CN104539361B - 一种室内可见光通信中调节光照范围的方法和照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种室内可见光通信中调节光照范围的方法和照明装置，其中，所述方法包括：接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的信号；根据所述信号监测圆形光照范围内的终端与圆心的距离；当监测到终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且存在与照明装置中断连接的终端时，将照明装置的功率调整为最大功率，将光照半径调整为所述最大光照半径，所述最大光照半径为照明装置工作在最大功率下的光照半径。上述技术方案实现了在不超过照明装置最大功率的条件下，随着室内终端移动调节照明装置的光照范围的技术效果。

Description

一种室内可见光通信中调节光照范围的方法和照明装置

技术领域

本发明涉及可见光通信领域，尤其涉及一种室内可见光通信中调节光照范围的方法和照明装置。

背景技术

室内可见光通信技术，在室内配置特定照明装置，所述照明装置上配有微芯片，所述微芯片与路由器进行连接，接收来自路由器的互联网数据，根据所述互联网数据控制照明装置发出肉眼看不到的高速明暗闪烁信号，其中亮表示1，灭表示0，光照下的终端通过光/电转换器接收所述信号。当光照下的终端要发送信号时，首先经过电/光转换器将待发送信号转换为光信号后发送出去，由设置在照明装置上的光/电转换器将所述光信号转换为电信号后通过所述微芯片发送至所述路由器，由此实现了光照下的终端连接至互联网的目的。

所述室内光通信技术，终端通过光波传输信号，并且室内均为安装照明装置，光资源丰富，利于在目前电磁波使用资源越来越有限的局面中推广使用。

然而，现有照明装置通常以其额定功率进行工作，所述额定功率指的是照明装置正常工作状态下消耗的功率，由于照明装置的功率与照明装置的光照范围存在对应关系，从而造成照明装置的光照范围固定为其额定功率对应的光照范围。当终端移出照明装置的额定功率对应的光照范围时，终端与照明装置的通信便会发生中断，现有技术中，由于光照范围不作改变，发生中断后的终端无法再与照明装置建立通信。

发明内容

本发明提供了一种室内可见光通信中调节光照范围的方法和照明装置，以解决在不超过照明装置最大功率的条件下，如何随着室内终端移动调节照明装置的光照范围的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种在室内可见光通信中调节光照范围的方法，所述方法包括：

接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的信号；

根据所述信号监测圆形光照范围内的终端与圆心的距离；

当监测到终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且存在与照明装置中断连接的终端时，将照明装置的功率调整为最大功率，将光照半径调整为所述最大光照半径，所述最大光照半径为照明装置工作在最大功率下的光照半径。

可选地，所述方法还包括：

当在光照半径为最大半径的情况下，监测到光照范围内终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，计算光照范围内终端与圆心的最大距离，将光照半径调整为该最大距离。

可选地，所述方法还包括：

若监测到终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且终端与圆心的最大距离减小的情况下，将光照半径调整为该最大距离。

可选地，所述方法还包括：

除接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的信号外，还接收终端发送的身份标识，以及仅在根据该身份标识验证出终端为注册终端后，对注册终端进行后续监测。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种在可见光通信中调节光照范围的照明装置，所述照明装置包括信号接收模块、监测模块以及光照半径调节模块，

所述信号接收模块，用于接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的信号；

所述监测模块，用于根据所述信号监测圆形光照范围内的终端与圆心的距离以及监测与终端的连接是否中断，并将监测结果通知光照半径调节模块；

所述光照半径调节模块，用于在终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且存在与照明装置连接中断的终端时，将照明装置的功率调整为最大功率，将光照半径调整为所述最大光照半径，所述最大光照半径为照明装置工作在最大功率下的光照半径。

可选地，

所述光照半径调节模块，还用于在光照半径为最大半径的情况下，监测到光照范围内终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，将光照半径调整为该最大距离

可选地，

所述光照半径调节模块，还用于在监测到终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且终端与圆心的最大距离减小的情况下，将光照半径调整为该最大距离。

可选地，

所述信号接收模块，还接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的身份标识，并在验证出该终端为注册终端后，通知监测模块对注册终端进行监测；

所述监测模块，用于接收到无线设备管理模块的监测指令后，对注册终端进行监测。

上述技术方案实现了照明装置在允许工作的功率下，随着室内终端位置调节光照半径，尽可能地为终端与照明装置提供通信；另外，由于上述技术方案中当终端与光照圆心的最大距离小于最大光照半径时，还可将光照半径调整为所述最大距离，相应地减少照明装置的照明范围，节省照明装置的功率消耗。

附图说明

图1为本实施例的在室内可见光通信中调节光照范围的方法流程图；

图2为本实施例的计算终端与光照中心点的距离的示意图；

图3为本实施例的在室内可见光通信中调节光照范围的照明装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

下述实施例中记载的室内指在一个房间内，且终端在室内移动。

图1为本实施例的在室内可见光通信中调节光照范围的方法流程图。

S101接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的信号；

S102根据所述信号监测圆形光照范围内的终端与圆心距离；

可选地，步骤S102包括：

根据所述信号确定终端距离照明装置的距离L以及终端偏离照明装置的角度A；

根据终端距离照明装置的距离L以及终端偏离照明装置的角度A确定终端与圆心的距离r_T，如图2所示，r_T＝Lsin(A)；

可选地，所述根据接收的终端信号确定终端距离照明装置的距离L，包括：

存储终端的位置与信号强度的对应关系，以及照明装置位置；

根据所述接收信号的强度、存储的终端位置与信号强度的对应关系，确定发送信号的终端位置；

根据所述终端位置和照明装置位置确定终端距离照明装置的距离L。

所述终端位置与信号强度的对应关系以及照明装置位置可通过如下方式得到：

在照明装置所在的室内空间创建X-Y-Z坐标，并将所述空间分成M*M*M个格点模型，M可设置，记录照明装置所在格点的坐标作为照明装置位置；

测量终端在每个格点上发送信号时，照明装置接收到的终端的信号强度，记录照明装置接收的终端在不同格点上发送信号的强度，得到终端位置与信号强度的对应关系。

可选地，确定终端偏离照明装置的角度A，包括：

将终端距离照明装置的距离L与Z坐标之间的角度作为所述角度A；

S103将监测得到的终端与圆心的最大距离与最大光照半径进行比较，如果监测得到的终端与圆心的最大距离等于最大光照半径，继续执行步骤S101；如果监测得到的终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，执行步骤S104；

所述最大光照半径为光照设备工作在最大功率下的光照半径；所述照明装置的最大功率指的是照明装置也叫峰值功率，是指照明装置在极短时间内能够输出的最大功率值，最大功率一般作为应对突发性的高功率需求之用，如果照明装置长期处于最大功率输出，对照明装置的寿命有较大的影响；

S104，监测是否存在失连终端或者终端与圆心的最大距离变小，如果存在失连终端，执行步骤S105；如果终端与圆心的最大距离变小，执行步骤S106；

S105，将照明装置的功率调整为其最大功率，将光照半径调整为所述最大光照半径，执行S107；

可选地，当在光照半径为最大半径的情况下，监测到光照范围内终端与圆心的最大距离小于最大半径时，将光照半径调整为该最大距离；

由于光照功率P和光照范围S存在对应关系S＝0.37*P，可以通过调整光照功率进而调整光照半径；

当将照明装置的功率调整为其最大功率后，此时光照半径也达到最大；如果失去连接的终端位于该光照范围内，该终端可重新与照明装置建立连接，照明装置再根据光照范围内终端与圆心的距离调整光照半径，不仅可尽可能地为终端提供网络连接；而且在光照范围内终端与圆心的最大距离小于照明装置可提供的最大光照半径时，缩小光照半径，相应地也节省了照明装置的功率消耗；

S106将光照半径调整为监测到的终端与圆心的最大距离；

S107流程结束。

可选地，当光通信网络将终端分为注册终端和非注册终端时，上述照明装置还可在接收位于光照范围内的终端信号的同时，对终端的身份进行识别，进而仅监测注册终端与圆心的距离，以及随着注册终端的移动调整光照范围。

图3为本实施例的在室内可见光通信中调节光照范围的照明装置结构示意图。

该照明装置包括信号接收模块、距离监测模块以及光照半径调节模块，其中：

所述信号接收模块，用于接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的信号；

所述监测模块，用于根据所述信号监测圆形光照范围内的终端与圆心的距离以及监测与终端的连接是否中断，并将监测结果通知光照半径调节模块；

可选地，所述监测模块，用于根据所述信号监测圆形光照范围内的终端与圆心的距离，包括：根据所述信号确定终端距离照明装置的距离L以及终端偏离照明装置的角度A；根据终端距离照明装置的距离L以及终端偏离照明装置的角度A确定终端与圆心的距离r_T，如图2所示，r_T＝Lsin(A)；

可选地，所述根据所述信号确定终端距离照明装置的距离L，包括：

存储终端的位置与信号强度的对应关系，以及照明装置位置；

根据所述接收信号的强度、存储的终端位置与信号强度的对应关系，确定发送信号的终端位置；

根据所述终端位置和照明装置位置确定终端距离照明装置的距离L。

所述终端位置与信号强度的对应关系以及照明装置位置可通过如下方式得到：

在照明装置所在的室内空间创建X-Y-Z坐标，并将所述空间分成M*M*M个格点模型，M可设置，记录照明装置所在格点的坐标作为照明装置位置；

测量终端在每个格点上发送信号时，照明装置接收到的终端的信号强度，记录照明装置接收的终端在不同格点上发送信号的强度，得到终端位置与信号强度的对应关系。

可选地，确定终端偏离照明装置的角度A，包括：

将终端距离照明装置的距离L与Z坐标之间的角度作为所述角度A；

所述光照半径调节模块，用于在终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且存在与照明装置连接中断的终端时，将照明装置的功率调整为最大功率，将光照半径调整为所述最大光照半径。

可选地，所述光照半径调节模块，还用于在光照半径为最大半径的情况下，监测到光照范围内终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，将光照半径调整为该最大距离。

由于光照功率P和光照范围S存在对应关系S＝0.37*P，当将照明装置的功率调整为其最大功率后，此时光照半径也达到最大；如果失去连接的终端位于该光照范围内，该终端可重新与照明装置建立连接。如果在光照范围内终端与圆心的最大距离小于照明装置可提供的最大光照半径时，缩小光照半径，相应地也节省了照明装置的功率消耗；

所述最大光照半径为光照设备工作在最大功率下的光照半径；所述照明装置的最大功率指的是照明装置也叫峰值功率，是指照明装置在极短时间内能够输出的最大功率值，最大功率一般作为应对突发性的高功率需求之用，如果照明装置长期处于最大功率输出，对照明装置的寿命有较大的影响。

可选地，上述光照半径调节模块，还用于在监测到终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且终端与圆心的最大距离减小的情况下，将光照半径调整为该最大距离。随着终端距离圆心的最大距离逐步缩小，光照范围也相应地缩小，节省了照明装置的功率消耗。

可选地，当光通信网络将终端分为注册终端和非注册终端时，为保证向注册终端提供的服务质量，

所述信号接收模块，还接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的身份标识，并在验证出该终端为注册终端后，通知监测模块对注册终端进行监测；

所述监测模块，用于接收到无线设备管理模块的监测指令后，对注册终端进行监测。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

需要说明的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种在室内可见光通信中调节光照范围的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的信号；

根据所述信号的强度监测圆形光照范围内的终端与圆心的距离；

当监测到终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且存在与照明装置中断连接的终端时，将照明装置的功率调整为最大功率，将光照半径调整为所述最大光照半径，所述最大光照半径为照明装置工作在最大功率下的光照半径。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当在光照半径为最大半径的情况下，监测到光照范围内终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，计算光照范围内终端与圆心的最大距离，将光照半径调整为该最大距离。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若监测到终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且终端与圆心的最大距离减小的情况下，将光照半径调整为该最大距离。

4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

除接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的信号外，还接收终端发送的身份标识，以及仅在根据该身份标识验证出终端为注册终端后，对注册终端进行后续监测。

5.一种在可见光通信中调节光照范围的照明装置，其特征在于，所述照明装置包括信号接收模块、监测模块以及光照半径调节模块，

所述信号接收模块，用于接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的信号；

所述监测模块，用于根据所述信号的强度监测圆形光照范围内的终端与圆心的距离以及监测与终端的连接是否中断，并将监测结果通知光照半径调节模块；

所述光照半径调节模块，用于在终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且存在与照明装置连接中断的终端时，将照明装置的功率调整为最大功率，将光照半径调整为所述最大光照半径，所述最大光照半径为照明装置工作在最大功率下的光照半径。

6.如权利要求5所述的照明装置，其特征在于，

所述光照半径调节模块，还用于在光照半径为最大半径的情况下，监测到光照范围内终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，将光照半径调整为该最大距离。

7.如权利要求5所述的照明装置，其特征在于，

所述光照半径调节模块，还用于在监测到终端与圆心的最大距离小于最大光照半径，且终端与圆心的最大距离减小的情况下，将光照半径调整为该最大距离。

8.如权利要求5～7中任一项所述的照明装置，其特征在于，

所述信号接收模块，还接收位于照明装置照射在地面的圆形光照范围内的终端发送的身份标识，并在验证出该终端为注册终端后，通知监测模块对注册终端进行监测；

所述监测模块，用于接收到无线设备管理模块的监测指令后，对注册终端进行监测。