CN103825655B - 一种照明装置的定位系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种照明装置的定位系统，其包括：照明装置，设置有光信号调制模块，用以将照明装置的身份信息调制到光信号中发送出去；移动通信装置，包括接收位置信息的模块和光信号接收模块。此外，本发明还公开了一种照明装置的定位方法，移动通信装置接收载有照明装置身份信息的光信号；同时，接收卫星或移动基站或其他定位系统发来的定位信号以确定照明装置的物理位置；将所述身份信息和所述物理位置结合形成绑定的定位信息。采用本发明可以在不增加LED路灯的任何成本上完成LED路灯装置的定位，节省了人力和时间，方便操作。

Description

一种照明装置的定位系统及方法
技术领域
本发明涉及照明技术领域，具体地说，涉及一种照明装置的定位系统及方法。
背景技术
随着科技的发展，现在的路灯有采用LED照明装置的趋势，并且越来越向智能控制的方向发展，从而能够通过计算机网络对LED装置周围的路况和环境进行监测以及对LED装置本身进行控制管理。智能控制既能对LED装置进行及时的调控，又能节省成本。
通常而言，在安装LED路灯的最初，需要在每一个灯的装置上烧录一个唯一的不同于其他灯的ID地址。传统的对路灯的位置确定是通过在每一个路灯及等杆上贴上所烧录的ID地址，将ID地址相同的路灯和灯杆配对安装，再通过人工的手抄将ID地址抄录好再输入到电脑中。这样才能在网络上确定路灯的位置。这种方法需要工人做大量的工作，耗费很大的人力又需要很长的时间才能完成工作。
现有技术中，虽然提出了一种LED路灯控制器，它包括具有唯一产品编码的LED灯、控制终端、主控制器以及光接收器。在主控制器发送查询命令时，各个LED路灯发送包含各自产品编码的光信号，再利用接收器逐个接收并进行解码，形成一个LED路灯实际安装位置和其产品编码的对应列表，然后将该对应列表传送给主控制器或控制终端，查询状态结束。
但该技术的缺点是，光接收器接收完数据后需要再与地图上的安装位置对应，然后形成安装位置和其产品编码的对应列表，然后再传输给主控制器或控制终端。因此，该技术仍然具有配置不方便的缺点
现有技术中还提出了另一种LED路灯控制器，其包括主控制器、存储器、Zigbee（一种基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议）传输模块以及LED驱动器，并还包括GPS定位模块。LED路灯安装后，由GPS定位模块获取实际安装位置，并通过主控制器存储到存储器中，然后通过Zigbee传输模块将实际安装位置的编码数据传送到LED路灯监控中心。
但该技术的缺点是每个路灯都需要安装一个GPS定位模块用来定位，因此成本很高。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种基于光通信和GPS技术的、方便操作并且成本较低的用于定位照明装置的系统，照明装置以路灯为例进行说明，所述系统包括：
照明装置，设置有光信号调制模块，用以将照明装置的身份信息调制到光信号中发送出去；
移动通信装置，包括接收位置信息的模块和光信号接收模块。
根据本发明的一个实施例，所述移动通信装置，其用以：
接收载有照明装置身份信息的光信号并解调，将身份信息与物理位置信息结合，形成绑定的定位信息。
根据本发明的另一个实施例，所述系统还包括：照明控制中心，其用以接收并保存所述绑定的定位信息。
根据本发明的另一个实施例，所述身份信息是事先烧录到照明装置的芯片中或根据实际情况进行变更而设置的。
根据本发明的另一个实施例，所述物理位置信息来自卫星、移动基站或其他定位系统。
根据本发明的另一个实施例，所述系统还包括设置在照明装置中的无线通信模块，其用以：
其接收照明控制中心通过无线通信网络发送的控制命令，
所述照明装置确认接收并解码所述控制指令后，将其调制到光信号中发送出去。
根据本发明的另一个实施例，所述物理位置信息来自GPS、GPRS、GSM或CDMA模块。
根据本发明的另一个实施例，所述通信网络包括GPRS、GSM、CDMA移动通信网络。
根据本发明的另一个实施例，所述照明装置为路灯，包括LED路灯，白炽灯路灯以及其他光源的路灯。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种照明装置的定位方法，其包括以下步骤：
S101、接收载有照明装置身份信息的光信号；
S102、接收卫星或移动基站或其他定位系统发来的定位信号以确定照明装置的物理位置；
S103、将所述身份信息和所述物理位置结合形成绑定的定位信息。
根据本发明的一个实施例，还包括以下步骤：
S104、将绑定的定位信息，通过无线通信网络发送给照明控制中心，保存所述绑定的定位信息。根据本发明的另一个实施例，当移动通信装置处于照明装置附近时，照明装置才发送载有身份信息的光信号。
根据本发明的另一个实施例，当移动的网络通信装置处于照明装置附近时，其通过无线通信网络告知照明控制中心；
然后，照明控制中心通过无线通信网络发出指示，照明装置接收指示后发送载有身份信息的光信号。
采用本发明可以在不增加路灯的任何成本上完成路灯装置的定位。此外，还大大的节省了人力和时间，方便操作。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例定位LED照明装置的系统的示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的LED照明装置的组成框图；
图3显示了根据本发明的一个实施例的身份信息的编码格式的示意图；
图4显示了采用不同频率但占空比相同的脉冲发送不同的信息的示意图；
图5是根据本发明一个实施例结合GPS和光通信技术来定位LED照明装置的方法流程图；
图6是本发明照明装置为路灯的定位方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明如图1所示，其中显示了一种用于定位LED照明装置的系统，具体以照明装置是路灯为例进行说明。在图1所示的例子中，该系统包括设置有光信号调制模块，用以将照明装置的身份信息调制到光信号中发送出去的照明装置201和包括接收位置信息的模块和光接收模块的移动通信装置202。其中，在一个实施例中，可将LED照明装置用于路灯系统中，以实现城市照明系统的智能控制。
在通常的照明系统里，每个LED照明装置201在生产的时候均具有唯一的编码，该编码作为LED照明装置201的身份信息用来与系统中的其他LED照明装置区分开来。在本发明的LED照明装置201中还设置了光信号调制模块，由它将唯一编码的身份信息调制到光信号中以光通信的方式发送给移动通信装置202。
移动通信装置202还设置光信号接收模块和定位模块，其具体用于接收载有照明装置身份信息的光信号并解调，将身份信息与物理位置信息结合，形成绑定的定位信息。其中，物理位置信息来自GPS、GPRS、GSM或CDMA等定位模块。
优选地，在另一种可能的实施方式中，该系统还可以包括照明控制中心203，所述照明控制中心203用于接收并保存所述绑定的定位信息。
在本发明的实施例中，移动通信装置202设在巡查车辆中。当巡查车辆靠近某一个LED照明装置时，便可接收其发送的载有自身身份信息的光信号。其中设置的光信号接收模块用以接收并解调由LED照明装置201发送的载有身份信息的光信号。而所设置的接收位置信息的定位模块用来接收卫星、移动基站或其他定位系统发来的信号，从而确定对应于发送其身份信息的LED照明装置在预装地图上的物理位置。照明装置的身份信息是事先烧录到照明装置的芯片中或根据实际情况进行变更而设置的。
GPS、GPRS、GSM或CDMA模块可以选用市面上任意可得的产品。然后，由移动通信装置202将接收到的LED照明装置的身份信息与所确定的LED照明装置的物理位置结合形成绑定的定位信息。
在采用LED照明装置发送身份信息的时候，是通过把身份信息编码到PWM调制波中以光的形式发送出去。这里，可以采用不同频率的光信号来代表不同的信息。一般编码信息的格式包括开始位、数据位和校验位，如图3所示。优选地是，身份信息包含在数据位中，可以由20位的数据位构成，图中仅示意性地显示了数据位为12位的身份信息。
具体地，例如可以采用如图4所示的高频率调制波（如5Khz）发送开始位，而采用较低频率的调制波（2KHz）发送数据1，更低频率的调制波（1KHz）发送数据0。其中，为了防止LED照明装置在发送数据时不闪烁，可以使用相同占空比的脉冲波发送。
在本发明的一个实施例中，其中身份信息包含在数据位中，例如可由20位的数据位构成。在一个例子中，LED照明装置可以连续不停的发送光定位信息。
另一方面，为了让照明控制中心203能够对安装的LED照明装置进行控制（例如控制某些路灯的亮度或者开关时间），移动通信装置202在针对LED照明装置形成了绑定的定位信息之后，还将其通过无线通信网络204发送给照明控制中心203。
在照明控制中心203中，接收并保存针对LED照明装置的绑定的定位信息。绑定的定位信息可保存在设置在中心中的数据库里。当控制中心要对某区域的LED路灯进行控制的时候，可以通过其中安装的用户界面选择路灯所在的位置（由数据库中存储的绑定的定位信息确定），从而进行开启、关闭或者亮度控制。
如图2所示，为了判断上述绑定的定位信息是否精确，在LED照明装置201中还设置了无线通信模块201b。LED照明装置201借助无线通信模块201b接收照明控制中心203通过无线通信网络发送的带有定位信息的控制命令。该控制命令用来判断定位信息的准确性。其中，无线通信网络为GPRS、GSM、CDMA移动通信网络。
在图中，该LED照明装置201还包括将交流电源转换为直流电源的AC/DC转换器201d。LED驱动器201e与发光体LED管连接，用于向其提供驱动电流。
如果LED照明装置201在确认成功地接收并解码控制指令后，则将确认信息调制到光信号中发送出去，由装有光接收器的网络通信装置202接收光信号。解码后，再通过无线通信网络发送给照明接控制中心203接收载有确认信息的信号，从而确定之前对LED照明装置201的定位操作是否准确。
其中，照明控制中心203中还包括存储了地图信息的数据库。该数据库还用于存储对应于各个LED照明装置201的绑定的定位信息。
如图5所示，其中显示了根据本发明的一个实施例的用于定位LED照明装置的方法的流程图。
首先，在步骤S101中，接收其中载有LED照明装置的身份信息的调制的光信号。身份信息通过照明装置中的控制器201c以及光信号调制模块201a而调制到光信号中。通常而言，发射含有身份信息的调制光信号就是使LED照明装置以一定频率闪烁。而在另一边，由安装了光信号接收模块的装置接收该闪烁的光信号，并进行解调，从而得到对应的LED照明装置的身份信息。
为了将该身份信息与LED照明装置的物理位置对应起来，在步骤S102中，还要接收卫星或者基站发来的定位信号以确定LED照明装置的物理位置。该操作由设置在移动的网络通信装置中的定位模块例如GPS模块结合预装的地图来实现。
接下来，在步骤S103中，将LED照明装置的身份信息和其对应的物理位置结合，从而形成绑定的定位信息，以确定照明装置在预装地图上的位置，随后通过无线通信网络发送给照明控制中心。
在另一实施例中还可以包括步骤S104，将绑定的定位信息，通过无线通信网络发送给照明控制中心，保存所述绑定的定位信息。
为了进一步确认上述绑定的定位信息的准确性，本发明还包括下述几个步骤。
如，在步骤S103a中，通过无线通信网络向LED照明装置发送带有定位信息的控制命令。
在步骤S103b中，如果确认所述LED照明装置成功地接收并解码所述控制指令，则将确认信息调制到光信号中发送出去，由安装了光信号接收模块的装置接收该闪烁的光信号，并进行解调，从而得到对应的LED照明装置的身份信息。
在步骤S103c中，移动通信装置将载有确认信息的无线信号并通过无线通信网络发送给照明控制中心，以确定之前对所述LED照明装置的定位操作是否准确。
下面以路灯为例，来说明上述照明装置的定位方法的整个过程。如图6所示：
步骤301、开始；
步骤302、移动通信装置靠近某一路灯；
步骤303、路灯发送带有身份信息的光信号；
步骤304、移动通信装置接收光信号，同时接收物理位置信息；
步骤305、将路灯身份信息机它的物理位置信息进行绑定；
步骤306、生成路灯系统的定位信息；
步骤307、结束。
其中，在步骤302至步骤303的过程具体实现有如下三种实现方式：
1、移动通信装置请求照明控制中心命令路灯开始发送带有身份信息的光信号。
2、路灯自身带有开关，可以在开关打开的时候发送带有身份信息的光信号。
3、路灯与移动通信系统之间通过无线通信网络或光网络进行握手协商，确定发送带有身份信息的光信号的时间。
下面，以路灯控制系统进一步说明本发明的优点。
例如，根据本发明，在安装LED路灯时，可以随意的安装，不用考虑灯具的配对和固定位置。当安装完成后，通过对路灯外部开关的控制，对路灯进行开关控制，利用其开关时间的不同发射其本身的身份信息。工程人员通过巡查车辆中的网络通信装置中的光信号接收模块接收LED路灯发射的身份信息。当巡查车辆对刚安装好的路灯进行巡查时，光信号接收模块就会接收到LED路灯的身份信息。光信号接收模块接收到的信息再与定位模块接收的信息进行整合，从而将路灯的物理地址显示在例如GPS预装地图上。这样，就可以确定每一个路灯在预装地图上的位置，并能对其进行控制了。当确定了一个路灯的位置之后，对这个路灯进行操作使路灯关闭或点亮，以确保所接受的身份信息和移动的网络通信装置中的地图上显示的路灯位置与实际路灯是相对应的。采用本发明可以在不增加LED路灯的任何成本上完成LED路灯装置的定位。此外，还大大的节省了人力和时间，方便操作。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种照明装置的定位系统，其特征在于，包括：
照明装置，设置有光信号调制模块，用以将照明装置的身份信息调制到光信号中发送出去；
移动通信装置，包括接收位置信息的模块和光信号接收模块，其中，移动通信装置接收载有照明装置身份信息的光信号并解调，将身份信息与物理位置信息结合，形成绑定的定位信息，
还包括设置在照明装置中的无线通信模块，
其接收照明控制中心发送的控制命令，该控制命令带有照明控制中心保存的照明装置绑定的定位信息，用来判断移动通信装置获取的照明装置的定位信息的准确性；
所述照明装置确认接收并解码所述控制指令后，将其调制到光信号中发送出去，以确定移动通信装置获取的照明装置的定位操作是否正确，
所述身份信息编码到PWM调制波中以光的形式发送出去，不同频率的光信号代表不同的身份信息，由所述身份信息编码得到的编码信息的格式包括开始位、数据位和校验位，所述身份信息包含在数据位中，由高频率PWM调制波发送开始位，而采用较低频率的PWM调制波发送数据1，更低频率的PWM调制波发送数据0。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括照明控制中心，其接收并保存所述绑定的定位信息。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述身份信息是事先烧录到照明装置的芯片中或根据实际情况进行变更而设置的。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物理位置信息来自卫星或移动基站。
5.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述物理位置信息来自GPS、GPRS、GSM或CDMA模块。
6.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述无线通信模块通过无线通信网络接收照明控制中心发送的控制命令，其中，所述无线通信网络包括GPRS、GSM、CDMA移动通信网络。
7.如权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述照明装置包括LED路灯或白炽灯路灯。
8.一种照明装置的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
移动通信装置接收载有照明装置身份信息的光信号；
同时，接收卫星或移动基站发来的定位信号以确定照明装置的物理位置；
将所述身份信息和所述物理位置结合形成绑定的定位信息；以及
将绑定的定位信息，通过无线通信网络发送给照明控制中心，保存所述绑定的定位信息，
设置在照明装置中的无线通信模块，接收照明控制中心发送的控制命令，该控制命令带有照明控制中心保存的照明装置绑定的定位信息，用来判断移动通信装置获取的照明装置的定位信息的准确性；
照明装置确认接收并解码所述控制指令后，将其调制到光信号中发送出去，以确定移动通信装置获取的照明装置的定位操作是否正确，
其中，所述身份信息编码到PWM调制波中以光的形式发送出去，不同频率的光信号代表不同的身份信息，由所述身份信息编码得到的编码信息的格式包括开始位、数据位和校验位，所述身份信息包含在数据位中，由高频率PWM调制波发送开始位，而采用较低频率的PWM调制波发送数据1，更低频率的PWM调制波发送数据0。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，当移动通信装置处于照明装置附近时，照明装置才发送载有身份信息的光信号。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，
当移动通信装置处于照明装置附近时，其通过无线通信网络告知照明控制中心；
然后，照明控制中心通过无线通信网络发出指示，照明装置接收指示后发送载有身份信息的光信号。
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