融合VLC和PLC的智能會議系統(tǒng)

丁新民

關(guān)鍵詞：VLC；PLC；智能會議

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，為會議室場景的智能化提供了強大的技術(shù)保障。隨著智能會議系統(tǒng)的發(fā)展，會議室的智能化越來越全面和細化，并且極大地注重隱私和安全性，傳統(tǒng)單一通信技術(shù)如Wi-Fi 已經(jīng)無法滿足需求，基于PLC 和VLC 融合的新型通信方式的應(yīng)用，VLC 和PLC 各自取長補短，需要供電的PLC 智能設(shè)備連接電力線，提高了會議室智能化體驗，無需長供電或有保密需求的設(shè)備如智能桌牌、會議電視機等作為VLC 終端，只要會議室做好遮光處理，信息不易被截獲，為會議室的智能化發(fā)展帶來了新的智能和安全體驗。

1 可見光通信和電力線通信概述

1.1 可見光通信

可見光通信（Visible Light Communication， VLC） 是在照明的同時利用白色發(fā)光二極管（LED），通過閃爍不同的頻率攜帶不同的信號，可見光通信不需要電磁頻譜的許可，對其他設(shè)備也不會引起電磁干擾，造成其他設(shè)備不能正常工作。既能用于照明，又能用于通信，而且還具有通信速率高、保密性強、準確率高、成本低以及綠色環(huán)保等優(yōu)點。

目前，一般的智能會議室改造控制燈光開關(guān)是通過給發(fā)光二極管（LED）等增加1 個無線控制模塊（Wi-Fi、藍牙等），LED 只作為1 個終端，由云端服務(wù)器下發(fā)控制指令，控制LED 開和關(guān)?？梢姽馔ㄐ诺囊?，不僅使LED 能作為1 個終端燈，還能將云端的信號轉(zhuǎn)換為光信號，通過光信號發(fā)送出去。接收端是一個高精度光敏傳感器，能將光信號解碼得到原始信號，實現(xiàn)對VLC 設(shè)備的控制、傳輸信息到VLC 設(shè)備顯示等。

1.2 電力線通信

電力線載波（Power Line Carrier，PLC）通信，顧名思義是一種利用電線來傳輸數(shù)據(jù)的通信方式，在現(xiàn)有的電力線布局下，無線土方施工不需要額外布線布網(wǎng)，即可快速廉價地實現(xiàn)通信功能部署。電力線載波通信在調(diào)制端先把數(shù)據(jù)進行調(diào)制，并把載有數(shù)據(jù)信息的高頻信號加載到電力線的電流中，然后通過電力線傳輸?shù)侥康牡丶赐ㄐ沤邮諗?shù)據(jù)端，接收數(shù)據(jù)端通過濾波處理后，將通信數(shù)據(jù)取出，經(jīng)過解調(diào)等一系列數(shù)據(jù)處理，還原原始通信數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

1.3 電力線通信與可見光通信

融合通信電力線通信與可見光通信融合通信必須使用室內(nèi)廣泛覆蓋的電力線作為通信骨干網(wǎng)，所有的可見光通信LED 等均接入室內(nèi)電力線，便可實現(xiàn)相互通信。同時電力線作為骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)通過網(wǎng)關(guān)通信，通過電力線骨干網(wǎng)，可見光通信LED 也可實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)通信。目前有很多集成PLC-VLC 系統(tǒng)融合方案，KOMINE 等提出了一個集成的PLC-VLC 系統(tǒng)，并對二進制調(diào)制方案的誤碼率進行了分析；李敏等提出了一種PLC-VLC 融合的多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)；趙大明等對PLCVLC深度融合通信技術(shù)的研究，為解決無線通信面臨的頻譜短缺問題，滿足盲區(qū)覆蓋和綠色節(jié)能等重大社會需求提供了一種可行的方法。

2 智能會議系統(tǒng)整體架構(gòu)

基于VLC+PLC 的智能會議系統(tǒng)整體框架如圖1 所示，整體框架包括云端部分、PLC 部分、VLC 部分。

首先，云端通過互聯(lián)網(wǎng)與個人電腦、手機、PLC 網(wǎng)關(guān)連接，云端作為整個系統(tǒng)的“大腦”，滿足智能會議系統(tǒng)智能化定制要求，接收來自各個終端設(shè)備的狀態(tài)信息，并實現(xiàn)顯示到個人終端設(shè)備如個人電腦、手機等；同樣云端也通過網(wǎng)絡(luò)接收來自各個終端設(shè)備或其他云端服務(wù)發(fā)過來的控制信息，并將控制信息下發(fā)到終端設(shè)備。

其次，PLC 網(wǎng)關(guān)通過PLC 與PLC 的終端設(shè)備如PLC 智能開關(guān)、PLC 智能插座連接，實現(xiàn)對PLC 智能設(shè)備的控制與信息傳遞；PLC 部分是整個智能會議系統(tǒng)的骨干網(wǎng)絡(luò)， 不僅連接云端系統(tǒng)，還連接PLC-VLC 網(wǎng)關(guān)，進而連接到VLC 設(shè)備。

最后，LED 作為一個PLC-VLC 的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，把PLC 信號轉(zhuǎn)換為可見光通信信號與各個VLC 設(shè)備終端連接，傳遞信息到VLC 設(shè)備。

2.1 基于PLC的智能設(shè)備

PLC 設(shè)備包括1 個PLC 網(wǎng)關(guān)，若干個PLC 終端設(shè)備。PLC 網(wǎng)關(guān)把Internet 網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換為PLC 信號，通過電力線通信把信號轉(zhuǎn)遞給PLC 終端設(shè)備，如圖2 所示。PLC 終端一般是能直接連接電線的設(shè)備如插座、有線開關(guān)、門牌等，云端通過PLC 網(wǎng)關(guān)和電線直接控制終端設(shè)備。

2.2 基于VLC的智能設(shè)備

VLC 設(shè)備包括1 個PLC 轉(zhuǎn)VLC 信號的LED、若干不需要長供電的傳感器設(shè)備、會議室中需要保障信息安全的與會議相關(guān)的設(shè)備如VLC 電視機、VLC 電子桌牌、VLC 會議電話、VLC 手持設(shè)備等。

基于可見光通信的智能桌牌可以通過個人電腦用戶端下發(fā)刷新桌牌內(nèi)容，云端運行智能會議桌牌管理系統(tǒng)，預(yù)定會議室時，預(yù)定人員在后臺會議桌牌管理系統(tǒng)錄入相關(guān)參會人員名單及位置，當會議開始時，LED 燈第一次打開后，后臺就會馬上同步本次會議的參會人員名單到智能桌牌上，參會人員根據(jù)桌牌對號入座；

基于可見光通信的電視機是在電視機上內(nèi)置了1 塊接收可見光信號的光敏傳感器，LED 燈打開之后，光敏傳感器接收到光源信號，打開電視機。最重要的是，當需要電視機播放會議視頻或?qū)崟r會議視頻的時候，VLC電視機可將攜帶視頻的可見光信號轉(zhuǎn)換為視頻信號進行播放。

基于可見光通信的會議功放原理與VLC 電視機的原理類似，會議電話接收到攜帶語音信號的可見光信號，將其轉(zhuǎn)換為語音信號播出。

3 智能會議系統(tǒng)開會離會流程

開會場景的軟件整體流程如圖4 所示。

3.1 智能開會場景

在會議開始之前，相關(guān)人員通過個人電腦在智能會議系統(tǒng)管理后臺配置下次會議信息，包括相關(guān)人員信息，會議開始時間、會議主題等。在開會前15 min，開會時間和開會主題信息提前顯示在智能會議門牌上。

當有人進入會議室時，會議室的PLC 人體存在傳感器檢測到有人并通過PLC 通道傳遞到云端服務(wù)器，云端隨即觸發(fā)開會場景，通過電力線通信打開會議室LED 燈、打開空調(diào)、智能開關(guān)、智能插座、關(guān)窗簾等連接到電力線的設(shè)備，LED 打開之后即可進行VLC 通信，通過可見光打開電視機、同步桌牌信息等。

在會議進行中，與會議內(nèi)容相關(guān)的信息都是通過VLC 傳輸?shù)浇K端，如視頻、音頻、會議資料等都是VLC 投遞到會議電視機。

3.2 智能離會場景

在開會場景下，智能人體存在傳感器會持續(xù)堅持會議室有無人存在，等會議結(jié)束后或者無人存在時，人體存在傳感器檢測到無人狀態(tài)，即可通知云端觸發(fā)離會場景，云端首先通過可見光LED 關(guān)閉電視機、智能桌牌等VLC 設(shè)備，然后關(guān)閉智能開關(guān)、智能插座、智能空調(diào)等VLC設(shè)備，最后關(guān)閉LED燈，恢復(fù)到開會前的狀態(tài)。

4 結(jié)束語

本文技術(shù)在詳細闡述了融合PLC 和VLC 的智能會議系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)過程，展示了融合PLC 和VLC 在會議室智能化改造中的可行性、可靠性和安全性，證明融合PLC 和VLC 通信技術(shù)在智能會議系統(tǒng)中具有相當大的應(yīng)用優(yōu)勢。融合PLC+VLC 通信技術(shù)作為一種新型的通信方式，必然會越來越多地應(yīng)用到我們生活的方方面面。融合PLC+VLC 技術(shù)在智慧人居、智慧園區(qū)、管道勘探、智慧城市、高速公路等場景有重大的應(yīng)用價值。