。
【附圖說明】
[0025]圖1是光接收裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是開關(guān)電路結(jié)構(gòu)不意圖；
圖3是跨阻放大電路圖；
圖4是RGC電路結(jié)構(gòu)圖；
圖5是跨阻連接電路圖；
圖6是主放大器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是差分單元電路圖；
圖8是反相器電路圖；
圖9是LED照明智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)作進(jìn)一步詳盡描述:
如圖1所示，一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，包括光電檢測(cè)模塊、開關(guān)電路、前置放大器、主放大器、濾波電容、反相器、中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路、電源電路；所述手中央處理器連接光鑰匙模塊;所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動(dòng)終端，基于智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動(dòng)終端的軟件模塊，通過智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送;所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路;LED燈根據(jù)信號(hào)指令快速通斷，所述光電檢測(cè)模塊快速響應(yīng)，對(duì)每一次接通都接收并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，即為高電平，而每次斷開即為低電平，然后由后端的開關(guān)電路、前置放大器、主放大器、濾波電容、反相器處理，輸出穩(wěn)定的方波信號(hào)用于控制家用電器。
[0027]所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊1B和內(nèi)部連線三個(gè)部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)1/0，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了 FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程;為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，能夠滿足在光照度不夠使太陽能進(jìn)行發(fā)電或夜間時(shí)候依然滿足對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電
在使用時(shí)，多余的電能將被存儲(chǔ)在蓄電池組內(nèi)，而出現(xiàn)太陽能光照不夠或陰雨天氣或夜間時(shí)，蓄電池組將進(jìn)行釋電，并通過電源控制器的輸出電路輸送至直流供電電路內(nèi)，對(duì)中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路進(jìn)行供電，達(dá)到24小時(shí)全天候的使整個(gè)系統(tǒng)工作。
[0028]優(yōu)選地，所述光電檢測(cè)模塊為利用井屏蔽襯底載流子的雙光電二極管DPD結(jié)構(gòu)；CMOS工藝中用來實(shí)現(xiàn)源漏區(qū)的離子注入被用來形成的DH)陰陽極;制作方法為在N井內(nèi)制作P+叉指排列電極，并利用N+擴(kuò)散引出井電極，N井周圍被P+保護(hù)環(huán)包圍。P+叉指結(jié)構(gòu)排列是為了增加耗盡區(qū)寬度且使耗盡區(qū)電場(chǎng)更加均勻，以利于更多的光生載流子做快速漂移運(yùn)動(dòng)。
[0029]所述光電檢測(cè)模塊至光源距離不同，必然導(dǎo)致輸出電流不同。從最低的網(wǎng)絡(luò)媒體播放器到最高的臺(tái)式空調(diào)頂部，所述光電檢測(cè)模塊輸出電流在1.5μΑ至3.5μΑ之間，而在關(guān)閉頂棚光源且窗簾打開的自然光照射下有約0.2μΑ的輸出。
[0030]由于光電檢測(cè)模塊在只要有光的環(huán)境下，都會(huì)有光生電流輸出，本技術(shù)方案是采用的單片集成的，若將探測(cè)器直接與后端放大電路連接，則將始終有電流輸出至后端電路，雖然沒有直流電源的連接管不會(huì)工作，但長(zhǎng)時(shí)間且不均勻的小電流難免會(huì)對(duì)管的參數(shù)產(chǎn)生影響，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)管參數(shù)發(fā)生微小變化，經(jīng)過后端電路放大產(chǎn)生的誤差可能是巨大的;所以為了避免這種情況的發(fā)生，在所述光電檢測(cè)模塊與放大電路之間加入了一個(gè)開關(guān)電路。
[0031]如圖2所示，所述開關(guān)電路包括P溝道增強(qiáng)型MOS管Ml與N溝道增強(qiáng)型MOS管M2組成第一反相器;P溝道增強(qiáng)型MOS管M3與N溝道增強(qiáng)型MOS管Μ4組成第二反相器;N溝道增強(qiáng)型MOS管Μ5與P溝道增強(qiáng)型MOS管Μ6組成CMOS傳輸門；a端連接光電檢測(cè)模塊輸出、b端連接后端放大電路輸入。
當(dāng)SEL接一低電平，經(jīng)反相器I后會(huì)變?yōu)殡娫措妷篤DD并直接連接到M6管的基極，同時(shí)該高平再經(jīng)過反相器2變?yōu)榈碗娖浇尤隡5管的基極。只要a端輸入在O-VDD間變化，則M5、M6都截止，傳輸門關(guān)閉，即幵關(guān)電路斷開，無電流流入后端放大電路。而當(dāng)SEL接一高電平，經(jīng)反相器I后會(huì)變?yōu)榈碗娖讲⒅苯舆B接到M6管的基極，同時(shí)該低電平再經(jīng)過反相器2變?yōu)殡娫措妷篤DD接入M5管的基極。此時(shí)設(shè)a端的輸入電壓為Vl，M5的開啟電壓為Vn的開啟電壓為M6。當(dāng)0〈V1〈VDD-Vn時(shí)，將M5導(dǎo)通;而當(dāng)\Vp\〈Vl〈VDD時(shí)，M6導(dǎo)通。因此，當(dāng)Vl在O-VDD之間變化時(shí)，M5、M6至少有一個(gè)是導(dǎo)通的，使a與b之間呈現(xiàn)為低阻態(tài)，傳輸門導(dǎo)通，即開關(guān)電路開啟。
[0032]所述開關(guān)電路目的是防止電流源源不斷的沖擊后端放大電路，但對(duì)于高速通信電路，每一個(gè)小模塊的加入都必須考慮他對(duì)整體電路的影響。由于CMOS的導(dǎo)通電阻本就不大(通常小于1ΚΩ，加之M5、M6的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，會(huì)進(jìn)一步降低傳輸門的導(dǎo)通電阻，所以傳輸門對(duì)電路的傳輸特性不會(huì)有大的影響，而無論是傳輸門還是反相器的頻域特性較之后端的放大電路都要好的多，所以也不必?fù)?dān)心開關(guān)電路的加入影響電路的整體速度。
[0033]由于一般居室內(nèi)不可避免的會(huì)有一定自然光的存在，所以在光源發(fā)送信號(hào)時(shí)斷開的瞬間也會(huì)有微弱的電流輸出，所以必須嚴(yán)格控制放大器的放大倍數(shù)于合理的范圍，既要滿足高電平的放大足以驅(qū)動(dòng)外部電路對(duì)家用電器的控制，也要避免低電平放大后同樣在輸出端達(dá)到開啟電壓而使信號(hào)錯(cuò)亂。
[0034]在可見光接收機(jī)中，探測(cè)器感應(yīng)光信號(hào)，輸出量級(jí)的電流脈沖信號(hào)。而前置放大器，用于將此電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并進(jìn)行放大;如圖3所示，所述前置放大器是跨阻放大器，所述跨阻放大器通過跨接在輸入端和輸出端的反饋電阻構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋結(jié)構(gòu)。其具有輸入電阻小、引入噪聲小、波形失真小、帶寬較大、動(dòng)態(tài)范圍較大和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)且不需要均衡電路。
[0035]如圖4所示，所述跨阻放大器由肌、12、1?1、1?2、1?3構(gòu)成了1^(:結(jié)構(gòu)，然后為三級(jí)共源放大器級(jí)聯(lián)，最后輸出使用了一級(jí)共漏級(jí)放大器(源跟隨器)作為緩沖級(jí)；跨阻Rf連接于LINEl 與 LINE2 之間。
[0036]因?yàn)楝F(xiàn)在的可見光傳輸速率還比較低，遠(yuǎn)不如運(yùn)用激光的光纖傳輸?shù)绕渌馔ㄐ诺乃俾?，而在單片集成及可變?cè)鲆妫⒎歉咚偻ǖ浪隹缱璺糯笃鞯闹饕糯髥卧亲詈?jiǎn)單最直接的共源級(jí)放大器的級(jí)聯(lián)。
[0037]如圖5所示，在跨阻放大電路上串上跨阻R與開關(guān)電路，其中的開關(guān)電路與跨阻放大器前的開關(guān)電路一樣。而為了滿足穩(wěn)定的電壓輸出，同時(shí)設(shè)計(jì)有六組不同阻值R與所述開關(guān)電路并聯(lián)，它們分別為I ΚΩ、5ΚΩ、10ΚΩ、20ΚΩ、50ΚΩ、100 ΚΩ;當(dāng)要選用其中一個(gè)跨阻時(shí)，將這個(gè)電阻開關(guān)電路的SEL接電源，其余5組開關(guān)電路都接地即可實(shí)現(xiàn)。所述六個(gè)跨阻能保證跨阻放大器在IyA至20μΑ的寬輸入范圍內(nèi)皆可獲得理想的輸出。
[0038]接收機(jī)的前置放大器雖然已經(jīng)起到了放大電壓的作用，但其主要功能是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，放大倍數(shù)相對(duì)還是較小，輸出電壓還遠(yuǎn)不能滿足驅(qū)動(dòng)終端負(fù)載。所以這時(shí)就要有專門用于放大的主放大器來進(jìn)一步對(duì)電壓進(jìn)行放大，以達(dá)到輸出要求。
[0039]如圖6所示，所述主放大器由4個(gè)基本差分單元直接耦合組成，并在輸出至輸入端連接有失調(diào)補(bǔ)償回路，以彌補(bǔ)CMOS器件之間和電阻器件之間的不匹配，保證電路的正常工作。
[0040]在這種各級(jí)之間直接耦合的放大方式中，各級(jí)放大器的狀態(tài)不是相互獨(dú)立互不影響的，而是相互牽制的，這不僅使各級(jí)的狀態(tài)難以調(diào)整，也存在級(jí)間電子配置的問題。但這個(gè)問題一般來說還是比較好解決的，而難解決的問題是零點(diǎn)漂移問題。所謂零點(diǎn)漂移，是指在輸入端不加信號(hào)的時(shí)候，由于溫度、電源電壓等外界因素的影響，使輸出電壓不為零，而是在零值上下漂移的現(xiàn)象。在零點(diǎn)漂移中，尤以溫度引起的漂移現(xiàn)象最為嚴(yán)重，被稱為溫漂。溫漂在這種直接稱合放大器中，前一級(jí)產(chǎn)生的漂移會(huì)被帶入下一級(jí)中并被放大，特別是第一級(jí)放大器所產(chǎn)生的溫漂對(duì)電路的影響最大，而且放大器的增益越大的話，影響將會(huì)越大。尤其在低電壓環(huán)境下，信號(hào)強(qiáng)度本身就不大，零點(diǎn)漂移的影響就更加明顯。所以減小零點(diǎn)漂移是為了保證設(shè)計(jì)電路輸出的正常而必須要考慮的問題。而差動(dòng)放大器正是解決零點(diǎn)漂移問題最有效的方案。特別是由于集成電路中元器件的匹配性相當(dāng)好，更適用于這種電路形式。
[0041]如圖8所示，所述基本差分單元，為雙端輸入雙端輸出。由于集成電路的元器件對(duì)稱性相對(duì)較好，所以雙端輸出的信號(hào)近似于大小相等反向相反的理想差模信號(hào)，對(duì)下一級(jí)放大器的是理想旳輸入。但是對(duì)于第一級(jí)放大器而言，之前跨阻放大器是單端輸出，在兩極連接時(shí)采用了簡(jiǎn)單的高通濾波電路，一是為了濾除直流分量，二是將跨阻放大器與主放大器獨(dú)立開來，使一些在跨阻放大器中引入的低頻噪聲分量不會(huì)在主放大器中被放大。而濾波后的交流分量接入差分單元的其中一端輸入，另一端提供相同的直流偏置，使兩個(gè)管子達(dá)到對(duì)稱，并同時(shí)開啟，因?yàn)椴顒?dòng)放大器在雙端輸入的情況下放大器的輸出只與兩個(gè)輸入信號(hào)的差值成正比，而與輸入電壓本身大小無關(guān)，所以這樣就將跨阻放大器的單端輸出經(jīng)一級(jí)差分后轉(zhuǎn)為了一組較好的差動(dòng)信號(hào)供后端差分單元繼續(xù)放大。
[0042]而M3管的存在是作為固定偏壓的電流源，為差動(dòng)放大器提供比較恒定的電流，因?yàn)镃MOS作為電流源穩(wěn)定性很好，能使差動(dòng)放大器有更高的共模抑制比，更好的抑制共模信號(hào)。
[0043]由于溫漂，以及工藝產(chǎn)生的誤差、環(huán)境等諸多因素的存在，會(huì)使電路的直流電壓產(chǎn)生偏移，經(jīng)過逐級(jí)放大之后，很可能使后端差動(dòng)放大電路的管子進(jìn)入截止區(qū)或者飽和區(qū)，使整個(gè)主放大器乃至整個(gè)光接收機(jī)無法正常工作。所以對(duì)失調(diào)電壓的補(bǔ)償十分的重要。失調(diào)補(bǔ)償回路是利用簡(jiǎn)單RC低通濾波負(fù)反饋。其原理是在輸出與輸入端接入RC低通濾波負(fù)反饋，消除交流信號(hào)，同時(shí)利用負(fù)反饋對(duì)輸入進(jìn)行補(bǔ)償，盡量減小電路對(duì)工藝偏差及環(huán)境變化的敏感度。
[0044]所述輸出端還包括一個(gè)反相器，首先信號(hào)經(jīng)主放大器放大后，最終為雙端輸出，選擇其中一端輸出連接一耦合電容將直流分量濾出，保留放大后的高頻信號(hào)，然后將此信號(hào)連接一反相器再進(jìn)行輸出。
[0045]在雙端輸出中選擇正確的一端，不是任意一端都可以，因?yàn)閮蓚€(gè)輸出信號(hào)是大小相等方向相反的信號(hào)，也就是相位差為180°，后端反相器會(huì)額外提供180°的相位差，所以這里選擇的輸出端口應(yīng)與最開始光電檢測(cè)模塊感應(yīng)的信號(hào)相位相一致，否則反相信號(hào)輸出到終端電器，可能會(huì)完成不同的指令或者根本毫無反應(yīng)。
[0046]其中Ml為P溝道增強(qiáng)型MOS管，M2為N溝道增強(qiáng)型MOS管。當(dāng)輸入為高電平時(shí)，Ml截止，M2導(dǎo)通，輸出近似為O;當(dāng)輸入為低電平時(shí)，M2截止，Ml導(dǎo)通，輸出近似為VDD，但是當(dāng)輸入電平為VDD\2上下一定范圍時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致兩管都開啟，輸出電壓為介于O與VDD之間的一個(gè)值，這是不利的，所以在前端的電路的設(shè)計(jì)上必須保證合理的放大倍數(shù)，既不能讓自然光等因素在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的電流經(jīng)放大后達(dá)到M2的開啟電壓，也不能讓傳輸數(shù)據(jù)O時(shí)的信號(hào)經(jīng)放大后達(dá)不到一定值使得I開啟。因此，最后設(shè)置了一反相器。
[0047]當(dāng)接入反相器后，可以對(duì)前端電路放大倍數(shù)的要求大大降低，只要高電平放大到約1.3V以上，即可以保證反相器工作在理想狀態(tài)，可以輸出理想的低電平。而放大倍數(shù)的降低也使低電平經(jīng)放大后會(huì)比較小，不會(huì)使管M2開啟，經(jīng)反相器后輸出較為理想的接近電源電壓的高電平。反相器的接入使得電路不需要很大的放大倍數(shù)，就能輸出比較平滑的接近于0V、1.8V的方波，使電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜程度大大降低。
[0048]如圖9所示，一種利用上述光接收裝置的LED照明智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括一個(gè)接入控制器I，連接于外部網(wǎng)絡(luò)6;多個(gè)白光LED照明光源2連接于接入控制器I;多個(gè)光學(xué)探測(cè)器3，連接于接入控制器I;以及多個(gè)用戶設(shè)備5，連接于多個(gè)適配器4，并通過所述多個(gè)適配器進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。所述接入控制器和適配器中均包含有一個(gè)光學(xué)無線通信協(xié)議模塊，該光學(xué)無線通信協(xié)議模塊控制數(shù)據(jù)幀在自白光LED照明光源到適配器的下行鏈路以及自適配器到光學(xué)探測(cè)器的上行鏈路中進(jìn)行傳輸。所述接入控制器用于驅(qū)動(dòng)白光LED照明光源和光學(xué)探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)電學(xué)信號(hào)與光學(xué)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，且所述接入控制器具備與外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信接口，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸控制協(xié)議。所述適配器具有發(fā)射光源和光學(xué)探測(cè)器，且能夠驅(qū)動(dòng)自身具有的發(fā)射光源和光學(xué)探測(cè)器，具備與不同用戶設(shè)備交換數(shù)據(jù)的接口，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸控制協(xié)議。所述適配器具有的發(fā)射光源是符合人眼安全標(biāo)準(zhǔn)的LED或激光器。所述適配器具有的發(fā)射光源，其發(fā)射的光學(xué)信號(hào)至少覆蓋到一個(gè)與接入控制器連接的光學(xué)探測(cè)器。所述適配器具有的光學(xué)探測(cè)器至少在一個(gè)白光LED照明光源光學(xué)信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)。
[0049]在下行鏈路中，接入控制器通過外部網(wǎng)絡(luò)接收遠(yuǎn)端用戶的指令，并根據(jù)指令產(chǎn)控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)編碼后經(jīng)由USB-RS485轉(zhuǎn)換模塊得到RS-485信號(hào)，再通過調(diào)制電路將信號(hào)加載到照明光源上實(shí)現(xiàn)可見光廣播。在接收解調(diào)端，由適配器光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，光電信號(hào)經(jīng)過信號(hào)的放大、濾波、整形、解調(diào)再生還原為信號(hào)，該信號(hào)可以直接被單片機(jī)讀取，還原成控制信號(hào)，完成對(duì)各種電器的控制。而在上行鏈路中，當(dāng)設(shè)備有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，其數(shù)據(jù)經(jīng)過連接的適配器處理，按照一定規(guī)則，在某一時(shí)間通過適配器的光源發(fā)射出去。受限于功耗及人眼安全性問題，適配器的光源功率較小、方向性較強(qiáng)。設(shè)備的發(fā)射不能被設(shè)備和感知監(jiān)聽，只能被接入控制器連接的光學(xué)探測(cè)器接收到。接入控制器捕獲到信號(hào)后，立即將數(shù)據(jù)通過其連接的白光照明光源轉(zhuǎn)發(fā)，這時(shí)設(shè)備和收到該轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，于是知道上行信道被占用。接入控制器連接的照明光源和光學(xué)探測(cè)器有較大的覆蓋范圍，和接入控制器的接收轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制保證了網(wǎng)內(nèi)各接入用戶設(shè)備的信道監(jiān)聽。光鑰匙和智能移動(dòng)終端相結(jié)合，可以很好的運(yùn)用Android系統(tǒng)開發(fā)手機(jī)AAP光密鑰軟件，Android系統(tǒng)是基于Linux的一個(gè)開源的操作系統(tǒng)，主要是使用在移動(dòng)終端(手機(jī)和平板)中。Android系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)平臺(tái)相比，有很大的優(yōu)勢(shì)。它的優(yōu)勢(shì)最主要的體現(xiàn)在它的開放性。Android系統(tǒng)是完全開源的系統(tǒng)，所有的愛好者和廠商都可以參與到Android系統(tǒng)的開發(fā)中來，這就為Android系統(tǒng)的發(fā)展打下了很好基礎(chǔ)。Android系統(tǒng)已經(jīng)成為了全球裝機(jī)量第一大的系統(tǒng)。Android系統(tǒng)的另一大優(yōu)勢(shì)就是基于谷歌公司的平臺(tái)，谷歌公司的地圖、搜索、郵箱等服務(wù)產(chǎn)品，能夠無縫的應(yīng)用到Andr1d系統(tǒng)中去。
[0050]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，其特征在于，包括中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路、電源電路、光電檢測(cè)模塊、開關(guān)電路、前置放大器、主放大器、濾波電容、反相器;所述手中央處理器連接光鑰匙模塊;所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動(dòng)終端，基于智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動(dòng)終端的軟件模塊，通過智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送;所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路;LED燈根據(jù)信號(hào)指令快速通斷，所述光電檢測(cè)模塊快速響應(yīng)，對(duì)每一次接通都接收并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，即為高電平，而每次斷開即為低電平，然后由后端的開關(guān)電路、前置放大器、主放大器、濾波電容、反相器處理，輸出穩(wěn)定的方波信號(hào)用于控制家用電器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，其特征在于，所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊1B和內(nèi)部連線三個(gè)部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)1/0，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，其特征在于，所述光電檢測(cè)模塊輸出電流在1.5μΑ至3.5μΑ之間，而在關(guān)閉頂棚光源且窗簾打開的自然光照射下有約0.2μΑ的輸出；所發(fā)送密鑰為TTL電平信號(hào)，S卩+5V表示高電平“1”，0V表示低電平“O”；基于TTL信號(hào)電平特點(diǎn)，選用低成本、小體積PNP型貼片三極管S8550及其相關(guān)外圍器件，構(gòu)成了LED驅(qū)動(dòng)電路;光鑰匙是基于單片機(jī)STC12C2052AD設(shè)計(jì)的一種發(fā)送端;光鑰匙可以發(fā)送不同的密鑰，所述光鑰匙模塊不是一個(gè)簡(jiǎn)單的一對(duì)一的裝置，而是一個(gè)一對(duì)多的裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)電路包括P溝道增強(qiáng)型MOS管Ml與N溝道增強(qiáng)型MOS管M2組成第一反相器;P溝道增強(qiáng)型MOS管M3與N溝道增強(qiáng)型MOS管M4組成第二反相器;N溝道增強(qiáng)型MOS管M5與P溝道增強(qiáng)型MOS管M6組成CMOS傳輸門;a端連接光電檢測(cè)模塊輸出、b端連接后端放大電路輸入。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，其特征在于，所述前置放大器是跨阻放大器，所述跨阻放大器通過跨接在輸入端和輸出端的反饋電阻構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，其特征在于，在跨阻放大電路上設(shè)置有六組不同阻值R與所述開關(guān)電路并聯(lián)，分別為I ΚΩ、5ΚΩ、10ΚΩ、20KΩ、50ΚΩ、100 ΚΩ ;當(dāng)要選用其中一個(gè)跨阻時(shí)，將這個(gè)電阻開關(guān)電路的SEL接電源，其余5組開關(guān)電路都接地即可實(shí)現(xiàn);所述六個(gè)跨阻能保證跨阻放大器在ΙμΑ至20μΑ的寬輸入范圍內(nèi)皆可獲得理想的輸出。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，其特征在于，所述主放大器由四個(gè)基本差分單元直接耦合組成，并在輸出至輸入端連接有失調(diào)補(bǔ)償回路。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，其特征在于，所述主放大器還包括一差分單元，所述差分單元，為雙端輸入雙端輸出。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)端光控智能控制家居系統(tǒng)，其特征在于，所述失調(diào)補(bǔ)償回路是RC低通濾波負(fù)反饋，在輸出與輸入端接入RC低通濾波負(fù)反饋，消除交流信號(hào);所述輸出端還包括一個(gè)反相。10.—種利用上述1-9任一項(xiàng)所述的LED照明智能控制系統(tǒng)的光接收裝置的LED照明智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)接入控制器，連接于外部網(wǎng)絡(luò);多個(gè)白光LED照明光源連接于接入控制器;多個(gè)光學(xué)探測(cè)器，連接于接入控制器;個(gè)適配器；以及多個(gè)用戶設(shè)備，連接于多個(gè)適配器，并通過所述多個(gè)適配器進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收;所述接入控制器和適配器中均包含有一個(gè)光學(xué)無線通信協(xié)議模塊，該光學(xué)無線通信協(xié)議模塊控制數(shù)據(jù)幀在自白光LED照明光源到適配器的下行鏈路以及自適配器到光學(xué)探測(cè)器的上行鏈路中進(jìn)行傳輸；所述接入控制器用于驅(qū)動(dòng)白光LED照明光源和光學(xué)探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)電學(xué)信號(hào)與光學(xué)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，且所述接入控制器具備與外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信接口，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸控制協(xié)議;所述適配器具有發(fā)射光源和光學(xué)探測(cè)器，且能夠驅(qū)動(dòng)自身具有的發(fā)射光源和光學(xué)探測(cè)器，具備與不同用戶設(shè)備交換數(shù)據(jù)的接口，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸控制協(xié)議;所述適配器具有的發(fā)射光源是符合人眼安全標(biāo)準(zhǔn)的LED或激光器;所述適配器具有的發(fā)射光源，其發(fā)射的光學(xué)信號(hào)至少覆蓋到一個(gè)與接入控制器連接的光學(xué)探測(cè)器;所述適配器具有的光學(xué)探測(cè)器至少在一個(gè)白光LED照明光源光學(xué)信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK106054628SQ201610413657
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】楊定寬
【申請(qǐng)人】蘇州邁奇杰智能技術(shù)有限公司