一种多网络远程光控的智能加热淋浴系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多网络远程光控的智能加热淋浴系统，包括智能加热淋浴系统、光探测器、多个网络用具、中央处理器、接收天线、光探测器、信号处理电路、电源电路、LED灯现场可编程门阵列电路、电源电路；所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路；所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路。所述光探测器用于将网络信号转换为LED光信号，所述多个网络用具上分别设置有光检测模块，用于接收所述LED光信号。所述基于可见光通信的家庭网络系统能够简化通信光源布线，将可见光通信技术、电力线载波通信技术融合现有家庭网络。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及家庭网络
，尤其是一种基于可见光光通信的家庭网络系统。
技术介绍
太阳能（solar energy），是指太阳的热辐射能（参见热能传播的三种方式），主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为智能加热淋浴系统提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。在现有的无线技术当中，除去基于电磁波传输信息的传统射频通信外， 还有基于光的无线通信，其中，有基于红外激光等的通信技术，还有基于可见光的无线通信技术。可见光通信技术，是利用发光的二极管发出的肉眼觉察不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的。将需要传输的数据加载到光载波信号上，并进行调制，然后利用光电转换器件接收光载波信号并解调以获取信息。可见光通信系统能够覆盖灯光所能达到的范围，不需要电线连接。光通信技术具有极大的发展前景，将为光通信提供一种全新的高速数据接入方式。LED灯具有亮度高、寿命长、性能稳定、节省能源等优点，它将成为下一代的照明工具。由于的高灵敏度和线性调制特性，因此照明系统具有传输信号的能力。与传统的红外和无线电通信相比，可见光通信具有发射功率高、无电磁干扰、无需申请频谱资源和室内不会出现数据泄漏等优点。照明灯无线通信能够在照明的同时实现通信功能，既节能又减少了重复投资，因此，可见光通信系统具有显著的研究意义和较大的发展前景，已被公认为一种新兴的短距离高速无线通信系统。家庭网络（Home Network）是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台，是在家庭范围内实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安（监控）装置及水电气热表设备、家庭求助报警等设备互连和管理，以及数据和多媒体信息共享的系统。涉及到了电信、家电、IT等行业。同时，家庭网络系统是现代智能家居的基础。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是，克服现有技术方法的不足，提供了一种能够简化通信光源布线，将可见光通信技术、电力线载波通信技术融合现有家庭网络的基于可见光通信的家庭网络系统。为实现上述专利技术目的，提出了如下技术方案：包括中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路、智能加热淋浴系统、光探测器、信号调制控制设备、LED 灯、接收天线、信号处理电路、多个网络用具；所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路；所述智能加热淋浴系统中集成设置了控制器、水胆温度测量电路、出水温度测量电路、水胆稳定控制电路、混水控制电路、键盘、显示电路以及光信号接收模块，所述控制器接收光信号接收模块处理后的控制指令，根据所述控制指令，开关所述智能加热淋浴系统，并根据控制指令调节出水温度；其中，所述水胆温度测量电路实时获得水胆内的水胆温度，所述出水温度测量电路用于实时获得出水口的出水温度；所述水胆温度控制电路通过控制进入水胆内的水量以及电热丝的电流大小来控制水胆温度；所述混水控制电路通过控制一个直流电机的正、反转来调节冷、热水的混水比例,从而调节出水温度；所述键盘用于输入温度设置，显示电路用于显示电智能加热淋浴系统的运行状态。所述智能加热淋浴系统还包括水位传感器、温度传感器、湿度采集传感器、声光报警器以及显示电路，当所述智能加热淋浴系统根据控制指令开始工作时，微控制器向所述水位传感器、温度传感器、湿度采集传感器发出执行指令，获得加湿器内的水量数据信号、室温信号以及室内湿度信号，微处理器对所述水量数据信号、室温信号以及室内湿度信号进行放大、测量、A/D 转换之后传送到加湿判断电路，控制加湿器按设定参数工作，同时把数据反馈给所述显示电路进行数据的可视化处理，最终达到对环境进行智能加湿的目的。当环境的相对湿度值高于设定值时或者加湿器水量不足时，所述声光报警器发出报警信号；所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路，其中，所述智能加热淋浴系统通过宽带接入装置与外部网络连接，然后与个人消费终端连接；所述智能加热淋浴系统还设置有备用接口，用于各种扩展应用的安装与连接；所述中央处理器连接光钥匙模块、信号调制控制设备、LED 灯、接收天线、信号处理电路；所述信号调制设备负责调制生成原始的电信号；所述LED灯是单色的LED；所述光探测器是可见光波段响应较好的 CCD光电转换器件；所述接收天线是可变倍数的光学镜头；所述信号处理电路与光探测器相适应，用于视频电信号的处理，以及确定接收光斑的形状、大小和平均接收光功率；所述探照灯和所述接收天线之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述光钥匙模块内设置有智能移动终端，基于智能移动终端操作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的 min-USB 口输出；所输出的秘钥信息，基于智能移动终端OTG 功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的传送；所述光探测器通过电力线通信PLC与智能加热淋浴系统连接，用于将网络信号转换为LED光信号，所述多个网络用具上分别设置有光检测模块，用于接收所述LED光信号；LED和处在其照射范围内的多个网络用具组成封闭的单向通信单元；所述各个通信单元通过电力线通信PLC总线与智能加热淋浴系统互联，实现相互独立的双向通信。可选的，所述网络用具或LED也可以通过备用接口连接至其他控制设备。因此，该系统可以方便地嵌入到其他网络中，构建分布式网络大系统。家庭网关既要实现内部设备之间的互联，又要通过各种接口连接外网，实现信息的交互和共享。因此，家庭网关是整个网络系统的控制中心。家庭网关需具有易于操作的人机交互接口，同时设备要有小巧、低功耗、安装 方便等特点。所述智能加热淋浴系统包括中央处理器及其最小外围电路、电力线通信PLC模块、显示器、触摸模块以及外围接口；所述外围接口包括供电接口、JTAG接口、以太网接口、USB接口、RS485接口、RS232接口、SPI接口；所述触摸模块包括触摸面板和A/D转换器，所述中央处理器连接A/D转换器之后与触摸面板连接；所述中央处理器还连接有EEPROM存储器、SDROM存储器、NORflash闪存；所述中央处理器通过总线缓存器与显示模块连接，所述显示模块包括显示控制器、显示器、NANDflash闪存以VRAM存储器。所述RS485接口与电力线通信PLC模块连接，所述电力线通信PLC模块包括单片机和调制解调器。所发送密钥为 TTL 电平信号，即+5V 表示高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多网络远程光控的智能加热淋浴系统，其特征在于，包括智能加热淋浴系统、光探测器、信号调制控制设备、LED 灯、接收天线、信号处理电路中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路、、多个网络用具；所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路；所述智能加热淋浴系统中集成设置了控制器、水胆温度测量电路、出水温度测量电路、水胆稳定控制电路、混水控制电路、键盘、显示电路以及光信号接收模块，所述控制器接收光信号接收模块处理后的控制指令，根据所述控制指令，开关所述智能加热淋浴系统，并根据控制指令调节出水温度；其中，所述水胆温度测量电路实时获得水胆内的水胆温度，所述出水温度测量电路用于实时获得出水口的出水温度；所述水胆温度控制电路通过控制进入水胆内的水量以及电热丝的电流大小来控制水胆温度；所述混水控制电路通过控制一个直流电机的正、反转来调节冷、热水的混水比例,从而调节出水温度；所述键盘用于输入温度设置，显示电路用于显示电智能加热淋浴系统的运行状态；所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路，其中，所述智能加热淋浴系统通过宽带接入装置与外部网络连接，然后与个人消费终端连接；所述智能加热淋浴系统还设置有备用接口，用于各种扩展应用的安装与连接；所述中央处理器连接光钥匙模块、信号调制控制设备、LED 灯、接收天线、信号处理电路；所述信号调制设备负责调制生成原始的电信号；所述LED灯是单色的LED；所述光探测器是可见光波段响应较好的 CCD光电转换器件；所述接收天线是可变倍数的光学镜头；所述信号处理电路与光探测器相适应，用于视频电信号的处理，以及确定接收光斑的形状、大小和平均接收光功率；所述探照灯和所述接收天线之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述光钥匙模块内设置有智能移动终端，基于智能移动终端操作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的 min‑USB 口输出；所输出的秘钥信息，基于智能移动终端OTG 功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的传送；所述光探测器通过电力线通信PLC与智能加热淋浴系统连接，用于将网络信号转换为LED光信号，所述多个网络用具上分别设置有光检测模块，用于接收所述LED光信号；LED和处在其照射范围内的多个网络用具组成封闭的单向通信单元；所述各个通信单元通过电力线通信PLC总线与智能加热淋浴系统互联，实现相互独立的双向通信。...

【技术特征摘要】
1.一种多网络远程光控的智能加热淋浴系统，其特征在于，包括智能加热淋浴系统、光探测器、信号调制控制设备、LED 灯、接收天线、信号处理电路中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路、、多个网络用具；所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路；所述智能加热淋浴系统中集成设置了控制器、水胆温度测量电路、出水温度测量电路、水胆稳定控制电路、混水控制电路、键盘、显示电路以及光信号接收模块，所述控制器接收光信号接收模块处理后的控制指令，根据所述控制指令，开关所述智能加热淋浴系统，并根据控制指令调节出水温度；其中，所述水胆温度测量电路实时获得水胆内的水胆温度，所述出水温度测量电路用于实时获得出水口的出水温度；所述水胆温度控制电路通过控制进入水胆内的水量以及电热丝的电流大小来控制水胆温度；所述混水控制电路通过控制一个直流电机的正、反转来调节冷、热水的混水比例,从而调节出水温度；所述键盘用于输入温度设置，显示电路用于显示电智能加热淋浴系统的运行状态；所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路，其中，所述智能加热淋浴系统通过宽带接入装置与外部网络连接，然后与个人消费终端连接；所述智能加热淋浴系统还设置有备用接口，用于各种扩展应用的安装与连接；所述中央处理器连接光钥匙模块、信号调制控制设备、LED 灯、接收天线、信号处理电路；所述信号调制设备负责调制生成原始的电信号；所述LED灯是单色的LED；所述光探测器是可见光波段响应较好的 CCD光电转换器件；所述接收天线是可变倍数的光学镜头；所述信号处理电路与光探测器相适应，用于视频电信号的处理，以及确定接收光斑的形状、大小和平均接收光功率；所述探照灯和所述接收天线之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述光钥匙模块内设置有智能移动终端，基于智能移动终端操作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的 min-USB 口输出；所输出的秘钥信息，基于智能移动终端OTG 功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的传送；所述光探测器通过电力线通信PLC与智能加热淋浴系统连接，用于将网络信号转换为LED光信号，所述多个网络用具上分别设置有光检测模块，用于接收所述LED光信号；LED和处在其照射范围内的多个网络用具组成封闭的单向通信单元；所述各个通信单元通过电力线通信PLC总线与智能加热淋浴系统互联，实现相互独立的双向通信。2.根据权利要求1所述的一种多网络远程光控的智能加热淋浴系统，其特征在于，所述远距离可见光通信系统设备主要包括发射端和接收端；发射端可使用OOK、PPM 等调制方式，光源将调制好的光信号以高速、明暗变化的规律进行发射，采用大功率低束散角阵列 LED 作为光源，由于调制速率在一百比特量级，可以采用单片机配合 C++软件编程进行发射端的软硬件设计，实现字符串的发送；接收端，采用 CCD 作为光探测器，硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：王烨，
申请(专利权)人：苏州杰姆斯特机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32