專利名稱：基于可見光通信的led燈入侵報警器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及安防領域，尤其涉及一種基于可見光通信的LED燈入侵報警器。
背景技術：
無線光通信技術又稱可見光通訊，其通過LED光源的高頻率閃爍來進行通信，有光代表1，無光代表0，其傳輸速率高達每秒上千兆。無線光通信通過可見光來進行數(shù)據(jù)傳輸，與微波技術相比，有相當豐富的頻譜資源，是一般微波通信和無線通信無法比擬的；同時可見光通信可以適用任何通信協(xié)議、適用于任何環(huán)境；在安全性方面，不必擔心通信內容被人竊??；無線光通信的設備靈活便捷，且成本很低，適合大規(guī)模普及應用。入侵報警系統(tǒng)作為個人或公共財產(chǎn)最可靠、最有效的保護系統(tǒng)，在國內外都得到 了廣泛的應用。大部分的政府部門、金融部門及商業(yè)單位均安裝使用入侵報警系統(tǒng)。實際使用效果表明，安裝使用入侵報警系統(tǒng)能有效減少入屋盜竊、搶劫等罪案的發(fā)生，保障人生及財產(chǎn)安全。入侵探測器作為入侵報警系統(tǒng)的入侵檢測設備，其可靠性具有重大意義。目前，現(xiàn)有的入侵探測器包括紅外入侵探測器、微波入侵探測器、超聲波入侵探測器、振動入侵探測器、磁開關入侵探測器和被動紅外入侵探測器等?，F(xiàn)有的所述探測器有一個共同點就是都是隱藏的探測裝置，且無論是主動還是被動的探測器，其只能起到探測作用，且對惡劣氣候環(huán)境的適應性差，容易被干擾，因氣候環(huán)境所產(chǎn)生的誤報警幾率多，且容易失效，從而影響整個入侵報警系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于，針對上述現(xiàn)有技術的不足，提出一種基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其可靠性較好，不易被發(fā)現(xiàn)和干擾，隱蔽性及安全性極佳。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是，提出一種基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其包括LED燈及光信號接收器；所述LED燈為LED裝飾燈或照明燈，并用于向所述光信號接收器發(fā)射含有信息的光信號；所述光信號接收器用于接收所述光信號，并將所述光信號轉換成電信號傳送給監(jiān)控報警系統(tǒng)。進一步地，所述LED燈包括微處理器模塊及光信號發(fā)射模塊，所述微處理器模塊用于固化發(fā)射信息，并根據(jù)所述發(fā)射信息控制所述光信號發(fā)射模塊發(fā)射含有所述發(fā)射信息的光信號。進一步地，所述光信號發(fā)射模塊包括驅動單元及發(fā)光單元，所述驅動單元用于驅動所述發(fā)光單元。進一步地，所述LED燈還包括碼型變換模塊，所述碼型變換模塊用于將所述微處理器模塊輸出的NRZ碼的數(shù)字信號變換成CMI碼的數(shù)字信號。進一步地，所述碼型變換模塊包括采樣電路、判決電路、翻轉電路、反相電路、開關電路及合成電路，所述采樣電路、判決電路及翻轉電路順秩電連接，所述反相電路、開關電路及合成電路順秩電連接；所述采樣電路與所述微處理器模塊電連接，所述采樣電路及反相電路均與位同步信號輸入點電連接，所述開關電路與所述判決電路電連接，所述合成電路與所述翻轉電路電連接。進一步地，所述微處理器模塊設置有用于對輸出的信息進行編碼以及加密的微處理器，所述微處理器是單片機、FPGA或DSP。進一步地，所述微處理器電連接有Micro USB接口。進一步地，所述光信號接收器包括光信號接收模塊及譯碼模塊，所述光信號接收 模塊用于將LED燈發(fā)射過來的光信號轉換成電信號；所述譯碼模塊用于將光信號接收模塊傳過來的CMI碼的數(shù)字信號譯成NRZ碼的數(shù)字信號。進一步地，所述譯碼模塊包括高低位分離電路及譯碼運算電路，所述高低位分離電路用于將接收到的CMI碼的高低位進行分離，所述譯碼運算電路用于對所述CMI碼分離后的高低位進行同或運算。進一步地，所述光信號接收器還包括均衡整形模塊，所述均衡整形模塊用于對光信號接收模塊輸出的信號進行消除碼間干擾并糾正脈沖波形。綜上所述，本發(fā)明基于可見光通信的LED燈入侵報警器利用可見光通信進行主動探測，因而不易被干擾，可靠性較好；其除了具有普通的入侵探測功能之外，利用可見光特性，可以制作成各種LED裝飾燈或LED照明燈等，因而不易被發(fā)現(xiàn)，隱蔽性及安全性極佳。


圖I是本發(fā)明LED燈一種實施例的原理框圖。圖2是圖I所示本發(fā)明碼型變換模塊的原理框圖。圖3是本發(fā)明光信號接收器一種實施例的原理框圖。圖4是圖3所示本發(fā)明光信號接收模塊的原理框圖。圖5是圖3所示本發(fā)明均衡整形模塊的原理框圖。圖6是圖3所示本發(fā)明譯碼模塊的原理框圖。圖7是本發(fā)明與中央安防監(jiān)控系統(tǒng)配合形成入侵報警系統(tǒng)的原理框圖。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述請參閱圖I及圖7，本發(fā)明公開了一種基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其包括LED燈I及光信號接收器2，所述LED燈I包括電源模塊11、微處理器模塊12、碼型變換模塊13及光信號發(fā)射模塊14,所述電源模塊11與所述微處理器模塊12、碼型變換模塊13及光信號發(fā)射模塊14電連接，并用于為所述微處理器模塊12、碼型變換模塊13及光信號發(fā)射模塊14供電。所述電源模塊11還可用于與220V的交流電連接，并通過所述交流電為所述LED燈I供電。所述微處理器模塊12設置有用于對輸出的信息進行編碼以及加密的微處理器及與所述微處理器電連接的串口及Micro USB接口，所述微處理器可以是單片機、FPGA或DSP，在本實施例中，所述微處理器是單片機，發(fā)射信息固化在所述單片機內，所述單片機根據(jù)所述開鎖密碼輸出碼型是NRZ碼的數(shù)字信號，所述串口用于發(fā)送所述NRZ碼的數(shù)字信號至所述碼型變換模塊13。所述Micro USB接口可根據(jù)用戶的需要，從USB主機下載發(fā)射信息至所述微處理器內。請參閱圖2，所述碼型變換模塊13用于將所述NRZ碼的數(shù)字信號變換成CMI碼的數(shù)字信號。CMI (coded mark inversion,傳號反轉碼)碼是一種1B2B碼(一位信息碼，二位碼元)，即將傳過來的一位碼字用兩位碼字來表示。當傳過來“0”碼時，編碼輸出固定的“01”碼；當傳過來的是“I”碼時，編碼輸出“00”或者“11”碼，并且交替出現(xiàn)。在本實施例中，所述碼型變換模塊13主要是通過對NRZ碼的采樣，當NRZ碼是I時，輸出CMI碼的11，當NRZ碼是0時，輸出碼型01。所述碼型變換模塊13包括采樣電路131、判決電路132、翻轉電路133、反相電路134、開關電路135及合成電路136，所述采樣電路131、判決電路132及翻轉電路133依秩電連接，所述反相電路134、開關電路135及合成電路136依秩電連接；所述采樣電路131與所述微處理器模塊12電連接，所述采樣電路131及反相電路134均與位同步信號BS輸入 點電連接，所述開關電路135與所述判決電路132電連接，所述合成電路136與所述翻轉電路133電連接。所述碼型變換模塊13形成的CMI碼從所述合成電路136輸出。通過所述碼型變換模塊13將所述NRZ碼的數(shù)字信號變換成CMI碼的數(shù)字信號，所述CMI碼具有以下優(yōu)點(1)不存在直流分量，且低頻分量較?。?2)信息碼流中具有很強的時鐘分量，便于從信號中提取時鐘信息；(3)具有一定的糾錯能力。因而，可降低信號傳輸?shù)恼`碼率。所述光信號發(fā)射模塊14是基于LED (發(fā)光二極管)的信號發(fā)射模塊，其用于根據(jù)所述碼型變換模塊13輸出的信號發(fā)射含有信息的光信號，其包括驅動單元141及發(fā)光單元142，所述驅動單元141用于根據(jù)所述碼型變換模塊13輸出的信號驅動所述發(fā)光單元142不斷閃滅。所述發(fā)光單元142可以是能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等彩色光中一種或混合顏色的彩色發(fā)光光源。在本實施例中，所述發(fā)光單元142發(fā)出的光為用于照明的白光，其在驅動單元141的驅動下不斷進行高速的閃滅，形成代表0和I信號的光信號，因而本發(fā)明在通信的同時還可提供照明。發(fā)光二級管是半導體發(fā)光光源，不僅亮度高、可靠性高、能量損耗低、尺寸小、綠色環(huán)保，更具有調制性能好、響應靈敏度高等優(yōu)點。本發(fā)明的所述LED燈可設計成各種便于懸掛的形狀，以更進一步作裝飾用。請參閱圖3及圖4，所述光信號接收器2包括光信號接收模塊21、均衡整形模塊22及譯碼模塊23。所述光信號接收模塊21用于將LED燈發(fā)射過來的光信號轉換成電信號。所述光信號接收模塊21包括光電探測器211、信號放大器212及帶通濾波器213，所述光電探測器211及所述帶通濾波器213均分別與所述信號放大器212電連接。所述信號放大器212是跨阻放大器。請參閱圖5，所述均衡整形模塊22用于對光信號接收模塊21輸出的信號進行消除碼間干擾并糾正脈沖波形，其包括相互電連接的運算放大器221及比較器222，所述運算放大器221的輸入端及所述比較器222的一輸入端均與所述光信號接收模塊21的信號放大器212輸出端電連接，所述比較器222的輸出端與所述譯碼模塊23電連接。請參閱圖6，所述譯碼模塊23用于將光信號接收模塊21經(jīng)整形后傳過來的CMI碼的數(shù)字信號譯成NRZ碼的數(shù)字信號，其包括高低位分離電路231及譯碼運算電路232，所述高低位分離電路231用于將接收到的CMI碼的高低位進行分離，所述譯碼運算電路232用于對所述CMI碼分離后的高低位進行同或運算。
所述高低位分離電路231設置有若干D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器設置有數(shù)據(jù)輸入端D，時鐘輸入端CLK、反相置位端SD及數(shù)據(jù)輸出端Q。輸入的CMI碼在時鐘CP的作用下被各個D觸發(fā)器鎖存。當時鐘CP下降沿達到時(此時對應第一位CMI碼的中點時刻)，經(jīng)過反相器成為上升沿，此刻D觸發(fā)器輸出第一位CMI碼的值，并處于保存狀態(tài)，實現(xiàn)對第一位CMI碼值的鎖存。經(jīng)過一個CMI碼元寬度時間，時鐘CP的上升沿到達(此時對應第二位CMI碼中點時刻)，D觸發(fā)器輸出第二位的CMI碼值，與此同時，第一位被鎖存的CMI碼進入第二個D觸發(fā)器，從而實現(xiàn)兩個CMI碼的分離。所述譯碼運算電路232包括一個異或門和一個D觸發(fā)器，其中，異或門分別接碼位分離電路的第一、第二位CMI碼輸出，NRZ為譯碼輸出。由CMI譯碼原理可知，只要將CMI碼的第一、第二位進行同或運算，就得其對應的NRZ碼，所 以，本實施例將CMI碼第一、第二位先經(jīng)過異或門再做反相運算，即得譯碼輸出。本發(fā)明與監(jiān)控報警系統(tǒng)電連接，便形成入侵報警系統(tǒng)。在本實施例中，若干所述LED燈I及若干與中央安防監(jiān)控系統(tǒng)3電連接的光信號接收器2便可形成入侵報警系統(tǒng)(如圖7所示)，其用在各種會場、展廳等類似環(huán)境時隱蔽性極好，且由于光的直線傳播性，其信號不易被不法分子干擾。該入侵報警系統(tǒng)工作原理如下LED燈I通過高頻閃爍的燈光將特定的信息發(fā)給相應的信號接收器2，每個信號接收器2在工作時有三種工作狀態(tài)I、正常接收LED光信號狀態(tài)；2、LED光信號丟失狀態(tài)；3、較短時間丟失信號狀態(tài)。每個信號接收器2會時刻返回自己的狀態(tài)給安防監(jiān)控系統(tǒng)3，而中央安防監(jiān)控系統(tǒng)3根據(jù)相應接收器的狀態(tài)來判斷是否有入侵，并發(fā)出警報。假設在正常工作狀態(tài)下，所述LED燈I給所述信號接收器2發(fā)射的信息是“101101”。當所有信號接收器2均處于正常狀態(tài)時(狀態(tài)1)，即所述信號接收器2接收到的信息均為“101101”，則一切正常，不必發(fā)出警報；當少數(shù)(個數(shù)小于設定值)的信號接收器2處于信號丟失狀態(tài)時(狀態(tài)2)，即所述信號接收器2接收到的信息不是“101101”，則發(fā)出故障警報，請求排除相應故障或屏蔽此接收器；當某個信號處于短時間信號丟失狀態(tài)(狀態(tài)3)時，即所述信號接收器2接收到的信息不是“101101”，系統(tǒng)認為是其他外界干擾情況(例如昆蟲阻擋燈光等)，不予發(fā)出警報；而當多個信號處于短時信號丟失狀態(tài)(狀態(tài)3)或者多個(個數(shù)大于設定值)信號接收器處于信號丟失狀態(tài)時(狀態(tài)2)，則發(fā)出緊急入侵警報。綜上所述，本發(fā)明基于可見光通信的LED燈入侵報警器利用可見光通信進行主動探測，因而不易被干擾，可靠性較好；其除了具有普通的入侵探測功能之外，利用可見光特性，可以制作成各種LED裝飾燈或LED照明燈等，因而不易被發(fā)現(xiàn)，隱蔽性及安全性極佳。上面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，例如，所述LED燈I制成LED裝飾燈、LED照明燈以外的各種燈，通過電力線直接傳輸發(fā)射信息到現(xiàn)有的LED燈1，所述信號接收器2僅包括光電探測器等，這些均屬于本發(fā)明的保護之內。
權利要求
1.一種基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其特征在于包括LED燈及光信號接收器；所述LED燈為LED裝飾燈或照明燈，并用于向所述光信號接收器發(fā)射含有信息的光信號；所述光信號接收器用于接收所述光信號，并將所述光信號轉換成電信號傳送給監(jiān)控報警系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其特征在于所述LED燈包括微處理器模塊及光信號發(fā)射模塊，所述微處理器模塊用于固化發(fā)射信息，并根據(jù)所述發(fā)射信息控制所述光信號發(fā)射模塊發(fā)射含有所述發(fā)射信息的光信號。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其特征在于所述光信號發(fā)射模塊包括驅動單元及發(fā)光單元，所述驅動單元用于驅動所述發(fā)光單元。
4.根據(jù)權利要求I或2或3所述的基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其特征在于所述LED燈還包括碼型變換模塊，所述碼型變換模塊用于將所述微處理器模塊輸出的NRZ碼的數(shù)字信號變換成CMI碼的數(shù)字信號。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其特征在于所述碼型變換模塊包括采樣電路、判決電路、翻轉電路、反相電路、開關電路及合成電路，所述采樣電路、判決電路及翻轉電路順秩電連接，所述反相電路、開關電路及合成電路順秩電連接；所述采樣電路與所述微處理器模塊電連接，所述采樣電路及反相電路均與位同步信號輸入點電連接，所述開關電路與所述判決電路電連接，所述合成電路與所述翻轉電路電連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其特征在于所述微處理器模塊設置有用于對輸出的信息進行編碼以及加密的微處理器，所述微處理器是單片機、FPGA 或 DSP。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其特征在于所述微處理器電連接有Micro USB接口。
8.根據(jù)權利要求I或2或3所述的基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其特征在于所述光信號接收器包括光信號接收模塊及譯碼模塊，所述光信號接收模塊用于將LED燈發(fā)射過來的光信號轉換成電信號；所述譯碼模塊用于將光信號接收模塊傳過來的CMI碼的數(shù)字信號譯成NRZ碼的數(shù)字信號。
9.根據(jù)權利要求8所述的基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其特征在于所述譯碼模塊包括高低位分離電路及譯碼運算電路，所述高低位分離電路用于將接收到的CMI碼的高低位進行分離，所述譯碼運算電路用于對所述CMI碼分離后的高低位進行同或運算。
10.根據(jù)權利要求9所述的基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其特征在于所述光信號接收器還包括均衡整形模塊，所述均衡整形模塊用于對光信號接收模塊輸出的信號進行消除碼間干擾并糾正脈沖波形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于可見光通信的LED燈入侵報警器，其包括LED燈及光信號接收器。所述LED燈為LED裝飾燈或照明燈等，并用于向所述光信號接收器發(fā)射含有信息的光信號；所述光信號接收器用于接收所述光信號，并將所述光信號轉換成電信號傳送給監(jiān)控報警系統(tǒng)。本發(fā)明利用可見光通信進行主動探測，因而不易被干擾，可靠性較好；其除了具有普通的入侵探測功能之外，利用可見光特性，可以制作成各種LED裝飾燈或LED照明燈等，因而不易被發(fā)現(xiàn)，隱蔽性及安全性極佳。
文檔編號G08B13/18GK102722951SQ20121017398
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權日2012年5月30日
發(fā)明者劉敏, 劉若鵬, 孫文超, 欒琳 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術有限公司