CN104104437A - 一种基于可见光的通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基于可见光的通信方法，信息发送步骤：获取通信信息和位置信息；对通信信息和位置信息进行编码；将编码后的信息调制到可见光信号中；发送可见光信息号；信息接收步骤：捕获可见光信号；可见光信号解调；还原通信信息和位置信息；输出。本发明实施例提供的基于可见光的通信方法，通过可见光的传播特性，可以在紧急情况下建立一条不依赖于现有任何通信基础设施的紧急通信通道，适用于山区、野外等环境开阔的应急需要，为抢险救灾和突发事件应急救援提供可靠的信息传输途径。

Description

一种基于可见光的通信方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种利用可见光进行信息传递的方法。

背景技术

在过去的雪灾、地震等一系列自然灾害中，通信基础设施常常被损毁，导致灾区的通信网络瘫痪，灾区无法与外部联系，由于通信网络的中断，也给外部了解灾区情况，组织和安排营救工作带来了极大的困难，目前，在远距离的通信上可以采用临时调度卫星通信来解决，但是，在灾区，尤其是山区中配备专门的卫星通信设备显然是不现实的。

因此，当突发性灾害降临时，灾害现场的电力、通讯、交通、能源等基础设施可能遭到损毁，如何在第一时间将灾害现场的真实情况传递出去，或者单独个体之间的信号求救，以便于救援队开展应急救援工作，显得非常重要。

目前，并没有适合上述情况的廉价、简单、可靠的通信方法来解决通信问题。

发明内容

本发明实施例提出一种基于可见光的通信方法，能够在不依赖于任何固有通信基础设施的情况下，实现求救和应急通信。

本发明实施例提供一种基于可见光的通信方法，信息发送步骤：获取通信信息和位置信息；对通信信息和位置信息进行编码；将编码后的信息调制到可见光信号中；发送可见光信息号；信息接收步骤：捕获可见光信号；可见光信号解调；还原通信信息和位置信息；输出。

更进一步，所述可见光信号采用不同颜色可见光编码发送信息。

更进一步，所述可见光信号采用明暗模式编码发送。

更进一步，所述可见光信号采用亮灭模式编码发送。

更进一步，所述位置信息由GPS或北斗定位模块获得。

更进一步，所述不同颜色的可见光为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色中的两种以上。

本发明还提供一种应用所述的基于可见光通信的系统。

更进一步，所述可见光信号采用不同颜色可见光编码发送信息。

更进一步，所述不同颜色的可见光为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色中的两种以上。

更进一步，所述系统为两个以上能够相互识别可见光信号的便携式手电筒。

本发明实施例提供的基于可见光的通信方法，通过可见光的传播特性，可以在紧急情况下建立一条不依赖于现有任何通信基础设施的紧急通信通道，适用于山区、野外等环境开阔的应急需要，为抢险救灾和突发事件应急救援提供可靠的信息传输途径。

 

附图说明

图1是本发明提供的基于可见光的通信方法的一个实施例的信号发送流程示意图；

图2是本发明提供的基于可见光的通信方法的一个实施例的信号接收流程示意图；

图3是本发明提供的基于可见光的通信方法的一个实施例结构示意图；

图4是本发明提供的基于可见光的通信方法的另一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中应急通信装置方法包括信息发送和信息接收两步，如图1、图2所示。

在图1中，公开了本发明实施例中信息发送步骤：

101，获取通信信息和位置信息，通信信息可以通过语音的方式，也可以通过文本的方式，例如，用麦克风录入语音信号，或者，读入文件中的文本信息，甚至是现场编写文本信息输入等，都可以完成通信信息的获取；当发生紧急通信需求时，可以按住紧急通信装置的通话按钮，然后讲出需要通信的话，如果在非常紧急情况下无法讲话，可以按下紧按钮，启动紧急SOS呼救缺省设置，代替本步骤的通信信息输入。位置信息的获取，则可以通过位置定位模块，例如GPS卫星定位导航模块，或北斗卫星定位导航模块等全球卫星定位系统的定位终端模块来实现无源被动定位，获取当前经纬度信息。

102，对通信信息和位置信息进行编码。这一步中，可以对获取的通信信号进行进行处理，例如，语音信号需要对信号增强，并对背景音弱化，再对语音信息进行提取，编码后获得通信数字信号。如果是文本信息，则可以直接对文本信息进行编码，获得通信数字信号。

103，将通信数字信号调制到可见光信号中，一般可以按照光帧的格式进行调制，例如，可见光帧包括前导码、开始标识、信息块、结束标识、位置标识符等。可见光信号根据传播方式，编码可以采用颜色编码，也可以采用明暗编码或亮灭编码等。

在一个实施例中，根据可见光光波不同，呈现不同的颜色，如红色：620nm--760nm，橙色592nm--620nm，黄色578nm-- 592nm，绿色500nm-- 578nm，青色464nm--500nm ，蓝色446nm --464nm，紫色400nm--446nm。可见，7种常见的颜色波长是不一样的，在400nm到700nm之间，通过7种颜色的两种以上就可以进行编码，最简单的编码例如采用二进制0和1，比如红色代表0，橙色代表1，对数据进行编码发送，接收一方通过对捕获信号的波长或者颜色进行解读，即可解码。

在另一个实施例中，根据可见光的明暗度进行编码，例如，亮度在阈值以上，代表1，亮度在阈值一下，代表0，通过亮度的一连串变化来调制通信信息。

在另一个实施例中，根据可见光的亮灭进行编码，例如，可见光亮起的时候代表1，可见光熄灭的时候代表0，通过亮灭的一连串变化来调制通信信息。

 104，将调制好的可见光信息通过可见光发生模块发送出去。

在图4中，公开了本发明实施例中信息接收步骤：

201，捕获对应的可见光信号。根据调制和发送方式，以及发送可见光的类型，捕获可见光信号。

202，将可见光信号按照调制方式解调为通信数字信息号。

203，将通信数字信号解码转换为通信信息和位置信息。

204，输出。

参见图3，是本发明提供的基于可见光的通信方法相应装置的一个实施例结构示意图。

本发明实施例提供一种基于可见光的通信方法相应装置，具体结构包括：

301，语音模块，该语音模块具有语音录入和输出功能，可以使麦克风和喇叭的结合，并且语音模块的麦克风功能能够将输入的语音捕获后，转化为数字信号，该过程可以采用语音编码，例如波形编码、参量编码或混合编码等方式，对语音信号进行取样、量化、编码后，转换成数字信号。在编码后的数字信号中，按照语音自然语句进行划分，在编码中加入前导码、开始标示符、结束标示符以及位置标示符等。同理，语音模块也可以将解码后的数字信号还原成语音信号，并进行播发。

302，可见光模块，该可见光模块具有发出和感应可见光信号的功能，包括可见光的发生和可见光的感应，一般来说，两者采用同样波长的光源，例如都才要镭射光，使得两者能够配合使用。可见光模块将语音模块转换得到的数字信号，按照预设的编码形式，可见光的方式发送出去，其中，可见光也可以采用与语音信号一样的编码形式，按照帧的方式进行编码，例如，可见光帧包括前导码、开始标识、信息块、结束标识、位置标识符等。同理，可见光模块可以捕捉到对应频率光源发送过来的可见光信号，并将捕获到的可见光信号转换为数字信号。可见光模块的光源可以在可见光序列中进行选取，优选的，可以考虑射程较远、穿透力较强的可见光，例如镭射光。

303，位置信息模块，该模块可以获取所述基于可见光的通信方法的位置信息，例如，该位置信息模块可以是GPS模块，北斗定位模块，或者格洛纳斯定位模块等在用的全球卫星导航系统定位终端模块，这些定位系统可以在野外实现无源定位，获取所述基于可见光的通信方法的经纬度坐标，且一般精确度可达10米以内，在应急通信中，可以将该位置信息调制在可见光信号中发送出去，对方在接收到可见光信号后编译即可获得基于可见光的通信方法的精确位置，为下一步抢险救援提供了精确的位置导向。

304，电源模块，该模块负责给整个基于可见光的通信方法的各个模块进行供电，可采用一般的蓄电池，充电电池等，尤其的，还可以是太阳能电池，用于可以持续获得太阳能的情况下自行充电。

在图4中，公开了本发明实施例的基于可见光的通信方法相应装置的另一个实施例结构图。

401，语音输入模块，该语音输入模块用于接收外部语音信号，可以使用高灵敏度的麦克风，将输入的语音捕获后，转化为数字信号，该过程可以采用语音编码，例如波形编码、参量编码或混合编码等方式，对语音信号进行取样、量化、编码后，转换成数字信号。在编码后的数字信号中，按照语音自然语句进行划分，在编码中加入前导码、开始标示符、结束标示符以及位置标示符等。在另外一个实施例中，还可以具有背景声去除子模块，对捕获到的语音信号的背景声进行减弱和去除，从而提高语音编码的准确度。

402，可见光发生模块，该模块从语音输入模块中获取到编码后的数字信号后，将所述数字信号进行调制，调制到可见光信号中，可见光信号的编码可以采用明暗模式和亮灭模式，按照帧的方式进行编码，例如，可见光帧包括前导码、开始标识、信息块、结束标识、位置标识符等。可见光模块的光源可以在可见光序列中进行选取，优选的，可以考虑射程较远、穿透力较强的可见光，例如镭射光。

403，位置信息模块，该模块可以获取所述基于可见光的通信方法的位置信息，例如，该位置信息模块可以是GPS模块，北斗定位模块，或者格洛纳斯定位模块等在用的全球卫星导航系统定位终端模块，这些定位系统可以在野外实现无源定位，获取所述基于可见光的通信方法的经纬度坐标，且一般精确度可达10米以内，在应急通信中，可以将该位置信息调制在可见光信号中发送出去，对方在接收到可见光信号后编译即可获得基于可见光的通信方法的精确位置，为下一步抢险救援提供了精确的位置导向。

404，可见光感应模块，该模块可以捕捉到对应频率光源发送过来的可见光信号，并将捕获到的可见光信号进行解码，还原成数字信号。

405，语音输出模块，该模块可以还原的数字信号解码，还原出自然语句，并通过声音进行播发。

406，电源模块，该模块负责给整个基于可见光的通信方法的各个模块进行供电，可采用一般的蓄电池，充电电池等，尤其的，还可以是太阳能电池，用于可以持续获得太阳能的情况下自行充电。

在本发明的另一个实施例中，语音信号的输入通过一个控制按钮来触发，当该按钮被按下时，才会捕获语音信号，从而激发基于可见光的通信方法进行通信。

在本发明的另一个实施例中，基于可见光的通信方法具有一个缺省模式，即，激发一个按钮，自动发出SOS求救信号，从而不需要语音信号的输入也可以实现求救信号的通信。

在本发明的另一个实施例中，所述紧急通信装置优选为一便携式手电筒。

本发明实施例提供的基于可见光的通信方法，通过可见光的编码进行信息传递的载体，在紧急情况下，可以快速地建立起不依赖于现有通信设施的信息传递通道，实现应急通信。该装置才成本低廉，携带方便，使用简单，适用于山区、野外、灾区等环境下的应急需要，为应急救援、抗震救灾和各类突发事件的应急救援提供可靠的信息传输通道。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于可见光的通信方法，其特征在于，

信息发送步骤：获取通信信息和位置信息；对通信信息和位置信息进行编码；将编码后的信息调制到可见光信号中；发送可见光信息号；

信息接收步骤：捕获可见光信号；可见光信号解调；还原通信信息和位置信息；输出。

2.如权利要求1所述的基于可见光的通信方法，其特征在于，所述可见光信号采用不同颜色可见光编码发送信息。

3.如权利要求1所述的基于可见光的通信方法，其特征在于，所述可见光信号采用明暗模式编码发送。

4.如权利要求1所述的基于可见光的通信方法，其特征在于，所述可见光信号采用亮灭模式编码发送。

5.如权利要求1所述的基于可见光的通信方法，其特征在于，所述位置信息由GPS或北斗定位模块获得。

6.如权利要求2所述的基于可见光的通信方法，其特征在于，所述不同颜色的可见光为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色中的两种以上。

7.一种应用如权利要求1所述的基于可见光通信的系统。

8.如权利要求7所述的基于可见光通信的系统，其特征在于，所述可见光信号采用不同颜色可见光编码发送信息。

9.如权利要求8所述的基于可见光通信的系统，其特征在于，所述不同颜色的可见光为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色中的两种以上。

10.如权利要求7所述的基于可见光通信的系统，其特征在于，所述系统为两个以上能够相互识别可见光信号的便携式手电筒。