融合VLC和PLC的智能会议系统*

*基金项目：深圳市科技创新委员会资助项目, 项目编号: JSGG20211029095003004

物联网技术的不断发展和成熟，为会议室场景的智能化提供了强大的技术保障。随着智能会议系统的发展，会议室的智能化越来越全面和细化，并且极大地注重隐私和安全性，传统单一通信技术如Wi-Fi 已经无法满足需求，基于PLC 和VLC 融合的新型通信方式的应用，VLC 和PLC 各自取长补短，需要供电的PLC 智能设备连接电力线，提高了会议室智能化体验，无需长供电或有保密需求的设备如智能桌牌、会议电视机等作为VLC 终端，只要会议室做好遮光处理，信息不易被截获，为会议室的智能化发展带来了新的智能和安全体验。

1 可见光通信和电力线通信概述

1.1 可见光通信

可见光通信(Visible Light Communication, VLC) 是在照明的同时利用白色发光二极管（LED），通过闪烁不同的频率携带不同的信号，可见光通信不需要电磁频谱的许可，对其他设备也不会引起电磁干扰，造成其他设备不能正常工作。既能用于照明，又能用于通信，而且还具有通信速率高、保密性强、准确率高、成本低以及绿色环保等优点。

目前，一般的智能会议室改造控制灯光开关是通过给发光二极管（LED）等增加1 个无线控制模块（Wi-Fi、蓝牙等），LED 只作为1 个终端，由云端服务器下发控制指令，控制LED 开和关。可见光通信的引入，不仅使LED 能作为1 个终端灯，还能将云端的信号转换为光信号，通过光信号发送出去。接收端是一个高精度光敏传感器，能将光信号解码得到原始信号，实现对VLC 设备的控制、传输信息到VLC 设备显示等。

1.2 电力线通信

电力线载波（Power Line Carrier，PLC）通信，顾名思义是一种利用电线来传输数据的通信方式，在现有的电力线布局下，无线土方施工不需要额外布线布网，即可快速廉价地实现通信功能部署。电力线载波通信在调制端先把数据进行调制，并把载有数据信息的高频信号加载到电力线的电流中，然后通过电力线传输到目的地即通信接收数据端，接收数据端通过滤波处理后，将通信数据取出，经过解调等一系列数据处理，还原原始通信数据，实现数据通信。

1.3 电力线通信与可见光通信融合通信

电力线通信与可见光通信融合通信必须使用室内广泛覆盖的电力线作为通信骨干网，所有的可见光通信LED 等均接入室内电力线，便可实现相互通信。同时电力线作为骨干网与互联网通过网关通信，通过电力线骨干网，可见光通信LED 也可实现与互联网通信。目前有很多集成PLC-VLC 系统融合方案，KOMINE 等提出了一个集成的PLC-VLC 系统，并对二进制调制方案的误码率进行了分析；李敏等提出了一种PLC-VLC 融合的多输入多输出（MIMO）系统；赵大明等对PLCVLC深度融合通信技术的研究，为解决无线通信面临的频谱短缺问题，满足盲区覆盖和绿色节能等重大社会需求提供了一种可行的方法。

2 智能会议系统整体架构

基于VLC+PLC 的智能会议系统整体框架如图1 所示，整体框架包括云端部分、PLC 部分、VLC 部分。

图1 系统整体框架

首先，云端通过互联网与个人电脑、手机、PLC 网关连接，云端作为整个系统的“大脑”，满足智能会议系统智能化定制要求，接收来自各个终端设备的状态信息，并实现显示到个人终端设备如个人电脑、手机等；同样云端也通过网络接收来自各个终端设备或其他云端服务发过来的控制信息，并将控制信息下发到终端设备。

其次，PLC 网关通过PLC 与PLC 的终端设备如PLC 智能开关、PLC 智能插座连接，实现对PLC 智能设备的控制与信息传递；PLC 部分是整个智能会议系统的骨干网络, 不仅连接云端系统，还连接PLC-VLC 网关，进而连接到VLC 设备。

最后，LED 作为一个PLC-VLC 的网关设备，把PLC 信号转换为可见光通信信号与各个VLC 设备终端连接，传递信息到VLC 设备。

2.1 基于PLC的智能设备

PLC 设备包括1 个PLC 网关，若干个PLC 终端设备。PLC 网关把Internet 网络信号转换为PLC 信号，通过电力线通信把信号转递给PLC 终端设备，如图2 所示。PLC 终端一般是能直接连接电线的设备如插座、有线开关、门牌等，云端通过PLC 网关和电线直接控制终端设备。

图2 PLC设备连接图

2.2 基于VLC的智能设备

VLC 设备包括1 个PLC 转VLC 信号的LED、若干不需要长供电的传感器设备、会议室中需要保障信息安全的与会议相关的设备如VLC 电视机、VLC 电子桌牌、VLC 会议电话、VLC 手持设备等。

基于可见光通信的智能桌牌可以通过个人电脑用户端下发刷新桌牌内容，云端运行智能会议桌牌管理系统，预定会议室时，预定人员在后台会议桌牌管理系统录入相关参会人员名单及位置，当会议开始时，LED 灯第一次打开后，后台就会马上同步本次会议的参会人员名单到智能桌牌上，参会人员根据桌牌对号入座；

基于可见光通信的电视机是在电视机上内置了1 块接收可见光信号的光敏传感器，LED 灯打开之后，光敏传感器接收到光源信号，打开电视机。最重要的是，当需要电视机播放会议视频或实时会议视频的时候，VLC 电视机可将携带视频的可见光信号转换为视频信号进行播放。

基于可见光通信的会议功放原理与VLC 电视机的原理类似，会议电话接收到携带语音信号的可见光信号，将其转换为语音信号播出。

图3 VLC电视机

3 智能会议系统开会离会流程

开会场景的软件整体流程如图4 所示。

图4 会议场景流程图

3.1 智能开会场景

在会议开始之前，相关人员通过个人电脑在智能会议系统管理后台配置下次会议信息，包括相关人员信息，会议开始时间、会议主题等。在开会前15 min，开会时间和开会主题信息提前显示在智能会议门牌上。

当有人进入会议室时，会议室的PLC 人体存在传感器检测到有人并通过PLC 通道传递到云端服务器，云端随即触发开会场景，通过电力线通信打开会议室LED 灯、打开空调、智能开关、智能插座、关窗帘等连接到电力线的设备，LED 打开之后即可进行VLC 通信，通过可见光打开电视机、同步桌牌信息等。

在会议进行中，与会议内容相关的信息都是通过VLC 传输到终端，如视频、音频、会议资料等都是VLC 投递到会议电视机。

3.2 智能离会场景

在开会场景下，智能人体存在传感器会持续坚持会议室有无人存在，等会议结束后或者无人存在时，人体存在传感器检测到无人状态，即可通知云端触发离会场景，云端首先通过可见光LED 关闭电视机、智能桌牌等VLC 设备，然后关闭智能开关、智能插座、智能空调等VLC设备，最后关闭LED灯，恢复到开会前的状态。

4 结束语

本文技术在详细阐述了融合PLC 和VLC 的智能会议系统的设计与实现过程，展示了融合PLC 和VLC 在会议室智能化改造中的可行性、可靠性和安全性，证明融合PLC 和VLC 通信技术在智能会议系统中具有相当大的应用优势。融合PLC+VLC 通信技术作为一种新型的通信方式，必然会越来越多地应用到我们生活的方方面面。融合PLC+VLC 技术在智慧人居、智慧园区、管道勘探、智慧城市、高速公路等场景有重大的应用价值。

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（本文来源于《电子产品世界》杂志2023年4月期）