CN105050291B - 一种按键控制的可见光车灯信号发送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种按键控制的可见光车灯信号发送装置。该装置包括电源模块、按键、储能模块、稳压模块、发送控制模块、驱动模块和车灯。装置提供照明模式和通信模式，由按键动作控制而产生的开关信号实现模式切换，由发送控制模块接收按键指令并从休眠状态激活，并根据电源供电的通、断而产生开关信号，发送控制模块由电源模块或储能模块供电，并产生驱动信号，由驱动模块根据驱动信号驱动车灯发送可见光信号。本发明装置结构简单操作方便，在原车灯电路中直接嵌入，不改变原结构，即能使用，通信功能简单激活，发送可见光信号。装置的功率损耗和器件寿命损耗小，稳定性高，使用寿命长，安全性好。

Description

一种按键控制的可见光车灯信号发送装置

技术领域

本发明属于光通信技术领域，特别涉及一种按键控制的可见光车灯信号发送装置。

背景技术

可见光通信(Visible Light Communication，VLC)是采用发光二极管发出的高速调制的可见光作为信息载体，在空气中传输光信号的通信方式。该技术利用配备LED的室内外大型显示屏、照明设备、汽车前尾灯等发出的肉眼察觉不到的高速调制光波信号来对信息调制和传输，然后利用高光敏感、高速响应的光电器件接收光载波信号并获得信息。

灯语是一种常见的通信工具，应用灯光一明一暗的间歇做出长短不同的信号来传递信息。在古代的时候，灯语对人们之间的交流起到很大的帮助。灯语在海上的船间通信中应用得很多。可见光通信技术的原理跟灯语类似，但是速度更快，信号更加复杂。

利用汽车的近光、远光灯、尾灯实现可见光通信，可以很好的运用此项技术。然而，在汽车上推广VLC技术，我们希望应可能少的改变现有车辆的结构构造，简单、便捷的将该技术移植到汽车上，让车灯成为一个信号载体。

本发明就是为了实现以上的功能，提出的一种按键控制的可见光车灯信号发送装置，装置采用简易的按键动作提供指令信号，实现多个指令的可见光信号发送。在支持安全通信的同时，提供稳定的车灯照明。

发明内容

本发明的目的是提供一种按键控制的可见光车灯信号发送装置。

本发明是这样实现的：一种按键控制的可见光车灯信号发送装置，该装置包括电源模块、按键、储能模块、稳压模块、发送控制模块、驱动模块和车灯。

电源模块包括PV端和PG端，PV端为电源模块的正极输出端；PG端为电源模块的负极输出端。

储能模块包括SV端、SG端和SO端，SV端为储能模块的正极输入端，SG端为储能模块的负极输入端，SO端为储能模块的电能正极输出端。

稳压模块包括WI端、WO端和WG端，WI端为稳压模块的正极输入端，WG端为稳压模块的负极输入端，WO端为稳压模块的电能正极输出端。

发送控制模块包括FV端、FG端、FO端、FI端和FU端，FV端为发送控制模块的正极输入端，FG端为发送控制模块的负极输入端，FO端为发送控制模块的控制信号输出端，FI端为发送控制模块的检测信号输入端，FU端为发送控制模块的休眠唤醒端。

驱动模块包括DI端、DO端和DV端，DI端为驱动模块的控制信号输入端，DO端为驱动模块的驱动信号输出端，DV端为驱动模块的电能正极输入端。

车灯包括LV端和LG端，LV端为车灯的正极输入端，LG端为车灯的负极输入端。

按键包括AI端和AO端，AI端为按键的电源输入端，AO端为按键的电源输出端。

装置的主要端口连接关系如下：

PV端和AI端电连接；AO端、SV端、SO端、FI端、DV端、FU端和WI端，七个端口电连接；WO端和FV端电连接；DI端和FO端电连接；DO端和LV端电连接；PG端、SG端、WG端、FG端和LG端，五个端口电连接。

电源模块用于为装置各模块提供电能。

按键用于发出按键指令，AI端与AO端有导通和断开两种状态；AI端用于连接电源模块的供电输入；AO端用于电源模块向储能模块、稳压模块、发送控制模块、驱动模块和车灯的供电输出；通过按键动作，控制AO端与AI端的导通或者断开，以实现电源模块向储能模块、稳压模块、发送控制模块、驱动模块、车灯供电的通和断；AI端与AO端在按键动作的控制下，实现导通和断开，并用导通和断开两种状态的切换，产生开关信号；按键默认的状态，是AI端和AO端的导通。

储能模块用于在AI端和AO端导通，有电源模块供电时，收集并存储电能；在AI端和AO端断开，电源模块不供电时，释放存储的电能，用作临时电源，为发送控制模块临时供电。

稳压模块用于在电源模块或储能模块供电时，为发送控制模块提供稳定的供电输出，稳压模块通过WI端从电源模块或储能模块获得电能。

发送控制模块用于通过稳压模块，由电源模块或储能模块供电；由FU端检测AI端和AO端断开的瞬时状态，并根据该状态从休眠状态激活；由FI端检测AI端和AO端的导通以及断开的两种状态切换而产生的开关信号，并根据该开关信号，由FO端给驱动模块发送相对应的驱动信号，由驱动信号驱动车灯发送可见光信号；FO端默认的状态是输出一个使驱动模块能够控制车灯持续点亮的电平。

驱动模块用于根据发送控制模块FO端输出的驱动信号，驱动车灯发送可见光信号；驱动模块默认的状态，是控制车灯持续点亮。

车灯用于提供稳定的照明和发送可见光信号。

装置提供不止一个按键指令，用不同的按键及其按键的不同状态，表示不同的按键指令，按键指令由按键动作产生。

按键指令的获取方式有：单按键和多按键两种，即：按下不同的按键时，表示不同的指令含义；对于单个按键，还可以用不同的按下方式，表示不同的指令含义，包括：单击、多击、长按；单击，一次短触的按下按键；多击，多次短触的按下按键；长按，按下按键并持续一段时间。

按键动作产生的按键指令，用AI端和AO端的导通表示信号“1”；用AI端和AO端的断开表示信号“0”，反之亦可。

不同的按键指令对应不同的驱动信号，不同的驱动信号对应不同的可见光信号。

装置提供照明模式和通信模式，模式的切换由按键来实现。在没有发出按键指令时，装置为照明模式，按键保持AI端、AO端的导通，以实现电源模块对储能模块、稳压模块、发送控制模块、驱动模块、车灯的持续供电。当有按键动作产生按键指令时，发送控制模块通过按键动作产生的电源模块的瞬时断电，由FU端将发送控制模块从休眠状态激活，使装置进入通信模式，发送控制模块由FI端检测接收按键指令，并根据按键指令通过FO端向DI端发送驱动信号，由驱动模块驱动车灯发送可见光信号。

车灯用于在照明模式下，提供稳定的照明；在通信模式下，在驱动模块的驱动下，发送可见光信号。

装置启动的实现步骤如下：

Q1、接通电源后，装置各模块上电工作，发送控制模块初始化，储能模块存储电能，发送控制模块通过稳压模块由电源模块直接供电，按键AI端和AO端默认保持导通，驱动模块默认控制车灯持续点亮照明。

Q2、发送控制模块开始检测由按键指令产生的开关信号，如果检测到开关信号则进入通信模式，当经过一个延时后仍未检测到开关信号，发送控制模块进入休眠状态，驱动模块默认控制车灯持续点亮。

照明模式：

装置在接通电源后，各模块上电工作，在没按键动作时，AI端和AO端保持导通，驱动模块默认控制车灯持续点亮照明。

通信模式的实现步骤如下：

T1、按下按键，按键动作产生AI端和AO端在导通和断开两种状态切换，通过状态切换，产生开关信号。

T2、储能模块在AI端和AO端断开时，释放存储的电能，通过稳压模块为发送控制模块临时供电。

T3、发送控制模块，由FU端检测AI端和AO端断开的瞬时状态，并根据该状态从休眠状态激活；由FI端检测AI端和AO端在导通和断开两种状态切换产生的开关信号，并根据开关信号，向驱动模块输出驱动信号。

T4、驱动模块根据驱动信号，控制车灯发送可见光信号。

本发明的按键控制的可见光车灯信号发送装置，能够在不中断照明供电的前提下，利用车灯实现可见光信号的安全发送。装置利用按键动作产生的指令信号，并根据按键动作的指令信号，由车灯发送可见光信号。装置结构简单，操作方便，仅仅需要在原有的车灯电路中加入本装置，无需改变原有结构，便可用已有的按键、开关、操作杆等设施，通过几个简单的动作，就可以激活装置的通信功能，发送可见光信号。丰富了车灯的功能，同时，降低了装置发送控制模块、开关控制模块等因持续工作而导致的功率损耗和器件寿命损耗，提高了装置的稳定性和使用寿命，此外，由于信号非持续发送，又避免了可见光信号持续发送导致的信息泄露的风险。

附图说明

图1为本发明的实施例的结构框图。

图中标记：1-电源模块；2-按键；3-储能模块；4-稳压模块；5-发送控制模块；6-驱动模块；7-车灯。

具体实施方式

实施例：

一种按键控制的可见光车灯信号发送装置，该装置包括：电源模块1、按键2、储能模块3、稳压模块4、发送控制模块5、驱动模块6、车灯7。

电源模块1，包括PV端、PG端。PV端为电源模块1的正极输出端；PG端为电源模块1的负极输出端。

储能模块3，包括SV端、SG端、SO端。SV端为储能模块3的正极输入端，SG端为储能模块3的负极输入端，SO端为储能模块3的电能正极输出端。

稳压模块4，包括WI端、WO端、WG端。WI端为稳压模块4的正极输入端，WG端为稳压模块4的负极输入端，WO端为稳压模块4的电能正极输出端。

发送控制模块5，包括FV端、FG端、FO端、FI端、FU端。FV端为发送控制模块5的正极输入端，FG端为发送控制模块5的负极输入端，FO端为发送控制模块5的控制信号输出端，FI端为发送控制模块5的检测信号输入端，FU端为发送控制模块5的休眠唤醒端。

驱动模块6，包括DI端、DO端、DV端。DI端为驱动模块6的控制信号输入端，DO端为驱动模块6的驱动信号输出端，DV端为驱动模块6的电能正极输入端。

车灯7，包括LV端、LG端。LV端为车灯7的正极输入端，LG端为车灯7的负极输入端。

按键2，包括AI端、AO端。AI端为按键2的电源输入端，AO端为按键2的电源输出端。

装置的主要端口连接关系如下：

1、PV端、AI端电连接。

2、AO端、SV端、SO端、FI端、DV端、FU端、WI端，七个端口电连接。

3、WO端、FV端电连接。

4、DI端、FO端电连接。

5、DO端、LV端电连接。

6、PG端、SG端、WG端、FG端、LG端，五个端口电连接。

电源模块1，用于为装置各模块提供电能。

按键2，用于发出按键指令。AI端与AO端有导通和断开两种状态。AI端，用于连接电源模块1的供电输入；AO端，用于电源模块1向储能模块3、稳压模块4、发送控制模块5、驱动模块6、车灯7的供电输出；通过按键动作，控制AI端和AO端的导通或者断开，以实现电源模块1向储能模块3、稳压模块4、发送控制模块5、驱动模块6、车灯7供电的通和断。AI端与AO端在按键2动作的控制下，实现导通和断开，并用导通和断开两种状态的切换，产生开关信号。按键2默认的状态，是AI端和AO端的导通。

储能模块3，用于在AI端和AO端导通，有电源模块1供电时，收集并存储电能；在AI端和AO端断开，电源模块1不供电时，释放存储的电能，用作临时电源，为发送控制模块5临时供电。

稳压模块4，用于在电源模块1或储能模块3供电时，为发送控制模块5提供稳定的供电输出。稳压模块4通过WI端从电源模块1或储能模块3获得电能。

发送控制模块5，用于通过稳压模块4，由电源模块1或储能模块3供电；由FU端检测AI端和AO端断开的瞬时状态，并根据该状态从休眠状态激活；由FI端检测AI端和AO端的导通或者断开而产生的开关信号，并根据该开关信号，由FO端给驱动模块6发送相对应的驱动信号，由驱动信号驱动车灯7发送可见光信号。FO端默认的状态，输出一个使驱动模块6能够控制车灯7持续点亮的电平。

驱动模块6，用于根据发送控制模块5的FO端输出的驱动信号，驱动车灯7发送可见光信号。驱动模块6默认的状态，是控制车灯7持续点亮。

车灯7，用于提供稳定的照明和发送可见光信号。

按键指令，装置提供不止一个按键指令，用不同的按键及其按键的不同状态，表示不同的按键指令。按键指令由按键动作产生。

按键指令的获取方式有单按键和多按键两种。即，按下不同的按键时，表示不同的指令含义；对于单个按键，还可以用不同的按下方式，表示不同的指令含义，包括：单击、多击、长按。单击，一次短触的按下按键；多击，多次短触的按下按键；长按，按下按键并持续一段时间。

按键动作产生的按键指令，用AI端和AO端的导通表示信号“1”；用AI端和AO端的断开表示信号“0”。

不同的按键指令对应不同的驱动信号，不同的驱动信号对应不同的可见光信号。

装置提供照明模式和通信模式，模式的切换由按键2来实现。在没有发出按键指令时，装置为照明模式，按键2保持AI端、AO端的导通，以实现电源模块1对储能模块3、稳压模块4、发送控制模块5、驱动模块6、车灯7的持续供电。当有按键动作产生按键指令时，发送控制模块5通过按键动作产生的电源模块1的瞬时断电，由FU端将发送控制模块5从休眠状态激活，使装置进入通信模式，发送控制模块5由FI端检测接收按键指令，并根据按键指令通过FO端向DI端发送驱动信号，由驱动模块6驱动车灯7发送可见光信号。

车灯7，用于在照明模式下，提供稳定的照明；在通信模式下，在驱动模块6的驱动下，发送可见光信号。发送可见光信号的车灯7，使用车辆的近光灯。

按键指令，本实施例的装置采用一个按键提供两个按键指令，双击、长按。双击，两次短触的按下按键；长按，按下按键并持续3秒钟再松开按键。

按键功能用操作车辆远近光灯控制的拨杆实现，双击就是连续两次快速的拨动拨杆，长按就是拨动拨杆并保持3秒再松开。

双击、长按，两个按键指令对应的开关指令，不同的开关指令对应不同的驱动信号，如表1。

表1

序号	按键指令	驱动信号
			1	双击	1010110011000101(开门指令)
2	长按	1010101101010101(关门指令)

装置启动的实现步骤如下：

Q1、接通电源后，装置各模块上电工作，发送控制模块5初始化，储能模块存储电能，发送控制模块5通过稳压模块4由电源模块1直接供电，按键2的AI端和AO端默认保持导通，驱动模块6默认控制车灯7持续点亮照明；

Q2、发送控制模块5开始检测由按键指令产生的开关信号，如果检测到信号则进入通信模式，当经过一个延时后仍未检测到开关信号，发送控制模块5进入休眠状态，驱动模块6默认控制车灯7持续点亮。

装置需要发送开门的可见光信号时，步骤为：

T1、双击按键2，按键动作产生AI端和AO端在导通和断开两种状态切换，通过状态切换，产生开关信号。

T2、储能模块在AI端和AO端断开时，释放存储的电能，通过稳压模块4为发送控制模块5临时供电。

T3、发送控制模块5，由FU端检测AI端和AO端断开的瞬时状态，并根据该状态从休眠状态激活；由FI端检测AI端和AO端在导通和断开两种状态切换产生的开关信号，并根据开关信号，向驱动模块6输出驱动信号“1010110011000101”。

T4、驱动模块6根据驱动信号“1010110011000101”，控制车灯7发送可见光信号。

Claims (1)

1.一种按键控制的可见光车灯信号发送装置，其特征在于该装置包括电源模块、按键、储能模块、稳压模块、发送控制模块、驱动模块和车灯；

电源模块包括PV端和PG端，PV端为电源模块的正极输出端；PG端为电源模块的负极输出端；

储能模块包括SV端、SG端和SO端，SV端为储能模块的正极输入端，SG端为储能模块的负极输入端，SO端为储能模块的电能正极输出端；

稳压模块包括WI端、WO端和WG端，WI端为稳压模块的正极输入端，WG端为稳压模块的负极输入端，WO端为稳压模块的电能正极输出端；

发送控制模块包括FV端、FG端、FO端、FI端和FU端，FV端为发送控制模块的正极输入端，FG端为发送控制模块的负极输入端，FO端为发送控制模块的控制信号输出端，FI端为发送控制模块的检测信号输入端，FU端为发送控制模块的休眠唤醒端；

驱动模块包括DI端、DO端和DV端，DI端为驱动模块的控制信号输入端，DO端为驱动模块的驱动信号输出端，DV端为驱动模块的电能正极输入端；

车灯包括LV端和LG端，LV端为车灯的正极输入端，LG端为车灯的负极输入端；

按键包括AI端和AO端，AI端为按键的电源输入端，AO端为按键的电源输出端；

装置的主要端口连接关系如下：

PV端和AI端电连接；AO端、SV端、SO端、FI端、DV端、FU端和WI端，七个端口电连接；WO端和FV端电连接；DI端和FO端电连接；DO端和LV端电连接；PG端、SG端、WG端、FG端和LG端，五个端口电连接；

电源模块用于为装置各模块提供电能；

按键用于发出按键指令，AI端与AO端有导通和断开两种状态；AI端用于连接电源模块的供电输入；AO端用于电源模块向储能模块、稳压模块、发送控制模块、驱动模块和车灯的供电输出；通过按键动作，控制AO端与AI端的导通或者断开，以实现电源模块向储能模块、稳压模块、发送控制模块、驱动模块、车灯供电的通和断；AI端与AO端在按键动作的控制下，实现导通和断开，并用导通和断开两种状态的切换，产生开关信号；按键默认的状态，是AI端和AO端的导通；

储能模块用于在AI端和AO端导通，有电源模块供电时，收集并存储电能；在AI端和AO端断开，电源模块不供电时，释放存储的电能，用作临时电源，为发送控制模块临时供电；

稳压模块用于在电源模块或储能模块供电时，为发送控制模块提供稳定的供电输出，稳压模块通过WI端从电源模块或储能模块获得电能；

发送控制模块用于通过稳压模块，由电源模块或储能模块供电，由FU端检测AI端和AO端断开的瞬时状态，并根据该状态从休眠状态激活；由FI端检测AI端和AO端的导通或者断开而产生的开关信号，并根据该开关信号，由FO端给驱动模块发送相对应的驱动信号，由驱动信号驱动车灯发送可见光信号；FO端默认的状态是输出一个使驱动模块能够控制车灯持续点亮的电平；

驱动模块用于根据发送控制模块FO端输出的驱动信号，驱动车灯发送可见光信号；驱动模块默认的状态，是控制车灯持续点亮；

车灯用于提供稳定的照明和发送可见光信号；

装置提供不止一个按键指令，用不同的按键及其按键的不同状态，表示不同的按键指令，按键指令由按键动作产生；

按键指令的获取方式有单按键和多按键两种，即：按下不同的按键时，表示不同的指令含义；对于单个按键，还可以用不同的按下方式，表示不同的指令含义，包括：单击、多击、长按；单击，一次短触的按下按键；多击，多次短触的按下按键；长按，按下按键并持续一段时间；

按键动作产生的按键指令，用AI端和AO端的导通表示信号“1”；用AI端和AO端的断开表示信号“0”，反之亦可；

不同的按键指令对应不同的驱动信号，不同的驱动信号对应不同的可见光信号；

装置提供照明模式和通信模式，模式的切换由按键来实现；在没有发出按键指令时，装置为照明模式，按键保持AI端、AO端的导通，以实现电源模块对储能模块、稳压模块、发送控制模块、驱动模块、车灯的持续供电；当有按键动作产生按键指令时，发送控制模块通过按键动作产生的电源模块的瞬时断电，由FU端将发送控制模块从休眠状态激活，使装置进入通信模式，发送控制模块由FI端检测接收按键指令，并根据按键指令通过FO端向DI端发送驱动信号，由驱动模块驱动车灯发送可见光信号；

车灯用于在照明模式下，提供稳定的照明；在通信模式下，在驱动模块的驱动下，发送可见光信号。