可見光智能家居系統(tǒng)

燈泡只照明，在陳雄斌研究員看來就是一個啞巴光源；如果借助可見光通信技術(shù)使燈泡既照明又通信，就相當(dāng)于讓燈泡能說話了?！皢“湍苷f話”在民間絕對是一個新聞，可見光通信技術(shù)就是讓照明和顯示用“啞巴LED”開口說話的良藥。
可見光通信技術(shù)通過控制燈的“明”、“暗”變化，用人眼可見的燈光來實現(xiàn)信息的傳輸。只不過在通信時光強變化較微弱、頻率變化又很快，因此人眼不會覺得燈光閃爍。如圖1所示，可見光通信結(jié)合了光通信的高速和無線通信便捷的優(yōu)點，是一項有吸引力的無線通信新技術(shù)。

2018年7月19日-20日，半導(dǎo)體所的100M速率的可見光上網(wǎng)系統(tǒng)在深圳市市民中心展示。2019年1月，半導(dǎo)體所在光學(xué)平臺上搭建的燈光上網(wǎng)原型系統(tǒng)，采用雙向6.9米的光鏈路，速率分別為292Mbps、294Mbps，通過了信息產(chǎn)業(yè)專用材料質(zhì)量監(jiān)督檢測中心的第三方測試。

圖1 可見光通信的“陳氏三優(yōu)點”

2008年中國科學(xué)院啟動了半導(dǎo)體照明信息網(wǎng)（Solid State Lighting Information Network,S2-link）技術(shù)研究，希望依托LED照明，實現(xiàn)無線領(lǐng)域從電磁向光傳輸?shù)难葸M。2009年，中國科學(xué)院半導(dǎo)體所研發(fā)的可見光通信演示系統(tǒng)參加了第11 屆中國國際工業(yè)博覽會展示，2010年又在上海世博會上展示了可見光智能家居系統(tǒng)和可見光上網(wǎng)系統(tǒng)。
2019年5月18日，在中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所2019年度公眾科學(xué)日活動期間，陳雄斌研究員將給大家再次展示可見光通信的神奇，并參照如圖2所示的可見光智能家居系統(tǒng)，擬以單價399元每套的價格預(yù)售50套精簡系統(tǒng)，用戶按時提交使用報告后還可返還200元。該可見光智能家居精簡系統(tǒng)包含智能家居中央控制器1個、網(wǎng)絡(luò)電視盒子1個、USB接口接收機1個。LED燈具接入家里的WiFi以后，用戶通過操控手機，可以利用燈光遙控網(wǎng)絡(luò)電視盒子以及帶USB接口的智能電視機、計算機。

圖2 可見光智能家居系統(tǒng)

陳雄斌研究員認(rèn)為，可見光通信技術(shù)可用來設(shè)計保密單位的保密會議網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，地鐵車廂內(nèi)燈光通信，衛(wèi)星內(nèi)部、艦船內(nèi)部無線通信，火箭分離、太空艙內(nèi)外、深潛艙等設(shè)備間的非接觸高速無線通信?？傊?，醫(yī)院、礦井等電磁敏感區(qū)和保密單位、軍艦等防通信泄露區(qū)，以上區(qū)域應(yīng)用具有不可替代性；地鐵站、商場等公共照明長期開啟區(qū)或其他人口密集區(qū)的無線高速大容量通信在未來會需求爆發(fā)。物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的多目標(biāo)、多指令的低成本無線控制可能是一個市場巨大的應(yīng)用需求。

陳雄斌研究員從2008年開始從事可見光通信技術(shù)研究，現(xiàn)擔(dān)任“十三五”期間的國家重點研發(fā)計劃項目“可見光通信關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)研發(fā)”的項目負(fù)責(zé)人，組織國內(nèi)19家單位研發(fā)基于大功率熒光型LED的高速實時可見光通信技術(shù)涉及的光源、探測器、專用集成電路和模塊，利用照明最常用的1瓦熒光型LED已經(jīng)實現(xiàn)單路731 Mbps的實時通信，并通過了信息產(chǎn)業(yè)專用材料質(zhì)量監(jiān)督檢測中心的第三方測試。請大家千萬別忽視了家里LED照明燈的通信能力。如果大家對可見光通信技術(shù)感興趣，可以瀏覽陳雄斌的科研主頁，并提多人合議的應(yīng)用需求。