基于LiFi技術的城市路燈管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于LiFi技術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LED路燈；還包含：LiFi基站；所述LiFi基站包含光纖鏈路，所述LiFi基站用于建立訪問端與互聯(lián)網(wǎng)端的連接，處理電信號，接收和/或發(fā)送電信號；?集中控制室；通過互聯(lián)網(wǎng)與所述LiFi基站通訊，所述集中控制室內(nèi)設置服務器和顯示屏；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)控攝像頭；所述監(jiān)控攝像頭與所述控制器通訊連接；所述LED路燈上設置有光電通訊裝置；所述光電通訊裝置包括：LED驅(qū)動器；LED；PIN光電二極管；跨阻放大器；所述控制器通過接收端與所述LED路燈的光電通訊裝置通訊連接。
【專利說明】
基于L i F i技術的城市路燈管理系統(tǒng)
技術領域
[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】
[0002]現(xiàn)有技術中，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;現(xiàn)有的城市道路的路燈控制還是分散式的，每個路燈一個控制器;需要在現(xiàn)場調(diào)試;工作量非常大；
與此同時，可見光通訊(Light Fidelity)已經(jīng)逐漸成熟，已經(jīng)在實驗室完全實現(xiàn)了接入一盞IW的LED燈珠，燈光下4臺電腦即可上網(wǎng)的功能，且最高速率達到3.25G。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，公開了基于LiFi技術的城市路燈管理系統(tǒng)，其通過可見光通訊實現(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]為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn):
基于LiFi技術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LED路燈;還包含:
-LiFi基站;所述LiFi基站包含光纖鏈路，所述LiFi基站用于建立訪問端與互聯(lián)網(wǎng)端的連接，處理電信號，接收和/或發(fā)送電信號；
-集中控制室;通過互聯(lián)網(wǎng)與所述LiFi基站通訊，所述集中控制室內(nèi)設置服務器和顯示屏；
-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)控攝像頭;所述監(jiān)控攝像頭與所述控制器通訊連接；
所述LED路燈上設置有光電通訊裝置;所述光電通訊裝置包括:
-LED驅(qū)動器:通過傳輸總線連接LiFi基站，輸出控制信號；
-LED:接收LED驅(qū)動器的控制信號，根據(jù)電信號特定序列模式發(fā)出光信號；
-PIN光電二極管:接收光信號，轉(zhuǎn)換為電信號；
-跨阻放大器:通過傳輸總線連接LiFi基站，接收PIN光電二極管的電信號，輸出至LiFi 基站(100);
所述控制器通過接收端與所述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模塊、放大模塊和解調(diào)模塊，光電檢測模塊將接收到的光信號處理后，再經(jīng)放大模塊放大后得到放大信號，解調(diào)模塊將所述放大信號解調(diào)為數(shù)據(jù)信號并輸出。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)選實施方式和進一步的改進點如下:
(I)所述控制器還包含儲存有每一個LED路燈的唯一標識的定位識別模塊，所述定位識別模塊通過發(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路燈的唯一標識調(diào)制后得到調(diào)制信號，信號轉(zhuǎn)換模塊將所述調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為LED調(diào)光信號，LED光源模塊接收到所述LED調(diào)光信號后，以一定的頻率閃爍;閃爍信號被所述LED路燈的PIN光電二極管接收。
[0006]進一步的是:所述LED路燈的唯一標識包含對應的LED路燈的位置信息、監(jiān)控攝像頭的位置新型。
[0007](2)所述光纖鏈路，包括信號發(fā)射通路和信號接收通路；所述的光電通訊裝置和LiFi基站，在光通訊過程中，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經(jīng)所述高通濾波器處理后得到高頻信號。
[0009]進一步的是:所述光傳感器由PIN、APD、(XD和/或CMOS感應器構成。
[0010]進一步的是:每一個LED路燈的唯一標識預先儲存在集中控制室的定位服務器端。[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終端;所述訪問終端包含與所述光電通訊裝置無線通訊的接收端;所述接收端與所述控制器的接收端結(jié)構相同；所述訪問終端還包含有用于測量方向信息的陀螺儀和用于測量移動距離信息的加速度傳感器;所述訪問終端通過發(fā)射端傳送所述方向信息和移動距離信息至所述LED路燈的光電通訊裝置;所述訪問終端的發(fā)射端與所述控制器的發(fā)射端結(jié)構相同。
[0012]進一步的是:所述訪問終端為手機或平板電腦。
[0013]本發(fā)明有益效果是:
本發(fā)明公開了基于LiFi技術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)的接入和控制信號的發(fā)出，分布式的管理，非常便于擴展。
[0014]集中控制室;集中控制室一般設于目前的城市監(jiān)控中心，提供視頻信息監(jiān)控和對路燈控制的集中發(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)控攝像頭;所述監(jiān)控攝像頭與所述控制器通訊連接;控制器通過接收端接收集中控制室的控制名稱，監(jiān)控攝像頭和控制器均能被遠程控制，避免了高成本的控制線路的鋪設;需要說明的是，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)光信號的發(fā)出和接收，最終與LiFi基站進行通訊，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的接入，每個LED路燈都成為了一個有效的可見光通訊單元;LED的可見光通訊系統(tǒng)更加的可靠和高效；同時每個LED路燈的光電通訊裝置均為雙向結(jié)構，可以發(fā)射光信號和接收光信號，非常有助于功能拓展以及其他手機等訪問終端的接入；
本發(fā)明的控制器通過接收端與所述LED路燈的光電通訊裝置通訊連接;控制器通過可靠的命令接收來實現(xiàn)集中控制室的遠程控制，該遠程控制由于存在控制器與監(jiān)控攝像頭的連接，也實現(xiàn)了對監(jiān)控攝像頭的遠程控制，功能強大，非常有助于智慧城市的實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的一種【具體實施方式】的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0018]如圖1所示，其示出了本發(fā)明的【具體實施方式】，基于LiFi技術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LED路燈;還包含:
-LiFi基站;所述LiFi基站包含光纖鏈路，所述LiFi基站用于建立訪問端與互聯(lián)網(wǎng)端的連接，處理電信號，接收和/或發(fā)送電信號；
-集中控制室;通過互聯(lián)網(wǎng)與所述LiFi基站通訊，所述集中控制室內(nèi)設置服務器和顯示屏；
-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)控攝像頭;所述監(jiān)控攝像頭與所述控制器通訊連接；
所述LED路燈上設置有光電通訊裝置;所述光電通訊裝置包括:
-LED驅(qū)動器:通過傳輸總線連接LiFi基站，輸出控制信號；
-LED:接收LED驅(qū)動器的控制信號，根據(jù)電信號特定序列模式發(fā)出光信號；
-PIN光電二極管:接收光信號，轉(zhuǎn)換為電信號；
-跨阻放大器:通過傳輸總線連接LiFi基站，接收PIN光電二極管的電信號，輸出至LiFi 基站(100);
所述控制器通過接收端與所述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模塊、放大模塊和解調(diào)模塊，光電檢測模塊將接收到的光信號處理后，再經(jīng)放大模塊放大后得到放大信號，解調(diào)模塊將所述放大信號解調(diào)為數(shù)據(jù)信號并輸出。
[0019]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例:所述控制器還包含儲存有每一個LED路燈的唯一標識的定位識別模塊，所述定位識別模塊通過發(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路燈的唯一標識調(diào)制后得到調(diào)制信號，信號轉(zhuǎn)換模塊將所述調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為LED調(diào)光信號，LED光源模塊接收到所述LED調(diào)光信號后，以一定的頻率閃爍；閃爍信號被所述LED路燈的PIN光電二極管接收。本實施例實現(xiàn)了 LED路燈的定位，可以在集中控制室準確的掌控每一個唯一的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維護。
[0020]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例:所述LED路燈的唯一標識包含對應的LED路燈的位置信息、監(jiān)控攝像頭的位置新型。
[0021]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例:所述光纖鏈路，包括信號發(fā)射通路和信號接收通路;所述的光電通訊裝置和LiFi基站，在光通訊過程中，使用IEEE802.15.7協(xié)議定義物理層和媒體存取控制層。在一種具體實施例中，所述的信號發(fā)射通路，包括ASIC:至少輸出兩個電信號，每個電信號速率至少大于lGbps/s ;均衡器:通過超高速以太網(wǎng)接口XLAUI連接ASIC，接收電信號；CDR&解串器:接收均衡器補償后的電信號，進行時鐘與數(shù)據(jù)恢復并解串；相位補償器:接收CDR&解串器的電信號，在動態(tài)與靜態(tài)電信號間進行相位擬合；串行器:接收相位補償器擬合后的電信號，輸出串行電信號；去加重驅(qū)動器:接收串行器的電信號，進行去加重和放大操作，輸出電信號;FPGA:通過物理介質(zhì)關聯(lián)層接口PMD連接去加重驅(qū)動器。所述的信號接收通路，包括FPGA:接收路燈上傳的電信號；均衡器:接收FPGA發(fā)出對應信號發(fā)射通路中均衡器的電信號;CDR:接收均衡器補償后的電信號，進行時鐘與數(shù)據(jù)恢復；多路轉(zhuǎn)換器:接收經(jīng)CDR恢復后的電信號，輸出至少兩個半速電信號；去加重驅(qū)動器:接收多路轉(zhuǎn)換器的半速電信號，進行去加重和放大操作；ASIC:通過超高速以太網(wǎng)接口XLAUI連接去加重驅(qū)動器，至少接收兩個半速電信號。
[0022]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例:光電檢測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經(jīng)所述高通濾波器處理后得到高頻信號。
[0023]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例:所述光傳感器由PIN、APD、CCD和/或CMOS感應器構成。
[0024]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例:每一個LED路燈的唯一標識預先儲存在集中控制室的定位服務器端。
[0025]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例:還包含與所述LED路燈的光電通訊裝置相互通訊的訪問終端;所述訪問終端包含與所述光電通訊裝置無線通訊的接收端;所述接收端與所述控制器的接收端結(jié)構相同；所述訪問終端還包含有用于測量方向信息的陀螺儀和用于測量移動距離信息的加速度傳感器;所述訪問終端通過發(fā)射端傳送所述方向信息和移動距離信息至所述LED路燈的光電通訊裝置;所述訪問終端的發(fā)射端與所述控制器的發(fā)射端結(jié)構相同。本實施例實現(xiàn)了訪問終端的接入;訪問終端將每一個LED路燈作為一個網(wǎng)絡熱點接入，提升了城市的網(wǎng)絡接入能力，使得人們的生活更加便捷。
[0026]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例:所述訪問終端為手機或平板電腦。
[0027]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化，這些變化涉及本領域技術人員所熟知的相關技術，這些都落入本發(fā)明專利的保護范圍。
[0028]不脫離本發(fā)明的構思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應當理解，本發(fā)明不限于特定的實施方式，本發(fā)明的范圍由所附權利要求限定。
【主權項】
1.基于LiFi技術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LED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基站用于建立訪問端與互聯(lián)網(wǎng)端的連接，處理電信號，接收和/或發(fā)送電信號； -集中控制室;通過互聯(lián)網(wǎng)與所述LiFi基站通訊，所述集中控制室內(nèi)設置服務器和顯示屏； -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)控攝像頭;所述監(jiān)控攝像頭與所述控制器通訊連接； 所述LED路燈上設置有光電通訊裝置;所述光電通訊裝置包括: -LED驅(qū)動器:通過傳輸總線連接LiFi基站，輸出控制信號； -LED:接收LED驅(qū)動器的控制信號，根據(jù)電信號特定序列模式發(fā)出光信號； -PIN光電二極管:接收光信號，轉(zhuǎn)換為電信號； -跨阻放大器:通過傳輸總線連接LiFi基站，接收PIN光電二極管的電信號，輸出至LiFi 基站(100); 所述控制器通過接收端與所述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模塊、放大模塊和解調(diào)模塊，光電檢測模塊將接收到的光信號處理后，再經(jīng)放大模塊放大后得到放大信號，解調(diào)模塊將所述放大信號解調(diào)為數(shù)據(jù)信號并輸出。2.如權利要求1所述的基于LiFi技術的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包含儲存有每一個LED路燈的唯一標識的定位識別模塊，所述定位識別模塊通過發(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路燈的唯一標識調(diào)制后得到調(diào)制信號，信號轉(zhuǎn)換模塊將所述調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為LED調(diào)光信號，LED光源模塊接收到所述LED調(diào)光信號后，以一定的頻率閃爍;閃爍信號被所述LED路燈的PIN光電二極管接收。3.如權利要求2所述的基于LiFi技術的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，所述LED路燈的唯一標識包含對應的LED路燈的位置信息、監(jiān)控攝像頭的位置新型。4.如權利要求1所述的基于LiFi技術的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖鏈路，包括信號發(fā)射通路和信號接收通路;所述的光電通訊裝置和LiFi基站，在光通訊過程中，使用IEEE802.15.7協(xié)議定義物理層和媒體存取控制層。5.如權利要求1所述的基于LiFi技術的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，光電檢測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經(jīng)所述高通濾波器處理后得到高頻信號。6.如權利要求5所述的基于LiFi技術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感應器構成。7.如權利要求2所述的基于LiFi技術的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，每一個LED路燈的唯一標識預先儲存在集中控制室的定位服務器端。8.如權利要求1?7任一所述的基于LiFi技術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終端;所述訪問終端包含與所述光電通訊裝置無線通訊的接收端;所述接收端與所述控制器的接收端結(jié)構相同；所述訪問終端還包含有用于測量方向信息的陀螺儀和用于測量移動距離信息的加速度傳感器;所述訪問終端通過發(fā)射端傳送所述方向信息和移動距離信息至所述LED路燈的光電通訊裝置;所述訪問終端的發(fā)射端與所述控制器的發(fā)射端結(jié)構相同。9.如權利要求8所述的基于LiFi技術的城市路燈管理系統(tǒng)，其特征在于，所述訪問終端為手機或平板電腦。
【文檔編號】H04N7/18GK106060141SQ201610425554
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】沈武勇
【申請人】泉州鑫彩貿(mào)易有限公司