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        浴光人家

        2015-03-31 13:03:58鄭博熙王斛成許超王飛
        物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2015年3期

        鄭博熙+王斛成+許超+王飛

        摘 要:在信息時(shí)代,人類生活離不開通信技術(shù)。相對于有線通信技術(shù)、無線電通信技術(shù),無線光通信技術(shù)具有不受帶寬、頻譜資源限制、無電磁污染、設(shè)備組成簡單、保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。為此本作品采用定向激光解決各類信息的入戶問題,以紅外光和可見光為載體,采用自由空間光通信技術(shù)和可見光通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)信息的無線覆蓋,開發(fā)了融家居供電,照明,媒體信息、網(wǎng)絡(luò)信息、控制信號(hào)傳輸于一體的智能光通信系統(tǒng)——浴光人家。

        關(guān)鍵詞:自由空間光通信;可見光通信;光云播放媒體;LIFI

        1 作品詳細(xì)介紹

        “浴光人家”由信號(hào)塔、激光通信設(shè)備、太陽能電池板、紅外通信燈、LED燈、光端機(jī)和各種家用電器組成。

        信號(hào)塔將信息源包含的信息加載于激光通信設(shè)備形成調(diào)制激光,調(diào)制激光照射在太陽能電池板上;白天,由紅外燈形成全覆蓋、無死角的紅外信息場,“光端機(jī)”將所接收到的信號(hào)傳輸至相應(yīng)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)無線方式的家居內(nèi)部信息互聯(lián)互通;晚間,由LED代替紅外燈解決光纖入戶后的“最后一公里”問題。

        作品主要研究以下四種關(guān)鍵技術(shù),分別對應(yīng)“浴光人家”的功能模塊:

        (1)激光調(diào)制技術(shù)

        以信息塔發(fā)出的音視頻信號(hào)、家用電器控制信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)信息為基帶信號(hào),對激光的調(diào)制技術(shù),實(shí)現(xiàn)激光通信。

        (2)信息融合技術(shù)

        由錄音機(jī)、攝像頭、網(wǎng)線、直插電子元件組成的信息源包含了音頻信號(hào)、視頻信號(hào)、控制信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)信息的多種信息融合技術(shù)。

        (3)自由空間光通信技術(shù)

        自由空間光通信技術(shù)利用波長為850 nm的紅外波,保證在紅外燈/LED燈與光端機(jī)之間存在無遮擋的視距路徑和足夠的光發(fā)射功率,以大氣作為傳輸媒質(zhì)來進(jìn)行光信號(hào)傳送,達(dá)到通信目的。

        (4)可見光通信技術(shù)

        由于白光LED具有功耗低、使用壽命長、尺寸小、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),可見光通信技術(shù)成為了一種在白光LED技術(shù)上發(fā)展起來的新興的無線光通信技術(shù)。與傳統(tǒng)的射頻通信和自由空間光通信技術(shù)相比,可見光通信技術(shù)具有發(fā)射功率高、無電磁干擾、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn),因而“浴光人家”白天使用自由空間光通信技術(shù)、夜間使用可見光通信技術(shù)。

        2 工作原理

        “浴光人家”組成與工作原理框圖如圖1所示

        圖1 “浴光人家”組成與工作原理框圖

        3 作品創(chuàng)新點(diǎn)

        “浴光人家”的創(chuàng)新點(diǎn)核心在于構(gòu)建了激光-紅外/LED復(fù)合式通訊系統(tǒng),并結(jié)合綠色環(huán)保、智能的時(shí)尚家居理念,著重打造了“五個(gè)綠色”。

        (1)綠色通信:采用“信號(hào)塔-紅外中繼-光端機(jī)”的三級光通信結(jié)構(gòu)結(jié)合“激光通信信道+紅外信息場”的雙層結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離高帶寬、高保密信號(hào)傳輸和室內(nèi)的全方位、無死角的信號(hào)覆蓋,避免了電磁污染。

        (2)綠色媒體:利用大氣為信道傳輸音頻、視頻信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)信息、家用電器的控制信號(hào),將復(fù)雜的有線通信變成無形、無線通信,構(gòu)建“光-云播放媒體”,簡化了家居施工工程,降低了裝修成本。

        (3)綠色網(wǎng)絡(luò):將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)融入光信道,基于“浴光人家”的復(fù)合式通信網(wǎng),構(gòu)建了室內(nèi)“LI-FI”,形成全方位、無死角的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。用不到1/5的成本就解決了光纖入戶的“最后一公里”問題。

        (4)綠色控制:在家用電器上嵌入光接收終端——光端機(jī),光端機(jī)接收信息塔發(fā)送的控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)家用電器的遠(yuǎn)距離智能控制。無需更換現(xiàn)有家電,利用極低的成本,便可完成家用電器遠(yuǎn)程控制的無縫接入。

        (5)綠色供電:采用太陽能供電,并使用太陽能板接收來自信號(hào)塔的激光,使激光在完成通信的同時(shí)可以將剩余能量用于室內(nèi)照明供電,真正做到節(jié)約點(diǎn)滴能源。

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