[发明专利]一种基于光伏技术LIFI通信的地下室家用装置

说明书

技术领域

本发明涉及地下室通信领域，尤其是一种基于光伏技术LIFI通 信的地下室家用装置。

背景技术

太阳能(solarenergy)，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 电或者为热水器提供能源。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。

随着白光LED器件的发展，可见光通信技术得到了越来越多的 重视。可见光无线通信系统主要由光信号发射端和光信号接收端组 成。这种技术运用到构建地下室无线网路通信的具有巨大的优越性， 地下室无线传感器网络由多个低成本、低功耗、多功能的集成化 微型传感器节点组成，这些传感器节点构成无线网络，具有数据 采集、无线通信和信息处理的能力，将多个此类传感器节点布置 在一个特定的区域内，可形成无线传感器网络，它们通过特定的协 议，高效、稳定、准确的进行自组织，并通过各传感器节点协作 进行实时测量、感知和采集各种海洋要素的信息，利用无线通信 技术将观测信息实时传输。

发明内容

本发明的发明目的是，克服现有技术方法的不足，提供了一种 低功耗、体积小、低成本，具有计算能力和通信能力的基于可见光 通信的家用下水节点。

为实现上述发明目的，提出了如下技术方案：

一种基于光伏技术LIFI通信的地下室家用装置，一种基于光 伏技术LIFI通信的地下室家用装置，包括处理器模块、LED发送/ 接收模块、传感器模块、串口通信模块、电源模块、中央处理器、 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；所述处理器模块控制 LED光源发送和接收信息，并协调各外设单元工作；所述LED发送 /接收模块负责节点之间的通信；所述传感器模块负责目标区域信 息的采集；所述串口通信模块与计算机连接，实现数据的收发；所 述电源模块负责节点的能量供给。

所述的现场可编程门阵列电路，内部包括可配置逻辑模块CLB、 输入输出模块IOB和内部连线三个部分；FPGA利用小型查找表(16 ×1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入 端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实 现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些 模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块；FPGA的逻辑是通 过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元 中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间 的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限 次的编程。

所述处理器模块采用低功耗的STM32F405RGT6嵌入式微处理器 作为通信节点的主控芯片，该芯片体积小、质量轻，计算能力能满 足系统要求，同时内部资源丰富，集成了USART，GPIO和ADC等功能， 所以处理器模块只需要一块芯片以及简单的外围电路从而实现体积 小、质量轻和计算能力的要求。