CN105007119A - 基于可见光通信的光编码系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可见光通信的光编码系统，涉及光编码系统技术领域。所述光编码系统包括可见光发射器、接收器、服务终端以及远端服务器，所述可见光发射器位于物体上，用于发出编码后的可见光，通过编码后的可见光标记该物体的相关信息；接收器与可见光发射器相对设置，用于接收编码后的可见光信号，将可见光信号转换为与物体的相关信息相对应的电信号，并对电信号进行解码处理，将解码后的电信号发送给服务终端进行处理。所述系统能够实现远距离对光编码识别，且升级简单，成本低。

Description

基于可见光通信的光编码系统

技术领域

本发明涉及光编码系统技术领域，尤其涉及一种基于可见光通信的光编码系统。

背景技术

随着物联网不断发展，物联网的应用离不开自动识别，而一维、二维条码和RFID能够较好地与智能手机等移动终端相结合，形成了较好地互动性和用户体验。因为一维、二维条码基本上都是采用平面印刷实现，所以它们的大小受到了很大的约束，移动终端对条码识别需要比较近的距离才可以实现，对于路边广告牌，公交车站台等就加入条码效果就不明显了；同时条码需要印制在平面上，对平面设计提出了较大的要求。RFID需额外增加一整套设备的价格及系统维护成本较高，严重阻碍了RFID的市场推广。随着LED照明技术高速发展，可见光通信应用逐渐进入人们生活中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于可见光通信的光编码系统，所述系统能够实现远距离对光编码识别，且升级简单，成本低。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于可见光通信的光编码系统，其特征在于：所述光编码系统包括可见光发射器、接收器、服务终端以及远端服务器，所述可见光发射器位于物体上，用于发出编码后的可见光，通过编码后的可见光标记该物体的相关信息；接收器与可见光发射器相对设置，用于接收编码后的可见光信号，将可见光信号转换为与物体的相关信息相对应的电信号，并对电信号进行解码处理，将解码后的电信号发送给服务终端进行处理，服务终端将电信号处理成与物体的相关信息相对应的二进制信号，处理后的二进制信号传送给远端服务器进行自动匹配，根据二进制信号识别物体的相关信息，然后远端服务器将与该物体相关的其他信息发送给服务终端进行显示或播放。

进一步的技术方案在于：所述可见光发射器包括LED灯珠、LED驱动器、编码控制器以及第一电源模块，所述编码控制器的控制信号输出端与LED驱动器的控制信号输入端连接，所述LED驱动器的驱动信号输出端与LED灯珠的电源输入端连接，所述第一电源模块的电源输出端与LED驱动器和编码控制器的电源输入端连接；所述编码控制器用于存储与物体的相关信息相对应的可编辑的编码，并按照存储的编码输出控制信号到LED驱动器中，LED驱动器根据控制信号驱动LED灯珠发出特定编码的光信号，所述特定编码的光信号与物体的相关信息相对应。

进一步的技术方案在于：所述接收器包括可见光接收传感器、放大过滤器、解码控制器、第一通信模块以及第二电源模块，所述可见光接收传感器与所述LED灯珠相对设置，所述可见光接收传感器的信号输出端与放大过滤器的信号输入端连接，所述放大过滤器的信号输出端与解码控制器的信号输入端连接，所述解码控制器的信号输出端与通信模块的信号输入端连接，所述第二电源模块的电源输出端与所述可见光接收传感器、放大过滤器、解码控制器以及第一通信模块的电源输入端连接；所述可见光接收传感器用于接收LED灯珠发出的与物体的相关信息相对应的光信号，将光信号转换为电信号，通过放大过滤器将电信号进行放大和滤波处理，再通过解码控制器对放大和滤波后的电信号进行信息读取解码，并将解码后的电信号传送给第一通信模块。

进一步的技术方案在于：所述服务终端包括第二通信模块和处理器，所述第一通信模块与第二通信模块通过有线或无线网络进行双向数据交互，所述第二通信模块与处理器双向连接，第二通信模块接收第一通信模块传送的与物体的相关信息相对应的电信号，并通过处理器进行处理后，将解码后的电信号转换为与物体的相关信息相对应的二进制信号，然后通过第二通信模块与远端服务器进行数据交互。

进一步的技术方案在于：所述远端服务器用于接收服务终端传送的与物体的相关信息相对应的二进制信号，自动匹配，根据二进制信号识别物体的相关信息，然后远端服务器将与该物体相关的其他信息发送给服务终端进行显示或播放。

进一步的技术方案在于：所述编码控制器和解码控制器为单片机、FPGA或DSP。

进一步的技术方案在于：所述LED灯珠是单个灯珠或者一系列组合灯珠，LED灯珠发光颜色在可见光范围内，波长范围380nm-780nm。

进一步的技术方案在于：所述通信模块为蓝牙模块、WIFI通信模块、2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、2.4G通信模块或ZigBee通信模块。

进一步的技术方案在于：所述服务终端为电脑、平板电脑或手机。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述系统能够实现远距离对光编码识别，解决了二维码识别距离较近的问题；同时可以采用背景光进行编码，无需在平面上增加任何图形；此外，所述光编码系统只需要升级背光源或者外部照明设备，升级简单；信息变更只需要在服务器上操作，无需重新印刷制作，降低成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的原理框图。

具体实施方式

下面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的一部分实施例，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做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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明公开了一种基于可见光通信的光编码系统，所述光编码系统包括可见光发射器、接收器、服务终端以及远端服务器，所述可见光发射器位于物体上，用于发出编码后的可见光，通过编码后的可见光标记该物体的相关信息；接收器与可见光发射器相对设置，用于接收编码后的可见光信号，将可见光信号转换为与物体的相关信息相对应的电信号，并对电信号进行解码处理，将解码后的电信号发送给服务终端进行处理，服务终端将电信号处理成与物体的相关信息相对应的二进制信号，处理后的二进制信号传送给远端服务器进行自动匹配，根据二进制信号识别物体的相关信息，然后远端服务器将与该物体相关的其他信息发送给服务终端进行显示或播放。

进一步的，如图1所示，所述可见光发射器包括LED灯珠、LED驱动器、编码控制器以及第一电源模块，所述编码控制器的控制信号输出端与LED驱动器的控制信号输入端连接，所述LED驱动器的驱动信号输出端与LED灯珠的电源输入端连接，所述第一电源模块的电源输出端与LED驱动器和编码控制器的电源输入端连接；所述编码控制器用于存储与物体的相关信息相对应的可编辑的编码，并按照存储的编码输出控制信号到LED驱动器中，LED驱动器根据控制信号驱动LED灯珠发出特定编码的光信号，所述特定编码的光信号与物体的相关信息相对应。

进一步的，如图1所示，所述接收器包括可见光接收传感器、放大过滤器、解码控制器、第一通信模块以及第二电源模块，所述可见光接收传感器与所述LED灯珠相对设置，所述可见光接收传感器的信号输出端与放大过滤器的信号输入端连接，所述放大过滤器的信号输出端与解码控制器的信号输入端连接，所述解码控制器的信号输出端与通信模块的信号输入端连接，所述第二电源模块的电源输出端与所述可见光接收传感器、放大过滤器、解码控制器以及第一通信模块的电源输入端连接；所述可见光接收传感器用于接收LED灯珠发出的与物体的相关信息相对应的光信号，将光信号转换为电信号，通过放大过滤器将电信号进行放大和滤波处理，再通过解码控制器对放大和滤波后的电信号进行信息读取解码，并将解码后的电信号传送给第一通信模块。

进一步的，如图1所示，所述服务终端包括第二通信模块和处理器，所述第一通信模块与第二通信模块通过有线或无线网络进行双向数据交互，所述第二通信模块与处理器双向连接，第二通信模块接收第一通信模块传送的与物体的相关信息相对应的电信号，并通过处理器进行处理后，将解码后的电信号转换为与物体的相关信息相对应的二进制信号，然后通过第二通信模块与远端服务器进行数据交互。

进一步的，如图1所示，所述远端服务器用于接收服务终端传送的与物体的相关信息相对应的二进制信号，自动匹配，根据二进制信号识别物体的相关信息，然后远端服务器将与该物体相关的其他信息发送给服务终端进行显示或播放。

所述编码控制器和解码控制器可以使用单片机、FPGA、嵌入式芯片等控制系统，负责对信号进行二进制编码和解码；所述LED灯珠是单个灯珠或者一系列组合灯珠，LED灯珠发光颜色在可见光范围内；所述通信模块可以是蓝牙、WIFI、蜂窝移动网络(2G、3G、4G等)、2.4G、ZigBee、以太网等；所述服务终端可以是电脑、平板电脑、手机等各种嵌入式系统；

本发明可以应用于交通监控系统，在汽车上只需改造现有的汽车信号灯或者加装一个LED灯，接收器安装在需要对汽车监控的地方，只要汽车经过监控点，接收器就可把汽车相应信息收集起来，发送到服务终端并上传服务器；

本发明可以应用于公交车站报站系统，在公交车改造或加装LED灯，接收器安装在公交车站台上，当公交车入站时接收器会接收到LED灯的信号，发送到服务终端并上传服务器，服务终端会根据服务器返回信息，进行公交车报站；同时根据公交车到站信息，在接下来的公交车站上可以预报到达时间；公交车服务软件可以根据服务器信息，对公交车运行进行实时播报。

本发明可以应用于自动播报导航系统，如展览馆或博物馆参观，只需要使用本发明LED灯对展品进行照明，参观者把接收器与自己的手机连接，安装上相应的服务软件，只要参观者走到展品前方，接收器会接收到LED灯信号，并发送到手机，手机服务软件可以显示展品的相关信息，而且可以选择语音播报。

本发明利用可见光通信技术实现了远距离识别，在不增加额外标志下，可以利用照明光进行信息识别；使用本发明只需要在相应的地方安装或更换LED灯就可以了，设备简单，同时不影响正常照明。

Claims (9)

1.一种基于可见光通信的光编码系统，其特征在于：所述光编码系统包括可见光发射器、接收器、服务终端以及远端服务器，所述可见光发射器位于物体上，用于发出编码后的可见光，通过编码后的可见光标记该物体的相关信息；接收器与可见光发射器相对设置，用于接收编码后的可见光信号，将可见光信号转换为与物体的相关信息相对应的电信号，并对电信号进行解码处理，将解码后的电信号发送给服务终端进行处理，服务终端将电信号处理成与物体的相关信息相对应的二进制信号，处理后的二进制信号传送给远端服务器进行自动匹配，根据二进制信号识别物体的相关信息，然后远端服务器将与该物体相关的其他信息发送给服务终端进行显示或播放。

2.根据权利要求1所述基于可见光通信的光编码系统，其特征在于：所述可见光发射器包括LED灯珠、LED驱动器、编码控制器以及第一电源模块，所述编码控制器的控制信号输出端与LED驱动器的控制信号输入端连接，所述LED驱动器的驱动信号输出端与LED灯珠的电源输入端连接，所述第一电源模块的电源输出端与LED驱动器和编码控制器的电源输入端连接；所述编码控制器用于存储与物体的相关信息相对应的可编辑的编码，并按照存储的编码输出控制信号到LED驱动器中，LED驱动器根据控制信号驱动LED灯珠发出特定编码的光信号，所述特定编码的光信号与物体的相关信息相对应。

3.根据权利要求2所述的基于可见光通信的光编码系统，其特征在于：所述接收器包括可见光接收传感器、放大过滤器、解码控制器、第一通信模块以及第二电源模块，所述可见光接收传感器与所述LED灯珠相对设置，所述可见光接收传感器的信号输出端与放大过滤器的信号输入端连接，所述放大过滤器的信号输出端与解码控制器的信号输入端连接，所述解码控制器的信号输出端与通信模块的信号输入端连接，所述第二电源模块的电源输出端与所述可见光接收传感器、放大过滤器、解码控制器以及第一通信模块的电源输入端连接；所述可见光接收传感器用于接收LED灯珠发出的与物体的相关信息相对应的光信号，将光信号转换为电信号，通过放大过滤器将电信号进行放大和滤波处理，再通过解码控制器对放大和滤波后的电信号进行信息读取解码，并将解码后的电信号传送给第一通信模块。

4.根据权利要求3所述的基于可见光通信的光编码系统，其特征在于：所述服务终端包括第二通信模块和处理器，所述第一通信模块与第二通信模块通过有线或无线网络进行双向数据交互，所述第二通信模块与处理器双向连接，第二通信模块接收第一通信模块传送的与物体的相关信息相对应的电信号，并通过处理器进行处理后，将解码后的电信号转换为与物体的相关信息相对应的二进制信号，然后通过第二通信模块与远端服务器进行数据交互。

5.根据权利要求4所述的基于可见光通信的光编码系统，其特征在于：所述远端服务器用于接收服务终端传送的与物体的相关信息相对应的二进制信号，自动匹配，根据二进制信号识别物体的相关信息，然后远端服务器将与该物体相关的其他信息发送给服务终端进行显示或播放。

6.根据权利要求3所述的基于可见光通信的光编码系统，其特征在于：所述编码控制器和解码控制器为单片机、FPGA或DSP。

7.根据权利要求2所述的基于可见光通信的光编码系统，其特征在于：所述LED灯珠是单个灯珠或者一系列组合灯珠，LED灯珠发光颜色在可见光范围内，波长范围380nm-780nm。

8.根据权利要求4所述的基于可见光通信的光编码系统，其特征在于：所述通信模块为蓝牙模块、WIFI通信模块、2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、2.4G通信模块或ZigBee通信模块。

9.根据权利要求4所述的基于可见光通信的光编码系统，其特征在于：所述服务终端为电脑、平板电脑或手机。