CN105472831B - 一种光驱动芯片控制发光器件的方法及其光驱动芯片 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光驱动芯片控制发光器件的方法及其光驱动芯片，光驱动芯片的接收单元获取待发送数据，并将待发送数据传递于光驱动芯片的执行单元，执行单元根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号，驱动信号用于控制发光器件发出可见光；由于光驱动芯片是根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号控制发光器件，并不是逐步获取单个控制参数控制发光器件，所以光驱动芯片控制发光器件的过程中不会出现延时的问题，而且对待发送数据进行编码，保证了传输数据的可靠性。

Description

一种光驱动芯片控制发光器件的方法及其光驱动芯片

技术领域

本申请涉及可见光通信技术领域，具体涉及一种光驱动芯片控制发光器件的方法及其光驱动芯片。

背景技术

无线光通信技术又称可见光通讯，其通过LED光源的高频率闪烁来进行通信，有光代表1，无光代表0，其传输速率高达每秒上千兆。无线光通信通过可见光来进行数据传输，与微波技术相比，有相当丰富的频谱资源，是一般微波通信和无线通信无法比拟的；同时可见光通信可以适用于任何通信协议、适用于任何环境；在安全性方面，不必担心通信内容被人窃取；无线光通信的设备灵活便捷，且成本很低，适合大规模普及应用。

现有技术中，手机等移动终端通过控制LED闪光灯的闪烁进行可见光通讯，常用的控制LED闪光灯的方法有：1.主处理器通过控制电源管理芯片进行控制LED闪光灯闪烁；2.主处理器通过控制摄像头芯片进行控制LED闪光灯闪烁；3.主处理器通过控制LED驱动芯片进行控制LED闪光灯闪烁；4.主处理器直接控制LED闪光灯闪烁。

上述主处理器控制闪光灯的闪烁是单步执行的，如：要实现LED闪光灯开和关的动作，主处理器需要分别向LED闪光灯发送“开”的命令和“关”的命令，由于主处理器是多线程工作，根据任务的优先级，主处理器将第一条命令“开”发送出去之后，很容易出现延时发送第二条命令“关”的情况，如第一条命令和第二条命令之间发生中断时。

发明内容

针对手机等移动终端控制闪光灯过程中，具有延时的问题，本申请提供一种光驱动芯片控制发光器件的方法及其光驱动芯片。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种光驱动芯片控制发光器件的方法，包括：

采用光驱动芯片的接收单元获取待发送数据，并将待发送数据传递于光驱动芯片的执行单元；

执行单元根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号，驱动信号用于控制发光器件发出可见光，控制参数集包括编码类型和闪光灯控制参数。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种光驱动芯片，包括：接收单元、执行单元和存储单元；

接收单元用于获取待发送数据；

执行单元用于根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号，所述驱动信号用于控制闪光灯发出可见光，所述控制参数集包括编码类型和闪光灯控制参数；

编码存储单元用于存储与编码类型相对应的编码方式。

本申请的有益效果是：本申请提供一种光驱动芯片控制发光器件的方法及其光驱动芯片，光驱动芯片的接收单元获取待发送数据，并将待发送数据传递于光驱动芯片的执行单元，执行单元根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号，驱动信号用于控制发光器件发出可见光；由于光驱动芯片是根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号控制发光器件，并不是逐步获取单个控制参数控制发光器件，所以光驱动芯片控制发光器件的过程中不会出现延时的问题，而且对待发送数据进行编码，保证了传输数据的可靠性。

附图说明

图1为实施例一的光驱动芯片控制发光器件发光流程图；

图2为实施例一的光驱动芯片具体控制闪光灯发光流程图；

图3为实施例一的光驱动芯片通过动态设置控制参数集对待发送数据编码的流程图；

图4为实施例一的光驱动芯片通过内置控制参数集对待发送数据编码的流程图；

图5为实施例一的光驱动芯片原理图；

图6为实施例一的光驱动芯片采用改编曼氏编码中代表二进制数据0和1电信号单元波形图；

图7为实施例一的光驱动芯片采用改编曼氏编码后信息的电信号波形图；

图8为实施例一的光驱动芯片采用改编曼氏编码后信息的另一电信号波形图；

图9为实施例二的光驱动芯片应用于移动终端中的原理图。

具体实施方式

本发明提供一种光驱动芯片控制发光器件的方法，包括如下步骤，其控制流程图如图1所示：

S101：获取待发送数据。

光驱动芯片的接收单元获取待发送数据，并将待发送数据传递于光驱动芯片的执行单元。

S102：根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号，驱动信号用于控制发光器件发出可见光。

由于光驱动芯片是根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号控制闪光灯，并不是逐步获取单个控制参数控制发光器件，所以光驱动芯片控制发光器件的过程中不会出现延时的问题，而且对待发送数据进行编码，保证了传输数据的可靠性。

本发明的发光器件以闪光灯为例进行说明，下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

本例将本发明提供的光驱动芯片控制发光器件的方法应用于闪光灯控制中，具体控制方法如下步骤，其控制流程图如图2所示：

S201：获取待发送数据。

光驱动芯片的接收单元获取待发送数据，并将待发送数据传递于光驱动芯片的执行单元。

S202：根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号，驱动信号用于控制闪光灯发出可见光。

控制参数集包括编码类型和闪光灯控制参数，其中，闪光灯控制参数包括：闪光灯的控制状态，用于表示闪光灯开或关；闪光灯的状态持续时间，用于表示闪光灯开状态持续时间段或关状态持续时间段；闪光灯控制参数还可以包括闪光灯的发光强度、发光相位、延续时间和/或发光频率。

本例可通过两种方式获取控制参数集：

第一种方式 ：控制参数集的参数是通过外部动态设置的，光驱动芯片的接收单元获取待发送数据的同时、之前或之后还获取控制参数集，然后接收单元将获取的待发送数据和控制参数集传送至执行单元。

针对这种方式，光驱动芯片的执行单元根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号的步骤如下，其流程图如图3所示：

S211：执行单元获取待发送数据和控制参数集；

S212：执行单元根据控制参数集的编码类型调用相应的编码方式；

S213：执行单元根据编码方式和闪光灯控制参数将待发送数据转换为驱动信号。

第二种方式：控制参数集的参数是预先设定于光驱动芯片的执行单元内，这种方式的控制参数集的参数是固定设置的。

针对这种方式，光驱动芯片的执行单元根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号的步骤如下，其流程图如图4所示：

S221：执行单元获取待发送数据；

S222：执行单元根据内置的编码类型调用其编码方式；

S223：执行单元根据编码方式和内置的闪光灯控制参数将待发送数据转换为驱动信号。

在其他实施例中，可以在对待发送数据编码之前对待发送数据进行加密，即执行单元获取待发送数据之后，还包括对待发送数据进行加密，然后再根据编码类型对其进行编码。

本例的控制参数集的获取采取第一种方式，具体的：光驱动芯片的接收单元定义有与控制参数集和待发送数据相对应的函数接口，接收单元通过该函数接口获取控制参数集和待发送数据；光驱动芯处的执行单元定义有与函数接口相对应的函数体，接收单元通过该函数接口将待发送数据和控制参数集传递于函数体，函数体根据编码类型调用相应的编码方式，并根据闪光灯控制参数和编码方式对待发送数据进行编码，得到相应的驱动信号，该驱动信号控制闪光灯发出可见光。

本例的光驱动芯片设置有多种编码方式，如NRZ编码方式、NRZI编码方式和曼彻斯特编码方式，函数体根据接收到的编码类型，选择相应的编码方式对待发送数据进行编码。

其中，NRZ编码方式，即不归零(Not Return to Zero)编码方式，使用NRZ进行编码时，例如，在二进制数字信号的控制源中，在一个码元时间内，如果是二进制数字“1”，则控制LED打开，如果是二进制数字“0”则控制LED关闭，在下一个码元周期内也进行类似的LED灯控制操作；当然，也可以使用相反的方法，在一个码元时间内，如果是二进制数字“0”，则控制LED打开，如果是二进制数字“1”，则控制LED关闭，在下一个码元周期内，也进行类似的LED灯控制操作。

NRZI编码方式，即不归零反相(Non return to zero-inverse)编码方式，使用NRZI进行编码时，每两个比特为一组，共可以表示四种信息：00，01，10，11。例如，当某一组为“00”时用一个电平跳变表示(从低电平到高电平或者高电平到低电平)；某一组为“01”时，用两个电平跳变表示；某一组为“10” 时，用三个电平跳变表示；某一组为“11”时，用四个电平跳变表示。通过控制LED灯的开和关，即可将信息通过可见光形式发射出去。

曼彻斯特编码方式，在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号;从低到高跳变表示"0"，从高到低跳变表示"1"。

除上式编码方式之外，本例还提供另外一种新的编码方式：改编曼氏编码方式，使用改编曼氏编码时，每一个比特表示为一个N进位制数据的相应数字，对N进位制数据中每个不同的数字编码为不同的电信号单元，该电信号单元内的高低电平持续时间段分别为Ti1、Ti2…和Tij，i、j、N为自然数，不同的电信号单元以分隔标志隔开；其中，本例的电信号单元内的高低电平并不默认为先高电平后低电平，也可以先低电平后高电平，高低电平之间其分隔标志可以为电平的跳变，或者以持续时间段不同的高低电平为特征电平，其分隔标志为不同于特征电平的基准电平。

其中，Ti2、Ti3…和Tij与Ti1的运算值为预定值或预定范围，这里的运算是指：Ti2、Ti3…和Tij与Ti1的比值、乘积、差、和、倒数、和/或算余数，由于不同的N进位制数据的数字编码为不同的电信号单元，所以不同的电信号单元的运算值不同，即Ti2、 Ti3…和Tij与Ti1的比值、乘积、差、和、倒数、和/或算余数值不等于Ti-12、 Ti-13…和Ti-1j与Ti-11的比值、乘积、差、和、倒数、和/或算余数值。

以二进制数据为例，即当N=2时，将二进制数据0编码为第一电信号单元，第一电信号单元内的高低电平持续时间段分别为T11和T12；将二进制数据1编码为第二电信号单元，第二电信号单元内的高低电平持续时间段分别为T21和T22，其中，T11时间段为预设时间，T12=T11， T21=T11， T22=m*T21，m为设定的系数；或者， T11时间段为预设时间范围， T12、T11、T21在同一时间范围内，T122=m*21，m为设定的系数，最终使得T22与T21运算值不等于T12与T11运算值。

在一可选实施例中，可以对至少部分待编码的N进位制数据编码为状态不同的电平信号，按照电平信号大小分为多档，不同档表示N进位制数据中的不同数字。

本例还提供了实现上述方法的光驱动芯片，原理图如图5所示，包括接收单元101、执行单元102和编码存储单元103，接收单元101用于接收待发送数据，执行单元102用于根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号，驱动信号用于控制闪光灯发出可见光，控制参数集包括编码类型和闪光灯控制参数；编码存储单元103用于存储与编码类型相对应的编码方式。

控制参数集的获取方式为上述的第一种方式，即：控制参数集的参数是通过外部动态设置的，光驱动芯片的接收单元获取待发送数据的同时还获取控制参数集，然后接收单元将获取的待发送数据和控制参数集传送至执行单元；由于控制参数集的参数是由外部动态设置的，其编码类型可以选择如下几种：NRZ编码、NRZI编码、曼彻斯特编码和改编曼氏编码，相应的，编码存储单元103预先存储有相应的编码方式。

本例的光驱动芯片控制闪光灯的具体应用为：例如，接收单元101接收到外部发送的待发送数据和闪光灯的控制参数集，待发送数据的二进制数据为10011010；该控制参数集为：编码类型为改编曼氏编码；预先设置时间段T11为5ms，T12=T11，T21=T11，T22=2*T21，按上述编码方法对二进制数据10011010进行编码：则0或1对应的编码方式是：当读取信息1时，转换为电信号单元，该电信号单元内的高电平持续时间段为5ms，然后，电平再由高电平跳变到低电平，低电平持续时间段为10ms，其电信号单元波形如图6所示；当读取信息为0时，转换为电信号单元，该电信号单元内的高电平持续时间段为5ms，然后，电平再由高电平跳变到低电平，低电平持续时间段也为5ms，其电信号单元波形如图6；依次类推，然后组合各个电信号单元，且各个电信号单元以分隔标志隔开，该分隔标志为电平的跳变，最终二进制数据为10011010对应的电信号如图7所示；该电信号控制移动终端的LED闪光灯闪烁，将编码后的信息以可见光的形式发送出去。

在另一可选实施例中，可以预先设置时间范围T11为4ms～6ms，T12=T11，T21=T11，T22=2*T21，按上述编码方法对二进制数据10011010进行编码：则0或1对应的编码方式是：当读取信息1时，转换为电信号单元，具体为：该电信号单元内的高电平持续时间范围是4ms～6ms，然后，电平再由高电平跳变到低电平，低电平持续时间范围是8ms～12ms；当读取信息为0时，转换为电信号单元，具体为：该电信号单元内的高电平持续时间时间范围是4ms～6ms，然后，电平再由高电平跳变到低电平，低电平持续时间时间范围也是4ms～6ms，依次类推，然后组合各个电信号单元，且各个电信号单元以分隔标志隔开，该分隔标志为电平的跳变，最终二进制数据为10011010对应的电信号，该电信号控制移动终端的LED闪光灯闪烁，将编码后的信息以可见光的形式发送出去。

在另一可选实施例中，各个电信号单元可以是以基准电平为分隔标志隔开，根据实际情况选择不同于特征电平的基准电平，本例以2倍的高电平为基准电平，其他实施例可选用其他倍数的高电平为基准电平，以二进制数据为例，例如，一待发送数据，其转换为二进制数据为1001，按上述编码方法对二进制数据1001进行编码，不同电信号单元以高电平为分隔标志隔开，且高电平的持续时间段Td小于各个电信号单元内的高低电平的持续时间，最终二进制数据为1001对应的电信号如图8所示。

实施例二：

实施例一提供了一种光驱动芯片控制闪光灯的方法，本例提供该光驱动芯片在移动终端闪光灯中的应用。

移动终端可以是手机或平板电脑等，以光驱动芯片在手机闪光灯的应用为例，手机基于安卓系统，安卓系统的架构及组成部分是本领域技术人员所熟知的，不作赘述，光驱动芯片属于手机的底层部分，用于控制手机闪光灯的动作。

光驱动芯片应用于手机中的原理图如图9所示，手机包括设有交互单元1、主控单元2、闪光灯3和光驱动芯片4；

交互单元1与主控单元2输入端信号连接，主控单元2输出端与光驱动芯片4输入端信号连接，光驱动芯片4输出端与闪光灯3信号连接；交互单元1用于获取待发送数据和闪光灯的控制参数集，并将待发送数据和控制参数集传送至主控单元2；主控单元2用于将待发送数据和控制参数集传送至光驱动芯片4，光驱动芯片4用于根据控制参数集将待发送数据编码为驱动信号，驱动信号控制闪光灯3发出可见光。闪光灯3可以是LED，也可以是激光灯，本例采用LED。光驱动芯片4的原理和结构和实施例一的光驱动芯片类同，不作赘述。

交互单元1还具有一界面，界面用于用户输入控制参数集。界面包括重置单元11和确定单元12；重置单元11用于用户重新输入待发送数据和设置控制参数集，确定单元12用于用户确定输入的数据。

光驱动芯片4控制手机闪光灯的步骤如下：

1) 交互单元1获取待发送数据和闪光灯的控制参数集，并将待发送数据和控制参数集发送至主控单元2。

控制参数集包括编码类型和闪光灯控制参数，其中，闪光灯控制参数包括：闪光灯的控制状态，用于表示闪光灯开或关；闪光灯的状态持续时间，用于表示闪光灯开状态持续时间段或关状态持续时间段；闪光灯控制参数还可以包括闪光灯的发光强度、发光相位、延续时间和/或发光频率。

2)主控单元2将待发送数据和控制参数集发送至光驱动芯片4的接收单元。

接收单元定义有函数接口，该函数接口用于接收待发送数据和控制参数集。

3) 光驱动芯片4的执行单元根据控制参数集将待发送数据编码为驱动信号，该驱动信号控制闪光灯发出可见光。

具体的，执行单元定义有函数体，函数体根据控制参数集的编码类型调用相应的编码方式，根据编码类型和闪光灯控制参数将待发送数据转换为驱动信号，驱动信号用于控制闪光灯发出可见光。

通过1)～3)步骤就可以实现控制闪光灯的目的，由于光驱动芯片4的接收单元收到的控制参数是集合形式，并不是逐步接收单个控制参数，所以光驱动芯片4控制闪光灯的过程中不会出现延时的问题。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (17)

1.一种光驱动芯片控制发光器件的方法，其特征在于，包括：

采用光驱动芯片的接收单元获取待发送数据，并将所述待发送数据传递于光驱动芯片的执行单元；

执行单元根据控制参数集将所述待发送数据转换为驱动信号，所述驱动信号用于控制发光器件发出可见光，所述控制参数集包括编码类型和发光器件控制参数；

所述接收单元定义有与所述控制参数集和所述待发送数据相对应的函数接口，所述接收单元通过所述函数接口获取所述控制参数集和所述待发送数据；所述执行单元定义有与所述函数接口相对应的函数体，所述接收单元通过所述函数接口将所述待发送数据和所述控制参数集传递于所述函数体，所述函数体根据编码类型调用相应的编码方式，并根据发光器件控制参数和编码方式对所述待发送数据进行编码，得到相应的驱动信号，所述驱动信号控制所述发光器件发出可见光。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制参数集的参数为动态设置，所述接收单元获取待发送数据的同时、之前或之后还获取所述控制参数集。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制参数集的参数预先设置于所述光驱动芯片的执行单元内。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发光器件控制参数包括：

发光器件的控制状态，用于表示所述发光器件开或关。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发光器件控制参数还包括发光器件的状态持续时间；

所述发光器件的状态持续时间，用于表示所述发光器件开状态持续时间段或关状态持续时间段，且所述持续时间段与所述待发送数据关联。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述发光器件控制参数还包括所述发光器件的发光强度、延续时间、发光频率和/或发光相位。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述执行单元根据控制参数集将所述待发送数据转换为驱动信号，包括：

所述执行单元获取待发送数据和控制参数集；

所述执行单元根据所述控制参数集的编码类型调用相应的编码方式；

所述执行单元根据所述编码方式和所述发光器件控制参数将待发送数据转换为驱动信号。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述执行单元根据控制参数集将所述待发送数据转换为驱动信号，包括：

所述执行单元获取待发送数据；

所述执行单元根据内置的编码类型调用其编码方式；

所述执行单元根据所述编码方式和内置的发光器件控制参数将待发送数据转换为驱动信号。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述执行单元获取待发送数据之后，还包括对所述待发送数据进行加密。

10.如权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述发光器件为闪光灯。

11.一种光驱动芯片，其特征在于，包括：接收单元、编码存储单元和执行单元；

所述接收单元用于获取待发送数据；

所述执行单元用于根据控制参数集将待发送数据转换为驱动信号，所述驱动信号用于控制发光器件发出可见光，所述控制参数集包括编码类型和发光器件控制参数；

所述接收单元定义有与所述控制参数集和所述待发送数据相对应的函数接口，所述接收单元通过所述函数接口获取所述控制参数集和所述待发送数据；所述执行单元定义有与所述函数接口相对应的函数体，所述接收单元通过所述函数接口将所述待发送数据和所述控制参数集传递于所述函数体，所述函数体根据编码类型调用相应的编码方式，并根据发光器件控制参数和编码方式对所述待发送数据进行编码，得到相应的驱动信号，所述驱动信号控制所述发光器件发出可见光；

所述编码存储单元用于存储与编码类型相对应的编码方式。

12.如权利要求11所述的光驱动芯片，其特征在于，所述控制参数集的参数为动态设置，所述接收单元用于获取待发送数据的同时、之前或之后还用于获取所述控制参数集。

13.如权利要求11所述的光驱动芯片，其特征在于，所述控制参数集的参数预先设置于所述执行单元内。

14.如权利要求12或13所述的光驱动芯片，其特征在于，所述发光器件控制参数包括：

发光器件的控制状态，用于表示所述发光器件开或关。

15.如权利要求14所述的光驱动芯片，其特征在于，所述发光器件控制参数还包括发光器件的状态持续时间；

所述发光器件的状态持续时间，用于表示所述发光器件开状态持续时间段或关状态持续时间段，且所述持续时间段与所述待发送数据关联。

16.如权利要求15所述的光驱动芯片，其特征在于，所述发光器件控制参数还包括所述发光器件的发光强度、延续时间、发光频率和/或发光相位。

17.如权利要求12所述的光驱动芯片，其特征在于，所述编码方式为NRZ编码方式、NRZI编码方式或曼彻斯特编码方式。