CN105389148B - 一种数据发送方法、数据接收方法及相关设备、系统 - Google Patents

一种数据发送方法、数据接收方法及相关设备、系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种数据发送方法、数据接收方法及相关设备、系统。其中，数据发送设备包括：显示屏；第一确定模块，用于在所述显示屏上，确定一个或多个发送区域；发送模块，用于通过控制所述发送区域的画面显示，以光信号形式发送目标数据的机械语言。数据发送设备包括：面板，所述面板设置有多个光传感器；第二确定模块，用于在面板上，确定一个或多个接收区域，每个接收区域对应一个或多个光传感器；接收模块，用于通过所述接收区域的光传感器，接收由光信号传输的目标数据的机械语言。本发明能够基于具有显示屏的终端设备，实现一种LI‑FI数据传输方案。

Description

一种数据发送方法、数据接收方法及相关设备、系统
技术领域
本发明涉及数据传输领域，特别是一种数据发送方法、数据接收方法及相关设备、系统。
背景技术
目前，终端设备已成为人们日常生活中不可或缺的工具，而终端设备之间的数据传输就显得尤为重要。
Li-Fi(Light Fidelity)是一种全新的无线数据传输技术，它是一种利用光源发出的光传输数据的技术，实现单向，快速，安全传输。
如何将Li-Fi(Light Fidelity)应用到终端设备，实现快速安全的数据传输，是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明目的是基于具有显示屏的终端设备，实现一种LI-FI数据传输方案，具有高安全性和高传输速度的特点。
为实现上述目的，一方面本发明的实施例提供一种数据发送设备，包括：
显示屏；
第一确定模块，用于在所述显示屏上，确定一个或多个发送区域；
发送模块，用于通过控制所述发送区域，以光信号形式发送目标数据的机械语言。
可选地，每个发送区域对应有所述显示屏的一个或多个亚像素；所述发送模块通过控制所述发送区域的亚像素的显示灰阶，以光信号形式发送目标数据的机械语言。
可选地，所述机械语言为二进制语言，所述发送模块包括：
编译子模块，用于将一目标数据转换为由所述发送区域的亚像素的发光和关闭两种状态进行表示的二进制语言；
发送子模块，用于按照已转换的二进制语言，控制所述发送区域的亚像素进行发光或关闭。
另一方面，本发明还提供一种数据接收设备，包括：
面板，所述面板设置有多个光传感器；
第二确定模块，用于在面板上，确定一个或多个接收区域，每个接收区域对应一个或多个光传感器；
接收模块，用于通过所述接收区域的光传感器，接收由光信号传输的目标数据的机械语言。
具可选地，所述接收模块包括：
控制子模块，用于控制所述接收区域对应的光传感器接收光信号；其中，所述光传感器在接收到所述光信号后，生成对应的电信号；
转换子模块，用于根据所述接收区域对应的光传感器所生成的电信号，确定目标数据的机械语言。
可选地，每个光传感器均包括：
光敏晶体管和开关晶体管；其中，所述开关晶体管的源极和漏极分别连接所述光敏晶体管的输出电极和所述转换子模块的输入端，所述开关晶体管的栅极连接所述转换子模块的输出端。
其中，所述转换子模块具体用于根据所述接收区域的光传感器生成电信号和未生成电信号两种状态，确定出目标数据的机械语言。
另一方面，本发明还提供一种应用于显示屏的数据发送方法，包括：
在所述显示屏上，确定一个或多个发送区域；
通过控制所述发送区域，以光信号形式发送目标数据的机械语言。
其中，每个发送区域对应有所述显示屏的一个或多个亚像素；
通过控制所述显示屏针对所述发送区域的画面显示，以光信号形式发送目标数据的机械语言，包括：
通过控制所述发送区域的亚像素的显示灰阶，以光信号形式发送目标数据的机械语言。
可选地，所述机械语言为二进制语言，通过控制所述发送区域的亚像素的显示灰阶，以光信号形式发送目标数据的机械语言，包括：
将一目标数据转换为由所述发送区域的亚像素的发光和关闭两种状态进行表示的二进制语言；
按照已转换的二进制语言，控制所述发送区域对应的亚像素进行发光或关闭。
另一方面，本发明还提供一种应用于数据接收设备的数据接收方法，所述数据接收设备具有一面板，所述面板设置有多个光传感器；所述数据接收方法包括：
在面板上，确定一个或多个接收区域，每个接收区域对应一个或多个光传感器；
通过所述接收区域对应的光传感器，接收由光信号传输的目标数据的机械语言。
其中，通过所述接收区域对应的光传感器，接收由光信号传输的目标数据的机械语言，包括：
控制所述接收区域对应的光传感器接收光信号；其中，所述光传感器在接收到所述光信号后，生成对应的电信号；
根据所述接收区域对应的光传感器所生成的电信号，确定目标数据的机械语言。
其中，根据所述接收区域对应的光传感器所生成的电信号，确定目标数据的机械语言，包括：
根据所述接收区域的光传感器生成电信号和未生成电信号两种状态，确定出目标数据的机械语言。
另一方面，本发明还提供一种数据传输系统，包括上述数据发送设备以及上述数据接收设备。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
在本发明的方案，将显示屏划分多个发送区域，并精确控制每个发送区域进行显示，从而以光信号形式传输目标数据，由于这种光信号需要沿显示屏垂直方向传输才具有意义，因此难以被捕获，具有极高的安全性。
附图说明
图1为本发明的数据发送设备的结构示意图；
图2为本发明的数据接收设备的结构示意图；
图3和图4为本发明的数据接收设备的详细结构示意图；
图5为本发明的数据发送设备与数据接收设备进行数据传输时的示意图；
图6为本发明的数据发送方法的步骤示意图；
图7为本发明的数据接收方法的步骤示意图。
附图标记：
11-显示屏，111-发送区域，12-第一确定模块，13-发送模块，21-面板，211-光传感器，212-光传感器，22-第二确定模块，23-接收模块，31-光敏晶体管，32-开关晶体管，33-栅线，34-数据线，41-透光材料层，42-上电极，43-下电极，44-绝缘层，51-手机，52-数据接收设备。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明提供一种数据发送设备，包括：
显示屏11：
第一确定模块12，用于在显示屏11上，确定一个或多个发送区域111；
发送模块13，用于通过控制上述发送区域111，以光信号形式发送目标数据的机械语言。
这里需要给予说明的是，机械语言是适用于机器读取的语言，如二进制语言、十进制语言等。通过发送区域11向用户或者摄像装置播放视频等文件，并非本发明的数据传输方案。
在本发明的实施例中，将显示屏进一步划分多个发送区域，并精确控制每个发送区域进行显示，从而以光信号形式传输目标数据的机械语言，由于这种光信号需要沿显示屏垂直方向传输才具有接收意义，因此难以被周围设备捕获，具有极高的安全性。此外，本实施例的数据发送设备可以是市场上如手机、PAD等具有屏幕的终端设备，因此适用范围广，具有很高的实用性。
进一步地，由于显示屏是以亚像素作为一个基准单元，进行发光显示的，因此在本发明的具体实施例中，可以通过设置发送区域所对应的亚像素数量，确定显示屏上的发送区域数量、发送区域的大小。
例如，本发明可以设置一个亚像素即为一个发送区域，当整个显示区域的每个亚像素都作为一个发送区域时，则可以实现最大的带宽传输。以目前的手机为例，一般情况下分辨率达到1280x720以上屏幕都具有庞大的亚像素数量，由于一个单位显示帧只有几毫秒到十几毫秒，所以这些亚像素能够以人眼所无法识别的频率进行显示，从而达到非常高的传输速度。
或者，本发明可以设置多个亚像素作为一个发送区域，使得屏幕上的发送区域具有较大面积，对于数据接设备来讲，对光的识别精度的要求更低。
对应地，发送模块可以通过控制发送区域的亚像素的显示灰阶，以不同亮度的光信号发送目标数据的机械语言，下面结合一个实现方式，进行详细介绍。
本实现方式中，以发送区域发光表示1，关闭表示0，实现二进制的光信号传输。
即，本实施例的发送模块包括：
编译子模块，用于将一目标数据转换为由发送区域的亚像素的发光和关闭两种状态进行表示的二进制语言；
发送子模块，用于按照已转换的二进制语言，控制所述发送区域的亚像素进行发光或关闭。
本实施例通过控制发送区域在不同显示帧内进行发光和关闭，实现以光信号形式传输二进制的数据。当然，上述方案仅仅用于示例性介绍光信号传输数据的方案，作为其他的可行方案，本实施例也可以根据发送区域对应不同级别的显示灰阶，作为机械语言表示目标数据，例如以十进制传输，就通过10个等级显示灰阶发光即可，本文不再详细赘述。
对应上述数据发送设备，本发明的另一实施例还提供一种数据接收设备，如图2所示，包括：
设置有多个光传感器211的面板21；
第二确定模块22，用于在面板21上，确定一个或多个接收区域212，每个接收区域212对应一个或多个光传感器211；
接收模块23，用于通过接收区域212的光传感器，接收由光信号传输的目标数据的机械语言。
本实施例将一设置有多个光传感器的面板作为数据接收设备，并在面板上划分与上述发送区域相对应的接收区域，从而根据每个接收区域的光传感器，对应接收来自接收区域以光信号发送的机械语言数据。
具体地，本发明的光传感器可以是光电转换器，能够将来自数据发送设备的光信号转换电信号，之后根据该电信号确定最终的目标数据。
即，本发明的接收模块包括：
控制子模块，用于控制接收区域对应的光传感器接收光信号，当光传感器在接收到光信号后，生成对应的电信号；
转换子模块，用于根据接收区域对应的光传感器所生成的电信号，确定目标数据的机械语言。
下面对光信号如何转换为目标数据的过程进行详细介绍。
具体地，如图3所示，本实施例的面板21上均匀设置有光传感器211阵列，每个光传感器211进一步包括光敏晶体管31和开关晶体管32。
一方面，开关晶体管32的连接端，即源极和漏极分别连接光敏晶体管31的输出电极和数据线31，数据线31进一步连接上述转换子模块的输入端；另一方面，开关晶体管32的控制端，即栅极通过栅线33连接上述控制子模块的输出端。
从图3可以看出，本实施例的控制子模块通过栅线33，控制开关晶体管32的开启和闭合，从而控制光敏晶体管31与转换子模块之间的电路导通或断开。
作为示例性介绍，假设图3中的一接收区域对应有A、B、C、D这4个光敏晶体管，控制子模块通过第一行和第二行栅线打开光敏晶体管A、B、C、D所对应的开关晶体管。之后，转换子模块通过第一列和第二列的数据接收光敏晶体管A、B、C、D所生成的电信号，确定目标数据。
以光信号传输二进制的数据为例，若传数据区域中的光敏晶体管产生了电流，则转换子模块确定接收二进制语言“1”；若传数据区域中的光敏晶体管未产生电流，则接收子模块确定接收二进制语言“0”，最终确定出完成的目标数据。
此外，在实际应用中，本实施例的数据接收设备可以与目前市场中的终端设备一样，是一个平板结构。即上述光敏晶体管，开关晶体管均是以图层形式，形成在面板之上。
下面对本实施例数据接收设备的图层结构进行详细介绍。
如图3所示，本实施例的面板包括一透光材料层41，上述光敏晶体管31为pin结的薄膜光敏晶体管(也可以是pn结的薄膜光敏晶体管，本发明不再举例赘述)，设置该透光材料层41的内侧。
具体地，在透光材料层41上，首先形成pin型光敏晶体管31的上电极42，该上电极42具体为透明导电氧化物薄膜，可以采用ITO、IZO或BZO等透明导电氧化物制成。为更好收集光生伏特电流，在该pin型薄膜光敏晶体管31下方继续沉积下电极43，下电极44可以是透明导电氧化物薄膜或溅射金属导电层。在下电极43下方还进一步形成有绝缘层44，该绝缘层44可以由氮化硅或氧化硅等材料制成。进一步地，在绝缘层下方则是薄膜晶体管32(即上述开关晶体管)。
需要说明的是，在图4中，薄膜晶体管32位于pin型光敏晶体管31下方仅作为示例性介绍，当然作为其他可行方案，薄膜晶体管32也可以与pin型光敏晶体管31在同一平面内，本发明不再对其进行赘述。
下面结合本发明的数据传输设备以及数据接收设备，对光信号数据传输的实际应用进行详细介绍。
以手机作为数据传输设备为例，在进行数据传输前，如图5所示，用户可以将手机51的显示屏与数据接收设备52的面板相对贴合在一起。
之后手机与数据接收设备进行建立通信，实现数据传输的匹配工作，主要包括：
确定用发送区域和接收区域的数量以及位置关系。手机显示屏上的发送区域与数据接收设备面板上的接收区域要能够一一对应，且位置相互重合。
确定手机和数据接收设备达成匹配的目标数据传输方式。例如，将每个发送区域进行有序排列，之后将目标数据进行拆分多个子数据，并有序分配给各个发送区域进行传输，数据接收设备在接收到多个子数据后，按照接收区域与发送区域的对应关系，重新将子数据有序合成回目标数据。
具体地，手机和数据接收设备可以预设置一个相同的检测数据，在匹配过程中，手机向数据接收设备发送该检测数据，若数据接收设备能够成功识别出手机发送的检测数据，则可确定匹配成功。
在匹配工作完成后，执行目标数据的传输，包括：手机即通过程序控制，将目标数据转换成发送区域中亚像素开关状态编码，并进行显示。当面板上接收区域的光传感器感知到光信号后，生成对应电信号，之后通过程序控制，将对电信号进行解码，重新还原为目标数据。
在上传输过程中，由于手机显示屏与数据接收设备的面板是面对面贴置的，第三方装置无法窃取传输信号，因此可以实现绝对安全传输。此外，本实现方式的数据接收设备可以是移动硬盘、电脑等具有存储功能的设备，用户通过个人终端设备可以实现大数据的快速传输。
基于上述方案，本发明还提供一种包括上述数据发送设备以及上述数据接收设备的数据传输系统，能够基于Li-Fi技术，实现数据高速、安全地传输。
此外，本发明的另一实施例还提供一种应用于显示屏的数据发送方法，包括：
步骤61，在所述显示屏上，确定一个或多个发送区域；
步骤62，通过控制所述发送区域的画面显示，以光信号形式发送目标数据。
其中，每个发送区域对应有所述显示屏的一个或多个亚像素；
在上述步骤61中，具体通过控制发送区域的亚像素的显示灰阶，以光信号形式发送目标数据的机械语言。
以机械语言为二进制语言为例，本实施例将目标数据转换为由所述发送区域的亚像素的发光和关闭两种状态分别表示为二进制语言的“1”和“0。之后按照已转换的二进制语言，控制所述发送区域对应的亚像素进行发光或关闭，从而实现以光信号的形式发送二进制的目标数据。
显然，本实施例的数据发送方法与本发明的数据发送设备相对应，该数据发送设备所能达到的技术效果，本实施例的数据发送方法同样也能够达到。
此外，本发明的另一实施例还提供一种应用于上述数据接收设备的数据接收方法，包括：
步骤71，在面板上，确定一个或多个接收区域，每个接收区域对应一个或多个光传感器；
步骤72，通过接收区域对应的光传感器，接收由光信号传输的目标数据的机械语言。
本实施例的数据接收方法将一设置有多个光传感器的面板作为数据接收设备，并在面板上划分与上述发送区域相对应的接收区域，从而根据每个接收区域的光传感器，对应接收来自接收区域所发送的光信号数据。
具体地，与上述数据发送方法相对应，本实施例能够将接收到的光信号还原为目标数据。
即本实施例的机械语言为二级制语言，上述步骤72中具体包括：
步骤721，控制所述接收区域对应的光传感器接收光信号；其中，光传感器在接收到光信号后，生成对应的电信号；
步骤722，根据接收区域对应的光传感器所生成的电信号，确定目标数据。具体，根据接收区域的光传感器生成电信号和未生成电信号两种状态所表示的，确定出目标数据的机械语言。
显然，本实施例的数据接收方法与本发明的数据接收设备相对应，该数据接收设备所能达到的技术效果，本实施例的数据接收方法同样也能够达到。
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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种数据发送设备，包括显示屏，其特征在于，用于以光信号形式向数据接收设备发送目标数据的机械语言，所述数据发送设备还包括：
第一确定模块，用于在所述显示屏上，确定一个或多个发送区域，其中，第一确定模块根据传输带宽需求确定发送区域包括的亚像素数量；
发送模块，用于通过控制所述发送区域，以光信号形式发送目标数据的机械语言；
其中，每个发送区域对应有所述显示屏的一个或多个亚像素；所述发送模块通过控制所述发送区域的亚像素的显示灰阶，以光信号形式发送目标数据的机械语言；
所述机械语言为二进制语言，所述发送模块包括：
编译子模块，用于将一目标数据转换为由所述发送区域的亚像素的发光和关闭两种状态进行表示的二进制语言；
发送子模块，用于按照已转换的二进制语言，控制所述发送区域的亚像素进行发光或关闭。
2.一种数据接收设备，其特征在于，用于接收权利要求1所述的数据发送设备以光信号形式发送的目标数据的机械语言；
所述数据接收设备包括：
面板，所述面板设置有多个光传感器；
第二确定模块，用于在面板上，确定一个或多个接收区域，每个接收区域对应一个或多个光传感器；
接收模块，用于通过所述接收区域的光传感器，接收由光信号传输的目标数据的机械语言，所述光信号为数据发送设备通过控制发送区域的亚像素进行发光或关闭而发送的；
所述接收模块包括：转换子模块，用于根据所述接收区域的光传感器生成电信号和未生成电信号两种状态，确定出目标数据的机械语言。
3.根据权利要求2所述的数据接收设备，其特征在于，所述接收模块还包括：
控制子模块，用于控制所述接收区域对应的光传感器接收光信号；其中，所述光传感器在接收到所述光信号后，生成对应的电信号；
所述转换子模块，具体用于根据所述接收区域对应的光传感器所生成的电信号，确定目标数据的机械语言。
4.根据权利要求3所述的数据接收设备，其特征在于，
每个光传感器均包括：
光敏晶体管和开关晶体管；
其中，所述开关晶体管的源极和漏极分别连接所述光敏晶体管的输出电极和所述转换子模块的输入端，所述开关晶体管的栅极连接所述转换子模块的输出端。
5.一种数据发送方法，应用于显示屏，其特征在于，所述方法应用于权利要求1所述的数据发送设备；所述方法包括：
在所述显示屏上，确定一个或多个发送区域，其中，根据传输带宽需求确定发送区域包括的亚像素数量；
通过控制所述发送区域，以光信号形式发送目标数据的机械语言；
其中，
每个发送区域对应有所述显示屏的一个或多个亚像素；
通过控制所述显示屏针对所述发送区域的画面显示，以光信号形式发送目标数据的机械语言，包括：
通过控制所述发送区域的亚像素的显示灰阶，以光信号形式发送目标数据的机械语言；
所述机械语言为二进制语言，通过控制所述发送区域的亚像素的显示灰阶，以光信号形式发送目标数据的机械语言，包括：
将一目标数据转换为由所述发送区域的亚像素的发光和关闭两种状态进行表示的二进制语言；
按照已转换的二进制语言，控制所述发送区域对应的亚像素进行发光或关闭。
6.一种数据接收方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求2-4任一项所述的数据接收设备，
所述数据接收设备具有一面板，所述面板设置有多个光传感器；
其中，所述数据接收方法包括：
在面板上，确定一个或多个接收区域，每个接收区域对应一个或多个光传感器；
通过所述接收区域对应的光传感器，接收由光信号传输的目标数据的机械语言，所述光信号为数据发送设备通过控制发送区域的亚像素进行发光或关闭而发送的；
还包括：
根据所述接收区域的光传感器生成电信号和未生成电信号两种状态，确定出目标数据的机械语言。
7.根据权利要求6所述的数据接收方法，其特征在于，
通过所述接收区域对应的光传感器，接收由光信号传输的目标数据的机械语言，包括：
控制所述接收区域对应的光传感器接收光信号；其中，所述光传感器在接收到所述光信号后，生成对应的电信号；
根据所述接收区域对应的光传感器所生成的电信号，确定目标数据的机械语言。
8.一种数据传输系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的数据发送设备以及如权利要求2-4任一项所述的数据接收设备。
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