CN107332617A - 一种数据发送装置、可见光通信系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种数据发送装置、可见光通信系统及方法。其中，所述数据发送装置包括：第一处理单元和多色发光二极管元件，所述第一处理单元与所述多色发光二极管元件相连，其中：所述第一处理单元用于根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息，并根据所述发光信息驱动所述多色发光二极管元件发出多色可见光信号。本发明提供的数据发送装置、可见光通信系统及方法，由于第一处理单元能够根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息，并根据发光信息驱动多色发光二极管元件发出多色可见光信号，提高了可见光通信的信息传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种数据发送装置、可见光通信系统及方法。
背景技术
使用可见光范围的光，例如发光二级管(LED)产生的光进行信息无线传输的技术是当前无线通信领域的研究热点之一，是一项有发展前景的新兴技术。
目前，可见光通信是利用发光二级管等可见光发出的肉眼觉察不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的。一般的可见光信号传输多是透过单色LED发送，并用光电二极管截取由单色LED发出的可见光信号。由于单色LED通过高速明暗闪烁信号发出信号，可见光信号的接收设备必须能够识别出高速明暗闪烁信号，对可见光信号的接收设备有较高的要求。此外，单色LED只能发出一种颜色，能够传输的信息有限。
因此，如何提出一种数据发送装置，能够降低对接收设备的要求，同时提高可见光信息的传输效率，成为业界亟待解决的重要课题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种数据发送装置、可见光通信系统及方法。
一方面，本发明提出一种数据发送装置，包括第一处理单元和多色发光二极管元件，所述第一处理单元与所述多色发光二极管元件相连，其中：
所述第一处理单元用于根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息，并根据所述发光信息驱动所述多色发光二极管元件发出多色可见光信号。
其中，所述多色发光二极管元件包括集成在一个灯珠内的红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管。
另一方面，本发明提出一种可见光通信系统，包括上述任一实施例所述的数据发送装置和数据接收装置，其中：
所述数据接收装置包括摄像机和图像处理单元，所述摄像机和所述图像处理单元相连，所述数据接收装置通过所述摄像机接收所述多色可见光信号，并通过所述图像处理单元将所述多色可见光信号转化为图像信息，所述数据接收装置根据预存的多色可见光信号解析表解析所述图像信息。
其中，所述数据接收装置包括第二处理单元，所述第二处理单元与所述图像处理单元相连，用于根据所述多色可见光信息解析表解析所述图像信息。
其中，所述数据发送装置为多个。
其中，所述摄像机采用CMOS摄像机。
其中，所述数据接收装置采用智能手机。
再一方面，本发明提出一种可见光通信方法，包括：
根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息；
根据所述发光信息发出多色可见光号。
本发明提供的数据发送装置、可见光通信系统及方法，由于第一处理单元能够根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息，并根据发光信息驱动多色发光二极管元件发出多色可见光信号，提高了可见光通信的信息传输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例数据发送装置的结构示意图；
图2为本发明一实施例可见光通信系统的结构示意图；
图3为本发明一实施例可见光通信方法的流程示意图；
附图标记说明：
1-数据发送装置； 2-数据接收装置；
11-多色发光二极管元件； 12-第一处理单元；
21-摄像机； 22-图像处理单元；
23-第二处理单元。
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，下面将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地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
目前常见的可见光通信，都是采用单色LED，通过所述单色LED的高速明暗闪烁来传输信息，例如所述单色LED亮表示1，灭表示0，从而实现二进制数据的传递。而本发明实施例由于采用多色LED单元，利用多色LED单元发出的多种颜色的光来传递数据信息，因此，在本发明实施例中多色可见光信号指的是通过颜色来表示的信息。
图1为本发明一实施例数据发送装置的结构示意图，如图1所示，本发明提供的数据发送装置包括第一处理单元12和多色发光二极管元件11，第一处理单元12与多色发光二极管元件11相连，其中：
第一处理单元12用于根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息，并根据所述发光信息驱动多色发光二极管元件11发出多色可见光信号。其中，所述信息发送对照表储存有多色发光二极管元件11的发光颜色，以及与所述发光颜色一一对应的基础数据，例如所述基础数据为00、01、10和11，多色发光二极管元件11包括可以发出红色LED和蓝色LED，可以设置00与黑色对应，即所述红色LED和所述蓝色LED都不发光时，所述多色可见光信号为黑色，表示00；01与红色对应，即只有所述红色LED发光时，所述多色可见光信号为红色，表示01；10与蓝色对应，即只有所述蓝色LED发光时，所述多色可见光信号为蓝色，表示10；11与蓝色光和红色光的混合颜色-粉色对应，即所述红色LED和所述蓝色LED同时发光时，所述多色可见光信号为粉色，表示11。根据上述信息发送对照表，第一处理单12元可以根据所述基础数据将所述待发送信息转化为多色发光二极管元件11的发光颜色序列，然后将所述发光颜色序列转化为驱动多色发光二极管元件11发光的所述发光信息。其中，第一处理单元12可以采用单片机实现。
其中，LED具有使用寿命长、低电源功耗、高指向性等优点，现有的生产技术已实现将多种颜色的LED集成在一个灯珠内，构成多色发光二极管元件11。其中，多色发光二极管元件11可以发出的光的颜色，根据实际情况进行选择，本发明实施例不做限定。
例如，利用本发明提供的数据发送装置进行信息发送，多色发光二极管元件11可以发出红色和蓝色两色光，所述信息发送对照表储存有所述基础数据与多色发光二极管元件11可发出颜色的对应关系：00与黑色对应，01与红色对应，10与蓝色对应，11与粉色对应。当需要发送信息“1100”时，第一处理单元12根据所述信息发送对照表将“1100”转化为驱动多色发光二极管元件11依次发出“粉色、黑色”的发光信息，然后根据上述发光信息先驱动多色发光二极管元件11的红色LED和蓝色LED同时发光，产生粉色可见光信号，再驱动红色LED和蓝色LED同时熄灭，代表黑色可见光信号。
本发明提供的数据发送装置，由于第一处理单元能够根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息，并根据发光信号驱动多色发光二极管元件发出多色可见光信号，提高了可见光通信的信息传输效率。
在上述各实施例的基础上，进一步地，多色发光二极管元件11包括集成在一个灯珠内的红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管。红色、绿色和蓝色为三原色，通过设置红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管的发光次序，可以发出多种颜色的光。相应地，所述信息发送对照表存储有与所述多种颜色的光对应的所述基础数据。
例如，当多色发光二极管元件11包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管时，在一个上述发光二级管发光的时候，可以发出红光、绿光或者蓝光，在两个上述发光二级管发光的时候，可以发出红光和绿光、红光和蓝光、蓝光和绿光三种混合颜色的光，当三个上述发光二级管都发光的时候，会产生白光，当三个上述发光二级管都不发光的时候，没有任何光产生，多色发光二极管元件11的灯珠呈现黑色。表1为发光颜色与八进制数据的对应表，数据发送装置1根据表1，可以驱动多色发光二极管元件11产生八种不同颜色的可见光信号。
表1发光颜色与八进制数据的对应表
图2为本发明一实施例可见光通信系统的结构示意图，如图2所示，本发明提供的可见光通信系统，包括上述任一实施例的数据发送装置1和数据接收装置2，其中：
数据接收装置2包括摄像机21和图像处理单元22，摄像机21和图像处理单元22相连，数据接收装置2通过摄像机21接收所述多色可见光信号，并通过图像处理单元22将所述多色可见光信号转化为图像信息，数据接收装置2根据预存的多色可见光信号解析表解析所述图像信息。其中，所述多色可见光信号解析表储存的内容与所述信息发送对照表类似，此处不再赘述。
例如，利用本发明提供的可见光通信系统进行可见光通信，多色发光二极管元件11可以发出红色和蓝色两色光，所述信息发送对照表储存有所述基础数据与多色发光二极管元件11可发出颜色的对应关系：00与黑色对应，01与红色对应，10与蓝色对应，11与粉色对应，相应地，所述多色可见光信号解析表储存有多色发光二极管元件11可发出颜色与所述基础数据的对应关系，黑色与00对应，红色与01对应，蓝色与10对应，粉色与11对应。当需要发送信息“1100”时，数据发送装置1根据所述信息发送对照表将“1100”转化为驱动多色发光二极管元件11依次发出“粉色、黑色”的发光信息，然后根据上述发光信息驱动多色发光二极管元件11的红色LED和蓝色LED同时发光，产生粉色可见光信号，然后红色LED和蓝色LED同时熄灭，代表黑色可见光信号。摄像机21在多色发光二极管元件11发出上述多色可见光信号时，依次接收所述粉色可见光信号和所述黑色可见光信号，图像处理单元22将上述多色可见光信号转化为对应的图像信息，所述图像信息包括按时间顺序排列的一帧粉色光图像和一帧黑色光图像，数据接收装置2根据所述多色可见光信号解析表对上述两帧图像信息进行解析，还原出所述发送信息“1100”，完成了可见光通信。
本发明提供的可见光通信系统，数据发送装置根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息，并驱动多色发光二极管元件根据发光信息发出多色可见光信号，数据接收装置通过摄像机接收多色可见光信号，并通过图像处理单元将多色可见光信号转化为图像信息，数据接收装置根据预存的多色可见光信号解析表解析图像信息，提高了可见光通信的信息传输效率。
在上述实施例的基础上，进一步地，数据接收装置2包括第二处理单元23，第二处理单元23与图像处理单元22相连，用于根据所述多色可见光信号解析表解析所述图像信息，获得所述待发送信息。其中，第二处理单元23可以采用单片机实现。
在上述各实施例的基础上，进一步地，数据发送装置1为多个。本发明提供的可见光通信系统可以包括多个数据发送装置1，数据接收装置2在摄像机的有效接收范围内可以同时接收上述多个数据发送装置1的所述多色可见光信号。
在上述各实施例的基础上，进一步地，摄像机21采用CMOS摄像机。
在上述各实施例的基础上，进一步地，数据接收装置2采用智能手机。由于所述智能手机已经被广泛的应用，采用所述智能手机作为所述数据接收装置，可以扩大本发明提供的可见光通信系统的应用范围，节约了可见光通信系统的成本。
图3为本发明一实施例可见光通信方法的流程示意图，如图3所示，本发明提供的可见光通信方法，包括：
S301、根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息；
具体地，数据发送装置获得待发送信息，在进行需要进行信息发送时，首先，所述数据发送装置的第一处理单元将根据预存的信息发送对照表将所述待发送信息转化为发光信息。其中，所述信息发送对照表储存有所述基础数据，以及与所述基础数据一一对应的多色发光二极管元件的发光颜色。所述第一处理单元根据所述基础数据将所述待发送信息转化为所述多色发光二极管元件的发光颜色序列，然后将所述发光颜色序列转化为驱动所述多色发光二极管元件发光的所述发光信息。
S302、根据所述发光信息发出多色可见光信号。
具体地，在获得所述发光信息后，所述数据发送装置的所述第一处理器根据所述发光信息驱动所述多色发光二极管元件发出可见光信号。
本发明提供的可见光通信方法，由于数据发送装置能够根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息，并根据发光信息驱动多色发光二极管元件发出多色可见光信号，提高了可见光通信的信息传输效率。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述多色可见光信号包括错误校验码。例如，所述多色可见光信号包括奇偶校验码，所述奇偶校验码在所述多色可见光信号中可以通过设定的颜色序列呈现，用于检验所传输信息的正确性。其中，所述设定的颜色序列根据实际情况进行设定，本发明实施例不做限定。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述多色可见光信号包括预设的起始信号。所述预设的起始信号用于标识所述数据发送装置，所述数据接收装置在接收到所述多色可见光信号中的预设的起始信号后，会判断发出所述预设起始信号的所述数据发送装置为目标数据发送装置，即所述数据接收装置应该接收上述数据发送装置发出的多色可见光信号，从而能够避免环境中其它光源对所述多色可见光信号传输的干扰。其中，所述预设的起始信号以预设的颜色序列出现在所述多色可见光信号中，所述预设的颜色序列根据实际情况进行设定，本发明实施例不做限定。
本发明方法实施例的具体流程可以参照上述各装置实施例的介绍，此处不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种数据发送装置，其特征在于，包括第一处理单元和多色发光二极管元件，所述第一处理单元与所述多色发光二极管元件相连，其中：
所述第一处理单元用于根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息，并根据所述发光信息驱动所述多色发光二极管元件发出多色可见光信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多色发光二极管元件包括集成在一个灯珠内的红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管。
3.一种可见光通信系统，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的数据发送装置和数据接收装置，其中：
所述数据接收装置包括摄像机和图像处理单元，所述摄像机和所述图像处理单元相连，所述数据接收装置通过所述摄像机接收所述多色可见光信号，并通过所述图像处理单元将所述多色可见光信号转化为图像信息，所述数据接收装置根据预存的多色可见光信号解析表解析所述图像信息。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数据接收装置包括第二处理单元，所述第二处理单元与所述图像处理单元相连，用于根据所述多色可见光信号解析表解析所述图像信息。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数据发送装置为多个。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述摄像机采用CMOS摄像机。
7.根据权利要求3至6任一项所述的系统，其特征在于，所述数据接收装置采用智能手机。
8.一种可见光通信方法，其特征在于，包括：
根据预存的信息发送对照表将待发送信息转化为发光信息；
根据所述发光信息发出多色可见光信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多色可见光信号包括错误校验码。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多色可见光信号包括预设的起始信号。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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