CN103363984B - 基于可见光通信的地图导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可见光通信的地图导航系统，包括发送装置和接收装置；发送装置包括置于外壳外、用于实时采集并发送所在位置周围的地图信息的采集单元；置于外壳内、用于对从采集单元接收的所述地图信息进行编码的微处理器；置于外壳内、用于通过可见光信号将微处理器编码后的地图信息发送出去的发送单元；所述接收装置包括外壳；置于外壳内、用于对接收的可见光信号进行光电转换，将转换得到的电压信号作为数字信号输出的接收单元；置于外壳内、用于对接收单元输出的数字信号进行解码，获得所在位置的地图信息的处理单元；以及嵌于外壳外表面、用于对所述地图信息进行显示的显示单元。以方便用户在公共场所查找目标位置。

Description

基于可见光通信的地图导航系统

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体的，涉及一种基于可见光通信的地图导航系统。

背景技术

在各大广场、超市、博物馆、以及医院等公共场所，由于面积较广，一般人在走进去以后容易迷路，找不到出口，所以在这些场所里每隔一段距离便会有一个地图导航信息，上面显示整层楼的布局，以及客户所在位置。如果想要去某个地方，按照地图上标注的指示信息即可找到目标位置，但是很多大场所里面东西比较多，即使有地图信息也容易迷路，所以在这些场所里面，有必要配备可以随时查看自己所在位置，可以查看想要东西所在地方的布局图的设备。

无线光通信(又称可见光通讯)通过LED光源的高频率闪烁来进行通信，有光代表1，无光代表0，其传输速率高达每秒上千兆。无线光通信通过可见光来进行数据传输，与微波技术相比，有相当丰富的频谱资源，是一般微波通信和无线通信无法比拟的；同时可见光通信可以适用任何通信协议、适用于任何环境；在安全性方面，不必担心通信内容被人窃取；无线光通信的设备灵活便捷，且成本很低，适合大规模普及应用。因此，可以采用无线光通信技术来动态传输地图信息。

发明内容

本发明实施方式所要解决的技术问题在于，提供一种基于可见光通信的地图导航系统，能够采用可见光实时传输公共场所的地图信息，方便用户在公共场所查找目标位置。

为了解决上述技术问题，本发明实施方式提供了一种基于可见光通信的地图导航系统，包括发送装置和接收装置；所述发送装置包括置于外壳外、用于实时采集周围的地图信息，并将该地图信息发送给微处理器的采集单元；置于外壳内、与采集单元连接，用于对接收的所述地图信息进行编码的微处理器；置于外壳内、与微处理器连接，用于通过可见光信号将微处理器编码后的地图信息发送出去的发送单元；

所述接收装置包括外壳；置于外壳内、用于对接收的可见光信号进行光电转换，将转换得到的电压信号作为数字信号输出的接收单元；置于外壳内、用于对接收单元输出的数字信号进行解码，获得所在位置的地图信息的处理单元；以及嵌于外壳外表面、用于对所述地图信息进行显示的显示单元。

本发明提供的基于可见光通信的地图导航系统，发送装置可以动态采集用户所在位置的地图信息，并通过可见光信号将采集的地图信息传输给接收装置，接收装置可以实时监测可见光信号，显示可见光信号中携带的用户所在位置的地图信息。可以应用于各公共场所，方便用户查找目标位置；另外，地图信息通过可见光信号来传输，因此该发送装置具有无污染、无辐射等特性，从而提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是是本发明第一实施方式提供的地图导航系统结构示意图；

图2是本发明第二实施方式提供的发送装置结构示意图；

图3是本发明第三实施方式提供的发送装置结构示意图；

图4是本发明第四实施方式提供的发送装置结构示意图；

图5是本发明第五实施方式提供的接收装置结构示意图；

图6是本发明第六实施方式提供的接收装置结构示意图；

图7是本发明第七实施方式提供的接收装置结构示意图；

图8是本发明第八实施方式提供的接收装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明第一实施方式提供的地图导航系统结构示意图。本实施方式中，地图导航系统包括发送装置100和接收装置100′。其中发送装置100包括外壳(图1中未标识出)；置于外壳外的采集单元10、以及置于外壳内的微处理器11和发送单元12。

采集单元10，用于实时采集用户周围的地图信息。该地图信息具体包括用户所在场所楼层的布局信息，例如用户所在位置，上下楼的电梯入口，本楼层的安全出口、主要地点的标志、以及各类物品的摆放位置。该采集单元可以为具有自动调节焦距功能的旋转式摄像头。

与采集单元10连接的微处理器11，用于对接收的地图信息进行编码，并且将编码后的地图信息发送给发送单元12。具体的，微处理器11将接收的地图信息转换为二进制数据，再根据曼彻斯特编码方式将二进制数据转换为上下沿触发信号。在一个时间周期内，将二进制数据“1”转换为下降沿触发信号，将“0”转换为上升沿触发信号。

与微处理器11连接的发送单元12，用于通过可见光信号传输所述微处理器编码后的地图信息。该发送单元12可以为专用的发光二极管，也可以为公共场所的照明灯，发送单元12接收到下降沿触发信号时发光，接收到上升沿触发信号时不发光。

接收装置100′包括置于外壳(图中未标示出)内的接收单元10′和处理单元11′、以及嵌于外壳外表面的显示单元12′。

接收单元10′用于对接收的可见光信号进行光电转换，将转换得到的电压信号作为数字信号输出。

与接收单元10′连接的处理单元11′，用于对接收单元10′输出的数字信号进行解码，获得所在位置的地图信息。具体的，处理单元11′将提取的信息部分以曼彻斯特编码方式相对应的解码方式转换为二进制数据，从而还原出所在位置的地图信息。

与处理单元11′连接的显示单元12′，用于对处理单元11′解码后的地图信息进行显示。其中，地图信息具体包括用户所在场所楼层的布局信息，例如用户所在位置、上下楼的电梯入口、本楼层的安全出口、主要地点的标志、以及各类物品的摆放位置。

本实施例中，地图导航系统的发送装置可以动态采集用户所在位置的地图信息，并通过可见光信号将采集的地图信息传输给接收装置，接收装置可以实时监测可见光信号，显示可见光信号中携带的用户所在位置的地图信息。可以方便用户在公共场所查找目标位置。

参见图2，是本发明第二实施方式提供的发送装置结构示意图。相对于第一实施方式，发送装置在采集单元10、微处理器11、及发送单元12的基础上，还包括连接于微处理器11与发送单元12之间的驱动电路20，用于将微处理器11输出的电流提高至发送单元12的工作电流，根据微处理器11编码后的上下沿触发信号驱动发送单元12发出可见光信号。本实施方式中，驱动电路20接收到下降沿触发信号时驱动发送单元12发光。

参见图3，是本发明第三实施方式提供的发送装置结构示意图。相对于第二实施方式，发送装置在采集单元10、微处理器11、发送单元12、以及驱动电路20的基础上，还包括第一校验运算子单元30，用于对微处理器11编码后的地图信息进行校验运算，以保证该地图信息传输的可靠性。

参见图4，是本发明第四实施方式提供的发送装置结构示意图。相对于第三实施方式，发送装置在采集单元10、微处理器11、发送单元12、驱动电路20、以及第一校验运算子单元30的基础上，还包括与发送装置的各功能单元连接的第一电源40、以及与第一电源40连接的开关41，第一电源40用于向与其连接各功能单元提供电能。所述第一电源40可以与发送装置的各功能单元电连接。当开关41接通时，所述第一电源40与采集单元10、微处理器11、发送单元12、驱动电路20、以及第一校验运算子单元30实现电导通，从而发送单元12发光，发出表征所述地图信息的光信号。当然，在其他实施方式中，发送装置也可以不包括第一电源40和开关41，而采用直接通电的方式。所述第一电源40可以采用蓄电池或者充电电池。

参见图5，是本发明第五实施方式提供的接收装置结构示意图。本实施方式与第一实施方式提供的接收装置区别在于，显示单元12′为触摸屏液晶显示器，还包括选择子单元20′，用于根据接收的触发信息，选择相应的地图信息进行显示。例如显示单元13的触摸屏上有楼层选择按钮供用户选择，当用户选择其中某个按钮的时候，会显示该楼层对应的地图信息。

本实施例中，由于显示单元12′具有选择按钮，可供用户选择所需的信息，进一步提高用户体验。

参见图6，是本发明第六实施方式提供的接收装置结构示意图。与第一实施方式提供的接收装置的区别在于，在接收单元10′、处理单元11′、以及显示单元12′的基础上，还包括第二校验运算单元30′，用于对处理单元11′解码后的地图信息进行CRC校验运算。

本实施例中，通过对地图信息进行校验运算，进一步保证接收的地图信息的准确性。

参见图7，是本发明第七实施方式提供的接收装置结构示意图。与第六实施方式提供的接收装置的区别在于，接收单元10′具体包括：

光电探测器40′，可以为光电二极管，用于探测发送端发送的基于时分多址的可见光信号，并将其转换成电流信号。

与光电探测器40′连接的对数放大器41′，用于将电流信号转成电压信号。

与对数放大器41′连接的运算放大器42′，用于计算对数放大器41′输出的电压信号伏值的平均值。

与运算放大器42′连接的比较器43′，用于对电压信号进行判别，小于或者等于伏值平均值的电压信号判定为0，高于伏值平均值的电压信号判定为1，作为数字信号输出。

参见图8，是本发明第八实施方式提供的接收装置结构示意图。与第一实施方式提供的接收装置的区别在于，还包括分别与接收单元10′、处理单元11′、以及显示单元12′连接的第二电源50′、以及与第二电源50′连接的按键51′，第二电源50′用于向接收单元10′、处理单元11′、以及显示单元12′提供电能；按键51′用于控制第二电源50′的关断。当按键51′按下时，第二电源50′与接收单元10′、处理单元11′、以及显示单元12′实现电导通。第二电源50′可以采用钮扣电池、充电电池或者蓄电池。当然，在其他实施方式中，接收装置也可以不包括第二电源50′，而采用USB接口与供电装置相连，实现向地图导航各功能模块的供电。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种基于可见光通信的地图导航系统，其特征在于，包括发送装置和接收装置；所述发送装置包括置于外壳外、用于实时采集周围的地图信息，并将该地图信息发送给微处理器的采集单元；所述地图信息包括用户所在场所楼层的布局信息；置于外壳内、与采集单元连接，用于对接收的所述地图信息进行编码的微处理器；置于外壳内、与微处理器连接，用于通过可见光信号将微处理器编码后的地图信息发送出去的发送单元；所述微处理器将接收的地图信息转换为二进制数据，再根据曼彻斯特编码方式将二进制数据转换为上下沿触发信号；

所述接收装置包括外壳；置于外壳内、用于对接收的可见光信号进行光电转换，将转换得到的电压信号作为数字信号输出的接收单元；置于外壳内、用于对接收单元输出的数字信号进行解码，获得所在位置的地图信息的处理单元；以及嵌于外壳外表面、用于对所述地图信息进行显示的显示单元；

所述接收单元具体包括：

用于探测可见光信号并将其转换成电流信号的光电探测器；用于将所述电流信号转成电压信号的对数放大器；用于计算所述电压信号伏值的平均值的运算放大器；以及用于对信号进行判别，小于或者等于伏值平均值的信号判定为0，高于平均值的信号判定1，作为数字信号输出的比较器。

2.根据权利要求1所述的地图导航系统，其特征在于，所述发送装置还包括连接于微处理器与发送单元之间的驱动电路，用于将所述微处理器输出的电流提高至所述发送单元的工作电流，以驱动所述发送单元发出可见光信号。

3.根据权利要求1所述的地图导航系统，其特征在于，所述显示单元还包括选择子单元，用于根据接收的触发信息，选择相应的地图信息进行显示。

4.根据权利要求3所述的地图导航系统，其特征在于，所述显示单元为触摸屏液晶显示器。

5.根据权利要求1所述的地图导航系统，其特征在于，所述发送装置还包括与微处理器连接的第一校验运算子单元，用于对编码后的地图信息进行校验运算。

6.根据权利要求1所述的地图导航系统，其特征在于，所述接收装置还包括与处理单元连接的第二校验运算单元，用于对所述处理单元解码后的地图信息进行校验运算。

7.根据权利要求1所述的地图导航系统，其特征在于，所述发送装置还包括与所述发送装置的各功能单元连接的第一电源，用于向各功能单元供电；以及所述第一电源连接的开关，用于根据接收的触发信号控制所述第一电源的关断。

8.根据权利要求1所述的地图导航系统，其特征在于，所述接收装置还包括与接收单元、处理单元、以及显示单元连接的第二电源；以及与所述第二电源连接的按键，用于控制所述第二电源的关断。

9.根据权利要求1所述的地图导航系统，其特征在于，所述采集单元为可自动调节焦距的旋转式摄像头。