[发明专利]基于LED通信的工业现场数据采集与控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于LED通信的工业现场数据采集与控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将工业现场各类传感器与LED通信系统的发射端进行封装，构成传感探头；

步骤二：传感器完成对现场数据的采集，发射端将采集到数据信息通过LED光源发射出去；

步骤三：采集到的数据经过自由空间的传输到达LED通信系统的接收端，最终将采集到的数据信息发送到数据终端，完成工业现场数据信息采集；

步骤四：获取控制信息，将控制信息指令命令经过去噪、采样、A/D转换信号作为LED驱动电路的输入信号；

步骤五：利用步骤四中的LED驱动电路输入信号驱动LED发光，发送控制信息；

步骤六：通过LED通信系统将控制信息从终端传输到执行机构，驱动执行机构。

2.一种基于LED通信的工业现场数据采集与控制系统，其特征在于：包括采集系统和控制系统：

所述采集系统包括：传感系统、模拟/数字信号调理电路、数据采集器、LED驱动电路、LED通信系统、数据终端；

所述传感系统由工业现场各类传感器与LED通信系统的发射端进行封装组成，传感系统完成对现场数据的采集；

所述模拟/数字信号调理电路位于传感系统的后面，将传感系统采集到的信号转换为电信号；

所述数据采集器以微处理器为核心，完成对模拟前端功能的数据输入，即通过LED驱动电路驱动LED发光完成数据采集；

所述LED通信系统将数据采集器采集的数据通过LED驱动电路，将信息调制到LED光源上，通过LED的明暗闪烁将数据信息发送到数据终端；

所述数据终端将经LED通信系统传输的数据进行处理、显示和信息保存。

3.根据权利要求2所述的一种基于LED通信的工业现场数据采集与控制系统，其特征在于：所述控制系统包括LED驱动电路、LED通信系统、设备驱动电路、执行机构；

所述LED驱动电路用于完成对语音控制命令的变换，驱动LED发光；

所述LED通信系统用于完成对语音控制命令的传送；

所述设备的驱动电路不同于LED驱动电路，同时为了提高抗干扰性能，其前端与LED通信系统连接时需选用相应的隔离转换电路，完成LED通信系统传输语音命令的转换，作为驱动执行机构的输入信号；

所述执行机构包括电动机、电磁阀等，根据工业现场具体情况选择与布置。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于LED通信的工业现场数据采集与控制系统，其特征在于：

所述LED通信系统使用多输入多输出技术和正交频分复用技术进行结合的方案，采用强度调制/直接检测系统可以准确的恢复出原始的数据信号；

在OFDM系统中，高速数据信息流通过串并转换，分配到速率相对较低的若干子信道中传输，每个子信道中的符号周期相对增加，从而减少因无线信道多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的码间干扰；每个子信道的数据处理流程为：原始的数据流经过串并转换之后，采用16-QAM调制，通过逆离散傅里叶变换再进行并串转换，加入循环前缀作为保护间隔，在保护间隔大于最大多径时延扩展的情况下，从而最大限度地消除多径干扰带来的符号间干扰；使用循环前缀作为保护间隔避免多径带来的信道间干扰；经过数模转换、任意波形发生器处理，通过LED发射出去，经过自由空间的传输到达接收机端。