CN103297136A - 一种led控制系统及led控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种LED控制系统，其包括用于根据用户指令发射光信号的光信号发射系统和多个光信号接收和处理系统，所述光信号接受和处理系统包括用于检测所述光信号并将所述光信号转换为电流信号的光信号检测模块，用于将所述电流信号转换为电压信号的电压信号转换模块，用于将所述电压信号转换为数字信号的数字信号获取模块，用于将所述数字信号解码为用户指令的解码模块以及用于根据所述用户指令控制电器电源通断的信号判断模块。本发明采用可见光通信控制电器的通断，加强了公开场所电器的安全性能并提升用户使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及LED光通信技术领域，尤其涉及一种LED控制系统及LED控制方法。
背景技术
随着电器的日益普及，目前在各类公共场所，例如超市、博物馆、医院等都存在大量的、各种各样的电器。每样电器通过各自的电源插口接通电源，当某件电器电源插口老化导致线路短路或其他问题而引起火灾时，将给公共安全造成很大影响。为了杜绝此种情况的发生，目前采取的预防措施为当不需要使用时，将全部的电源开关关闭。现有电源开关通过断电器或接触器实现，通过物理方式切断电路连接，然而断电器或接触器的使用一方面不是很安全，不懂操作的使用者很容易操作不当，另一方面断电器或接触器的使用不方便，使用者需手动扳下开关才能达到切断电源的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的上述不足，提出一种使用安全且方便的LED控制系统。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是提出一种LED控制系统，其包括用于根据用户指令发射光信号的光信号发射系统和多个光信号接收和处理系统，所述光信号接受和处理系统包括用于检测所述光信号并将所述光信号转换为电流信号的光信号检测模块，用于将所述电流信号转换为电压信号的电压信号转换模块，用于将所述电压信号转换为数字信号的数字信号获取模块，用于将所述数字信号解码为用户指令的解码模块以及用于根据所述用户指令控制电器电源通断的信号判断模块。
进一步地，所述信号判断模块还包括比对模块，所述比对模块判断所述解码模块解码得到的用户指令是否符合预设条件，若符合则根据所述用户指令控制电器电源通断。
进一步地，所述LED控制系统还包括第二校验模块，所述第二校验模块检验解码模块解码得到的用户指令是否出现差错。
进一步地，所述第二校验模块采用CRC校验运算方式校验所述用户指令。
进一步地，所述电压信号转换模块采用对数放大器将所述电流信号转换为电压信号。
进一步地，所述数字信号获取模块包括运算放大器与比较器，所述电压信号分别输出至所述运算放大器与所述比较器，所述运算放大器输出所述电压信号的平均伏值至所述比较器，所述比较器比对所述电压信号的伏值与所述平均伏值，当所述电压信号的伏值高于所述平均伏值时输出数字信号“1”，当所述电压信号的伏值低于所述平均伏值时输出数字信号“0”。
进一步地，所述光信号发射系统包括光信号发射模块，用于存储用户指令的指令存储模块，用于将所述用户指令编码为二进制编码的编码模块，用于将所述二进制编码转换为上下沿触发信号的信号转换模块，用于根据所述上下沿触发信号驱动所述光信号发射模块发出可见光信号的驱动模块。
进一步地，所述光信号发射系统集成于遥控器、手机、手电筒、MP3或平板电脑中。
本发明还提供一种LED控制方法，包括步骤：
将用户指令以可见光信号发射；
接收所述可见光信号，所述可见光信号包括LED光信号；
将所述可见光信号转换为电流信号，将所述电流信号转换为电压信号，将所述电压信号转换为数字信号；
将所述数字信号解码为用户指令并根据所述用户指令接通或切断电器电源。
进一步地，所述用户指令被编码为二进制数据，所述二进制数据被转换为上下沿触发信号，所述上下沿触发信号驱动光信号发射模块发出可见光信号。
本发明采用可见光通信的方式实现控制医院、超市、商场、图书馆等公共场所电器通断的功能，其传输速率高达每秒千兆，且光通信采用可见光传输数据，其数据不宜被干扰和捕获，同时光通信设备制作简单、不易损坏或消磁。相比射频技术，由于无线电磁波通信的频段被占用较多，可用频段较少，而光通信的频谱资源丰富，设计者可随意选择最适合工作场景的频率进行设计，且光通信可以使用任何通信协议、适用于任何环境。进一步地，本发明光信号发射系统可制作为单独的光信号发射器，也可集成于可发出可见光的各类便携设备中，例如集成于手机、MP3、手电筒、平板电脑等中，大大提升了使用者的用户体验，使得操作更为方便和快捷。
附图说明
图1为本发明LED控制系统的结构示意图；
图2为光信号发射系统的结构示意图；
图3为光信号接收和处理系统的结构示意图；
图4为本发明LED控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明LED控制系统的结构示意图。图1中，该系统包括光信号发射系统1以及多个光信号接收和处理系统2。光信号发射系统1将使用者的操作指令以可见光形式发射出去，该可见光可为LED光；多个光信号接收和处理系统2接收到可见光信号后将其解码、比对并最终输出控制信号给各电器。
请参照图2，图2光信号发射系统1的结构示意图。光信号发射系统1包括光信号发射模块10，本实施例中，光信号发射模块10即为LED灯；用于存储用户指令的指令存储模块11，指令存储模块11中存储的指令可为开启各电器的开启指令和关闭各电器的关闭指令，开启指令和关闭指令的输入可采用按钮输入或触摸控制输入等方式；用于将指令存储模块11中存储的用户指令编码为二进制编码的编码模块12，本实施例中，可通过曼彻斯特编码方式将所述指令编码为二进制数据；用于将所述二进制数据转换为上下沿触发信号的信号转换模块13；用于根据所述上下沿触发信号驱动所述光信号发射模块10发出可见光信号的驱动模块14。具体地，当驱动模块14接收到上升沿触发信号时触发光信号模块10亮起，当驱动模块14接收到下降沿触发信号时触发光信号发射模块10熄灭。优选地，为了保证指令的安全性和稳定性，在编码模块12后还包括第一校验模块15，第一校验模块15校验编码模块12编码的二进制编码是否出现差错。本实施例中，第一校验模块15采用CRC(Cyclic Redundancy Check)校验运算方式对二进制编码校验。
本实施例中，指令存储模块11、编码模块12、信号转换模块13、校验模块15可集成于MCU(Micro Control Unit)中。光信号发射系统1可制作为单独的光信号发射器，也可集成于可发出可见光的各类便携设备中，例如集成于手机、MP3、手电筒、平板电脑等中。
如图3所示，图3为光信号接收和处理系统2的结构示意图。光信号接收和处理系统2包括光信号检测模块20、所述光信号检测模块20用于检测光信号发射系统1发射的光信号并将该光信号转换为电流信号；用于将所述电流信号转换为电压信号的电压信号转换模块21，本实施例中，电流信号通过对数放大器被转换为电压信号；用于将所电压信号转换为数字信号的数字信号获取模块22；本实施例中，数字信号获取模块22包括运算放大器220以及比较器221，电压信号分别输出至运算放大器220和比较器221，其中运算放大器220将电压信号的全部伏值求解运算得到其平均伏值并将该平均伏值输出至比较器221，比较器221根据该平均伏值对电压信号进行判别，当电压信号的伏值低于平均伏值时输出数字信号“0”，当电压信号的伏值高于平均值时输出数字信号“1”；用于将数字信号解码为光信号发射系统1发出的指令的解码模块23，解码模块23的解码方式与编码模块12的编码方式对应，本实施例中即为曼彻斯特解码方式；信号判断模块24，用于根据解码得到的用户指令控制电器电源通断。优选地，所述信号判断模块24中还包括比对模块，该比对模块用于判断解码得到的指令是否符合预设条件，若符合则根据指令对电器进行相应的切断电源或接通电源的操作，若不符合则可以选择不动作或输出报警信息。该预设条件可以是解码得到的指令与存储在信号判断模块24内部的指令一致，也可以是解码得到的指令与存储在信号判断模块24内部的指令存在对应关系。
优选地，在解码模块23后还包括第二校验模块25，第二校验模块25校验解码模块23解码出来的指令是否出现差错。本实施例中，第二校验模块25同样采用CRC(Cyclic Redundancy Check)校验运算方式对解码模块23解码出来的指令校验。
本发明采用可见光通信的方式实现控制医院、超市、商场、图书馆等公共场所电器通断的功能，其传输速率高达每秒千兆，且光通信采用可见光传输数据，其数据不宜被干扰和捕获，同时光通信设备制作简单、不易损坏或消磁。相比射频技术，由于无线电磁波通信的频段被占用较多，可用频段较少，而光通信的频谱资源丰富，设计者可随意选择最适合工作场景的频率进行设计，且光通信可以使用任何通信协议、适用于任何环境。
本发明还提供一种LED控制电器通断的方法，该方法的流程图如图4所示。该方法包括：
S1：将用户指令以可见光信号发射；
具体地，该用户指令可为接通电器电源指令或切断电器电源指令，该用户指令先被编译为二进制数据，编译方式可为曼彻斯特编码方式；二进制数据被转换为上下沿触发信号，上下沿触发信号驱动光信号发射模块发出可见光信号。
S2：接收所述可见光信号，所述可见光信号包括LED光信号；
S3：将所述可见光信号转换为电流信号，将所述电流信号转换为电压信号，将所述电压信号转换为数字信号；
具体地，电压信号首先被求解出其电压值的均值，而后分别比较电压信号的各个电压值与该均值，当电压信号中某一电压信号的电压值高于均值时输出数字信号“1”，当电压信号中某一电压信号的电压值小于均值时输出数字信号“0”。
S4：将数字信号解码为用户指令并根据该用户指令接通或切断电器电源；
数字信号解码为指令的解码方式与步骤S1中将指令编码的编码方式对应，本实施例中，均采用曼彻斯特编码方式或解码方式。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种LED控制系统，其特征在于：包括用于根据用户指令发射光信号的光信号发射系统和多个光信号接收和处理系统，所述光信号接受和处理系统包括用于检测所述光信号并将所述光信号转换为电流信号的光信号检测模块，用于将所述电流信号转换为电压信号的电压信号转换模块，用于将所述电压信号转换为数字信号的数字信号获取模块，用于将所述数字信号解码为用户指令的解码模块以及用于根据所述用户指令控制电器电源通断的信号判断模块。
2.如权利要求1所述的LED控制系统，其特征在于：所述信号判断模块还包括比对模块，所述比对模块判断所述解码模块解码得到的用户指令是否符合预设条件，若符合则根据所述用户指令控制电器电源通断。
3.如权利要求1所述的LED控制系统，其特征在于：所述LED控制系统还包括第二校验模块，所述第二校验模块检验解码模块解码得到的用户指令是否出现差错。
4.如权利要求3所述的LED控制系统，其特征在于：所述第二校验模块采用CRC校验运算方式校验所述用户指令。
5.如权利要求1所述的LED控制系统，其特征在于：所述电压信号转换模块采用对数放大器将所述电流信号转换为电压信号。
6.如权利要求1或5所述的LED控制系统，其特征在于：所述数字信号获取模块包括运算放大器与比较器，所述电压信号分别输出至所述运算放大器与所述比较器，所述运算放大器输出所述电压信号的平均伏值至所述比较器，所述比较器比对所述电压信号的伏值与所述平均伏值，当所述电压信号的伏值高于所述平均伏值时输出数字信号“1”，当所述电压信号的伏值低于所述平均伏值时输出数字信号“0”。
7.如权利要求1所述的LED控制系统，其特征在于：所述光信号发射系统包括光信号发射模块，用于存储用户指令的指令存储模块，用于将所述用户指令编码为二进制编码的编码模块，用于将所述二进制编码转换为上下沿触发信号的信号转换模块，用于根据所述上下沿触发信号驱动所述光信号发射模块发出可见光信号的驱动模块。
8.如权利要求1或7所述的LED控制系统，其特征在于：所述光信号发射系统集成于遥控器、手机、手电筒、MP3或平板电脑中。
9.一种LED控制方法，其特征在于：包括步骤：
将用户指令以可见光信号发射；
接收所述可见光信号，所述可见光信号包括LED光信号；
将所述可见光信号转换为电流信号，将所述电流信号转换为电压信号，将所述电压信号转换为数字信号；
将所述数字信号解码为用户指令并根据所述用户指令接通或切断电器电源。
10.如权利要求9所述的LED控制方法，其特征在于：所述用户指令被编码为二进制数据，所述二进制数据被转换为上下沿触发信号，所述上下沿触发信号驱动光信号发射模块发出可见光信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENZHEN GUANGQI INTELLIGENT PHOTONICS TECHNOLOGY Free format text: FORMER OWNER: SHENZHEN KUANG-CHI INNOVATION TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20150709 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20150709 Address after: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Futian District Shennan Road and CaiTian Road intersection East Xintiandi Plaza C block 2007-27 Applicant after: Shenzhen Guang Qi intelligent photonic Technology Co., Ltd. Address before: 518034 A international business center, No. 1061, Xiang Mei Road, Guangdong, Shenzhen, Futian District, China 18B Applicant before: Shenzhen Kuang-Chi Innovation Technology Co., Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130911 |