[发明专利]一种带有空间光通信功能的LED照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有空间光通信功能的LED照明系统，属于LED照明与通信领域。

背景技术

LED比现有的白炽灯具有长寿命，高耐湿，耐低温、功耗低和体积小等优点。LED被用于全色显示器，交通信号，以及许多其他手段的照明。现在，基于氮化铟镓的高效蓝光和绿光LED已成为商用。通过混合三基色RGB，我们可以生产混光白光LED。这种白光LED被认为是对未来的照明技术一种创新和挑战。根据日本国际贸易和工业估计，如果LED取代一半目前正在使用中的白炽灯和荧光灯，日本可以节省60%的电力并有效降低温室气体的排放。在欧盟及美国等国家已经提出规划，将LED作为21世纪新一代的照明技术。

光无线通信技术是近十年来迅速发展的一种新型无线通信方式。相比其它短距离通信，光无线通信技术的优势是：绿色环保，照明、通信双结合；光源带宽宽，达400THz；通信网络简易，安全性高。主要在于功能照明设施上增加数据传输辅助功能，将无线通信与室内照明进行结合，实现对信息的上行下行的无线传输，构建了基于光空间传输的照明系统。由于光辐射与日常生活息息相关，无论办公场所还是商业或者私人场所中含有许多含有光源的功能设备，所以光通信技术可以满足移动通信网络覆盖范围广、链路质量高的要求，提供随时随地的便捷数据服务。同时，光通信技术使用光这种特殊的传输介质，可以保证移动通信网络的安全性，包括网络数据安全与用户健康安全，使得用户信息的私密性得到保障，不能被其他用户恶意截获，而且使用者即使长时间处于移动通信网络中，也不会对自身健康造成影响。

光无线通信技术是随着照明光源支持高速开关而发展起来的一种新型通信方式，可以有效的缓解当前射频通信频带紧张的问题，为短距离无线通信提供了一种新的选择方式。室内可见光通信可以满足用户对通信链路安全、稳定、快速以及环保性等方面的要求，为室内无线通信网络提供了一种全新的宽带接入方式。将基于照明光源的光无线通信技术应用于下一代无线通信技术中是可行的，是构建室内无线通信系统的一个备用选择，是对现有无线射频通信技术的一种有效补充。

与此同时，由于光无线通讯正处在起步过程中，目前仍有许多技术上的瓶颈需要攻克，譬如掺黄色荧光粉白光LED引入的时间延迟会影响LED的上升和下降时间，直接影响了LED调制带宽的下降，以及多径效应等等技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有空间光通信功能的LED照明系统，该系统具有传输速度快、调制带宽宽、兼顾照明和光通信、实现智能分时照明等优点。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种带有空间光通信功能的LED照明系统，包括光无线通信模块、LED照明模块、智能照明控制模块；其特征在于光无线通信模块包括光发射模块和光接收模块，光发射模块与LED照明模块连接，光接收模块置于光学天线下，通过智能照明控制模块总线，将光无线通信模块和LED照明模块连接。

所述LED照明模块前端电路包括：整流电路、有源功率因数校正电路、隔离变压器、输出驱动电路；所述整流电路输出端连接有源功率因数校正电路输入端，有源功率因数校正电路输出端连接隔离变压器输入端，隔离变压器输出端连接输出驱动电路输入端，输出驱动电路输出端连接LED灯。

所述光无线通信模块的光发射模块包含可见光发射模块、红外光发射模块、紫外光发射模块；所述光无线通信模块的光接收模块包含可见光接收模块、红外光接收模块、紫外光接收模块；其中：

所述光发射模块包括光电探测器、PWM调光电路，所述光电探测器输出端连接PWM调光电路输入端，PWM调光电路输出端连接LED灯；

所述光接收模块包括前置放大器、时钟提取电路和解码器，前置放大器输出端与时钟提取电路输入端连接，时钟提取电路输出端和解码器输入端连接，解码器输出端连接网络上行输入端。

所述LED照明模块包括RGB三基色白光LED灯、掺荧光粉白光LED灯、红外光LED灯、紫外光LED灯。

所述智能照明控制模块包括DALI控制器、DALI总线、DALI电子镇流器，DALI控制器输出端通过DALI总线与光无线通信模块、LED照明模块连接，多个DALI电子镇流器与RGB三基色白光LED灯、掺荧光粉白光LED灯、红外光LED灯、紫外光LED灯、可见光接收模块、红外光接收模块、紫外光接收模块并联。

所述可见光接收模块包括放置蓝光滤光片。

本发明采用上述技术方案，具有以下技术效果：