CN107864692A - 用于改变可见光通信系统中的光源的识别码的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于改变可见光通信系统中的光源的识别码的方法，可见光通信系统包括光源、驱动光源的驱动器系统，以及不能直接与驱动器系统通信的服务器，并且该方法使用第一移动设备，该第一移动设备包括图像传感器、处理单元、网络适配器、和传输器，其中，处理单元被配置为处理图像传感器的输出，其中，处理单元被配置为经由网络适配器与服务器通信，并且其中，处理单元被配置为使用传输器发送信号至驱动器系统，所述方法包括如下步骤：a.由第一移动设备的网络适配器从服务器接收信号，该信号包括将光源的识别码从第一ID码改变为第二ID码的命令；以及b.由第一移动设备的传输器传输信号至驱动器系统，该信号包括将光源的识别码改变为第二ID码的命令。

Description

用于改变可见光通信系统中的光源的识别码的方法

技术领域

本发明涉及用于改变可见光通信系统中的光源的识别码的方法。

背景技术

光源在各处被使用以生成光。示例包括室内灯/户外灯、电视机、交通信号、商用显示器、车辆前照灯光/尾灯光等。编码，即数字信息，可通过调制光源即将其开启和关闭而被包含于所发射的光中。此原理可称为可见光通信或VLC。当调制足够快时，即快速开启和关闭光源，将数字信息集成于所发射的光是人眼难以觉察的。因此，VLC应用了这一现象，即如果间歇性光激励的频率高于所谓闪光融合阈值，则间歇性光激励对于平均水平的人类观察者呈现完全稳定。

在一些情况下，调制对于诸如电视演播室照相机之类的技术观察者难以觉察也是重要的。

数字信息可使用不同类型的调制包含于发射的光中，比如振幅调制，其中光强是变化的，频率调制，其中频率是变化的，以及相位调制，其中信号相对于一些参考时钟随时切换。

在调制光中传输的编码可包括识别码，其可例如用于确定商店中的移动设备的位置。因此移动设备包括接收调制光的图像传感器，以及用于从接收的信号中获得识别码的处理单元。识别码可用于确定移动设备的位置，以将依赖位置的内容提供至移动设备的用户，以贯穿商店而导航。

用于确定移动设备的位置和依赖位置的内容的信息可被预加载到移动设备上或可经由与移动设备通信的远程服务器而被使用。在两种情况下，均需要与远程服务器进行通信，或因为信息从服务器预加载到移动设备(优选地正常更新)上，或因为信息仅通过与服务器的通信而可用。

当用于光源的静态识别码被使用时，比如US专利公开US2013/0029682A1中所公开的，识别码可由第三方获得，然后其可使用识别码以用于他们自己的应用。光源和对应识别码的这种使用可能是不希望的，而滚动码可作为安全措施来使用。当使用滚动码时，光源的识别码有规则地被改变，以使第三方在其本身应用中更加难以使用光源的识别码，因为其必须跟得上识别码的改变，当所包括光源的数量增加时，这更加困难。

然而，当使用滚动码时，重要的是服务器和光源同时使用相同的编码以进行无缺陷的操作。但在不存在光源和服务器之间的直接通信情况下，滚动码无法作为光源并且服务器不能同步识别码的改变。

发明内容

因此，本发明的目标在于提供一种VLC系统，其中第三方更难以使用由光源传输的识别码以用于他们自己的目的。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于改变可见光通信系统中的光源的识别码的方法，可见光通信系统包括光源、驱动光源的驱动器系统以及不能直接与驱动器系统通信的服务器，方法使用第一移动设备，该第一移动设备包括：图像传感器、处理单元、网络适配器、和传输器，其中，处理单元被配置为处理图像传感器的输出，其中，处理单元被配置为经由网络适配器与服务器通信，并且其中，处理单元被配置为使用传输器发送信号至驱动器系统，所述方法包括如下步骤：

a.由移动设备的网络适配器从服务器接收信号，所述信号包括将光源的识别码从第一ID码改变为第二ID码的命令；以及

b.由移动设备的传输器传输信号至驱动器系统，所述信号包括将光源的识别码改变为第二ID码的命令。

本发明基于以下认识：通过允许驱动器系统和使用VLC系统的移动设备之间的通信，在服务器不能够直接与驱动器系统通信的情况下，使用滚动码仍是可能的。结果，由光源发射的识别码可有规则地被改变，以使第三方更加困难地获得正确的识别码以用于他们自己的目的。根据本发明的第一方面的方法涉及由移动设备执行的步骤，以实现发明人的认识。

在一个实施例中，方法进一步包括如下步骤：

c.从驱动器系统接收光源的识别码已被成功地改变为第二ID码的确认信号；以及

d.传输光源的识别码已被成功地改变为第二ID码的确认信号至服务器。

通过传输确认信号至服务器，服务器能够确定识别码的改变是否成功以及哪个识别码从现在起应当被用于此光源。

在一个实施例中，步骤c中的确认信号由第一移动设备接收，并且步骤d中的传输确认信号至服务器由第一移动设备的网络适配器实施。实施例处理以下情况：第一移动设备在光源附近存在足够长的时间，以能够接收并传输确认信号。然而，第一移动设备可在此过程期间远离光源而移动，以使其不再能够接收和传输确认信号。

因此，设想以下实施例，其中第二移动设备被使用，该第二移动设备包括：图像传感器、处理单元、网络适配器、和传输器，其中，处理单元被配置为处理图像传感器的输出，其中，处理单元被配置为经由网络适配器与服务器通信，并且其中，处理单元被配置为使用传输器发送信号至驱动器系统，其中，第二移动设备在步骤c中接收确认信号，并使用其网络适配器在步骤d中传输确认信号至服务器。

在一个实施例中，确认信号可简单地为由光源进行的第二识别码的广播，并且传输确认信号至服务器可简单地为由第一或第二移动设备将第二识别码作为比如关于光源位置的信息的正常请求而传输至服务器，以使服务器识别第二识别码并推断识别码的改变是成功的，因为在其他情况下其不可能从移动设备接收第二识别码。

根据本发明的第二方面，提供了一种被配置为驱动光源的驱动器系统，该驱动器系统包括：

控制单元；以及

光驱动器，

其中光，驱动器被配置为将由电源提供的能量转换为适合光源的形式，并且其中，控制单元被配置为控制光驱动器以使光源发射至少包括识别码的调制光，其中，驱动器系统进一步包括接收器，以从附近的移动设备接收信号，并且其中，控制单元进一步被配置为：在由驱动器系统的接收器接收信号时，将识别码从第一ID码改变为第二ID码，所述信号包括改变光源的识别码的命令。

本发明的第二方面涉及对驱动器系统作出的改变，以实现发明人的认识。为能够从移动设备接收信号，驱动器系统需要包括用于此目的的接收器并且控制单元需要被配置为处理接收到的信号。结果，驱动器系统能够改变使用光源发射的识别码，以使第三方更难以获得正确识别码以用于他们自己的目的。

在一个实施例中，控制单元进一步被配置为：在成功地改变光源的识别码之后，使用光源的调制来传输确认信号。可选地，确认信号可由驱动器系统的独立传输器发送。

根据本发明的第三方面，提供了一种可见光通信系统，包括：

光源；

驱动器系统；

服务器；以及

移动设备，

其中，驱动器系统被配置为驱动光源以使光源发射包括关联于光源的至少一个识别码的调制光，其中，移动设备被配置为接收来自光源的识别码以识别光源，其中，服务器被配置为使移动设备识别光源，其中，服务器进一步被配置为通过发送对应的命令至移动设备来启动光源的识别码的改变，并且被配置为在从移动设备接受到该改变的确认时改变光源的识别码，其中，移动设备进一步被配置为从服务器接收所述命令，以转送命令至驱动器系统，从驱动器系统接收改变的确认，并转送确认至服务器，并且其中，驱动器系统进一步被配置为从移动设备接收所述命令，以此改变识别码，并发送该改变的确认至移动设备。

根据第四方面，提供了一种可见光通信系统，包括：

光源；

驱动器系统；

服务器；以及

移动设备，

其中，驱动器系统被配置为驱动光源以使光源发射包括关联于光源的至少一个识别码的调制光，其中，移动设备被配置为接收来自光源的识别码以识别光源，其中服务器被配置为使移动设备识别光源，其中，驱动器系统包括不同识别码的序列和时间表，该时间表指示何时将光源的识别码改变为序列中的下一个识别码，其中，服务器包括与存储在驱动器系统中的不同识别码的序列和时间表相同的不同识别码的序列和时间表，并且其中，服务器和驱动器系统被同步，以根据不同识别码的序列和时间表而同时改变光源的识别码。

本文明确指出，词语“光源的识别码”还可包括“与光源相关联的识别码”的含义或理解方式。

附图说明

本发明现将通过参考附图来描述，其中相同部分由相同引用符号表示，并且其中：

图1根据本发明的实施例示意性地描述了可见光通信系统；以及

图2根据本发明的实施例示意性地描述了在VLC系统中改变光源的识别码的过程的流程图。

具体实施方式

图1示意性地描述了根据本发明的实施例的可见光通信(VLC)系统。空间SP使用3D坐标系统XYZ示意性地示出。

在该示例中，在空间中提供的是两个照明器LU1和LU2，每一个包括驱动器系统DS和用于发射光L的光源LS。通常照明器设置在顶上，以有效地照射空间SP。

在图1的示例中，照明器LU1、LU2连接至电源PS，本文实施为单电源，以从中提取能量，但电源还可以是电池或例如太阳能面板。因此，电力可在外部或内部提供。

驱动器系统DS被配置为驱动对应的光源LS并且因此包括光驱动器LD，该光驱动器LD被配置为将由电源PS提供的电能转换为合适的形式以提供至光源LS，并且控制单元CU控制光驱动器LD。

当控制单元CU以传统方式控制光驱动器LD时，光源LS以恒定光强等级发射光L，或光源LS以固定频率被调制，产生平均的光强等级，其中控制单元设置所发射的光L的恒定或平均光强等级。该固定频率优选地足够高，以使人类观察者或诸如TV演播室照相机之类的技术观察者难以觉察，例如高于120Hz，优选地高于150Hz、并且更优选地高于200Hz。对于技术观察者，该频率优选地高于其可观察频率的最大值。

然而，在VLC系统中，控制单元CU控制光驱动器LD以使发射的光L至少包括与光源LS相关联的识别码，即与照明器LU1、LU2中的任一个相关联。将该码包含在发射的光L中可通过改变光源LS的调制来完成。比如，调制频率可在高频和低频之间变化，其中低频表示数字零或“0”而高频表示数字一或“1”，以使二进制码可由照明器通过在低调制频率和高调制频率之间合适的切换来获得和广播，或者可以根据总宽度不同而且开启和关闭时间不同的脉冲来构造符号。

在VLC系统中，光源LS发射的包括编码的光L旨在由诸如第一移动设备MD1和第二移动设备MD2之类的电子装置接收。第一移动设备MD1和第二移动设备MD2可为智能电话、平板、或在空间SP中行进的人容易进行操作的任意其他电子设备。

第一移动设备MD1和第二移动设备MD2中的每一个包括图像传感器IS，比如以照相机的形式或能够接收从光源LS发射的光L并允许确定发射的光L中所包含编码的其他任何光学检测设备。已知的机制使用卷闸机制，以明暗线条图像的方式转换发射的光，该明暗线条图像可由移动设备MD1、MD2的处理单元PU处理以确定图像中所包含的编码。

一旦识别码由移动设备确定，该识别码可用于识别光源，以获得对应的信息并将信息呈现至移动设备的用户。信息和识别码之间的耦合存储在服务器SE上，以使服务器SE和移动设备MD1、MD2之间的通信是需要的，以在从识别码已照明器LU1、LU2接收到识别码之后提供信息。

可在通过使用对应的移动设备MD1、MD2的网络适配器NA将识别码通过网络N1发送至服务器SE来获得识别码之后，直接建立服务器SE和移动设备MD1、MD2之间的通信。作为响应，服务器SE也经由网络适配器NA通过网络N1提供信息至移动设备MD1、MD2，以使移动设备可在与用户的交互中(例如，通过显示信息给用户)使用此信息。

网络N1可为Wifi、蓝牙等。

然而，移动设备MD1、MD2还可能已经在更早阶段建立了与服务器的联系，例如当下载对应的应用或运行其更新时，其中信息以及与识别码的耦合从服务器SE中下载，以使从光源获得识别码时，不需要与服务器的通信，但要使用的信息可从存储器ST中获取。

图1描述了服务器SE不直接与照明器LU1、LU2联系的情况。这表示服务器SE不能够使用VLC系统中的永久可用组件与照明器LU1、LU2直接或经由网络N1通信。并不排除照明器LU1、LU2构成使两者相互通信的网络或为网络的一部分，只要该网络不可由服务器SE直接或经由网络N1访问。移动设备MD1、MD2并非所考虑的永久可用组件，这是因为其并不总是靠近照明器，因此无法由服务器使用以始终与照明器通信。

在现有技术中，服务器SE和照明器LU1、LU2之间没有直接联系的缺陷在于，滚动码，即有规则地被改变的识别码，无法作为安全措施，这是因为服务器SE不可能与照明器LU1，LU2通信。

然而，如下文将示出的，使用根据本发明的VLC系统，通过使用移动设备MD1、MD2中的一个或多个来使用滚动码是可能的。

改变识别码的过程将通过参考图1和2来描述，其中图2描述了该过程的流程图，VLC系统则是该过程如何被实现的可实践的示例。

过程开始于完全操作性和功能性的VLC系统，其中光源已被分配对应的识别码，而服务器和移动设备能够处理耦合于这些识别码的信息。为使第三方更难使用光源所广播的识别码(例如通过将他们自己的信息耦合于识别码并提供给顾客)，光源的识别码应当被改变为另一识别码。

此改变由服务器在步骤201确定。此确定可基于时间规则，例如基于光源的识别码在预定义时间量未被改变的事实。然而，确定还可以是随机的，比如通过每小时/每天/等随机拾取光源。

在图1的VLC系统中，服务器SE确定照明器LU1、LU2的光源LS的识别码出于安全原因应当改变。在以下剩余部分，假设第一照明器LU1的光源LS当前广播第一识别码并且服务器SE已确定第一识别码应当改变为不同于第一识别码的第二识别码。

一旦确定光源需要改变识别码，在步骤202中，服务器将发送命令至移动设备。换言之，服务器将发送信号至移动设备并且移动设备将接收所述信号，其中所述信号包括将特定光源识别码从第一ID码改变为第二ID码的命令。

如何以及何时发送命令可取决于所使用的VLC系统的类型。如上文所指示的，信息和识别码之间的耦合可被预加载到移动设备上，以使移动设备能够工作而不需要与服务器联系。仅在改变的情况下需要该联系。此实施例将称为预加载实施例。

在将称为非预加载实施例的另一实施例中，信息和识别码之间的耦合并不被预加载至移动设备，而是移动设备有规则地联系服务器以获得必要的信息。

在预加载实施例中，优选地，服务器推送命令至移动设备，在非预加载实施例中，优选地，在命令被发送至所述移动设备之前，使服务器等待来自移动设备的与要改变的识别码有关的信息请求。

在预加载实施例中，进一步优选地，命令同时发送至多个移动设备，这是因为哪个移动设备接近或未来近期将要接近光源是未知的。通过发送命令至多个移动设备，移动设备当前或未来近期接近光源的机会被增加，由此有助于快速改变识别码。

在光源构成允许VLC系统的不同照明器之间的通信的网络或作为其一部分的情况下，接近光源不需要一定改变识别码。因此，在非预加载实施例中，在请求与不需要被改变但位于光源的网络中的识别码相关的信息时，服务器可发送命令至移动设备。

在结合图1的示例中，可为以下情况，即用户手持第一移动设备MD1进入空间SP，以使在接近第一照明器LU1时，第一移动设备MD1的图像传感器IS从第一照明器LU1接收发射的光L，该光L由第一移动设备MD1的处理单元PU处理以获得第一识别码。该第一识别码然后可被发送至服务器SE以作为信息的请求。

服务器SE在接收到第一识别码时将检查对应的照明器LU1(即对应的光源LS)是否需要改变识别码。如果属于该情况，服务器SE将发送包括将光源的识别码从第一ID码改变为第二ID码的命令的信号至第一移动设备MD1。

在发送命令至一个或多个移动设备之后，一个或多个移动设备将在可能的时候发送命令至合适的光源，如在步骤203中描述的。根据多个光源的配置，一个或多个移动设备将直接或经由连接多个光源的网络内的另一光源发送命令至光源。

为能够发送命令至光源，移动设备必须装配有传输器以将包括命令的信号发送至光源，并且光源需要装配有接收器以接收包括命令的信号以用于处理。

其示例为图1所示。第一移动设备MD1和第二移动设备MD2中的每一个包括传输器TR，该传输器TR被配置为将包括命令的信号发送至光源。第一照明器LU1和第二照明器LU2的驱动器系统DS中的每一个包括接收器RE，用于从移动设备接收所述信号。

移动设备的传输器TR优选地为通常使用于移动设备的传输器，并且可为RF传输器、WIFI传输器、蓝牙传输器、IR传输器等。使用移动设备的显示器或作为传输器的独立光源，光也可能作为传输器。对声音的使用也基于同理。照明器的接收器RE被配置为接收传输信号并因此可为RF接收器、WIFI接收器、蓝牙接收器、IR接收器或图像传感器或麦克风。

在从移动设备接收到命令之后，驱动器系统DS的控制单元CU将处理所述命令并在步骤204中将识别码从第一ID改变为第二ID。

在步骤205中，光源将成功改变识别码的确认发送至移动设备。这不需要必须是在第一地点发送命令至光源的同一移动设备。另外，该确认不需要必须是独特的确认信号。图1的示例是较佳的情况，即，第一移动设备MD1已发送命令至第一照明器LU1，而在成功改变识别码之后，第一照明器简单地用于广播信号，但现在包括新的识别码，并且第二移动设备MD2接近了第一照明器LU1并接收新的识别码。

在非预加载配置中，在步骤206中，第二移动设备MD2将发送新的识别码至服务器SE，对于服务器而言作为识别码成功改变的确认，以使得在步骤207中，服务器SE可更新其记录。

注意，在上述一些情况中，移动设备可接收命令以改变光源的识别码，但不能够转送此至光源，例如这是因为其无法到达光源。为防止移动设备在其存储器中“永远”保存命令，命令可在被移除之后具有“最大寿命”和/或命令可在与光源或相关网络通信并确定命令不再可用之后被移除和/或命令可在使用具有同一识别码的光源与另一可见光通信系统进行通信之后被移除。

在可选的实施例，一旦不再可能与光进行通信，则命令可被移除。

Claims (8)

1.一种用于改变可见光通信系统中的光源的识别码的方法，所述可见光通信系统包括：所述光源、用于驱动所述光源的驱动器系统、以及不能够直接与所述驱动器系统通信的服务器，所述方法使用第一移动设备，所述第一移动设备包括：图像传感器、处理单元、网络适配器、和传输器，其中，所述处理单元被配置为处理所述图像传感器的输出，其中，所述处理单元被配置为经由所述网络适配器与所述服务器通信，并且其中，所述处理单元被配置为使用所述传输器发送信号至所述驱动器系统，所述方法包括如下步骤：

a.由所述第一移动设备的所述网络适配器从所述服务器接收信号，所述信号包括将所述光源的所述识别码从第一ID码改变为第二ID码的命令；以及

b.由所述第一移动设备的所述传输器传输信号至所述驱动器系统，所述信号包括将所述光源的所述识别码改变为第二ID码的命令。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括如下步骤：

c.从所述驱动器系统接收所述光源的所述识别码已被成功地改变为所述第二ID码的确认信号；以及

d.传输所述光源的所述识别码已被成功地改变为所述第二ID码的确认信号至所述服务器。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤c中的所述确认信号由所述第一移动设备接收，并且其中，步骤d中的传输所述确认信号至所述服务器由所述第一移动设备的所述网络适配器实施。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，第二移动设备被使用，所述第二移动设备包括：图像传感器、处理单元、网络适配器、和传输器，其中，所述处理单元被配置为处理所述图像传感器的输出，其中，所述处理单元被配置为经由所述网络适配器与所述服务器通信，并且其中，所述处理单元被配置为使用所述传输器发送信号至所述驱动器系统，其中，步骤c中的所述确认信号由所述第二移动设备接收，并且其中，步骤d中的传输所述确认信号至所述服务器由所述第二移动设备的所述网络适配器实施。

5.一种被配置为驱动光源的驱动器系统，所述驱动器系统包括：

控制单元；以及

光驱动器，

其中，所述光驱动器被配置为将由电源提供的能量转换为适合所述光源的形式，并且其中，所述控制单元被配置为控制所述光驱动器以使所述光源发射至少包括识别码的调制光，

其特征在于，

所述驱动器系统进一步包括接收器，以从附近移动设备接收信号，

并且其特征在于，所述控制单元进一步被配置为：在由所述驱动器系统的所述接收器接收信号时，将所述识别码从第一ID码改变为第二ID码，所述信号包括用于改变所述光源的所述识别码的命令。

6.根据权利要求5所述的驱动器系统，其中所述控制单元进一步被配置为：在成功地改变所述光源的所述识别码之后，使用所述光源的调制来传输确认信号。

7.一种可见光通信系统，包括：

光源；

驱动器系统；

服务器；以及

移动设备，

其中，所述驱动器系统被配置为：驱动所述光源以使所述光源发射至少包括与所述光源相关联的识别码的调制光，

其中，所述移动设备被配置为：从所述光源接收所述识别码以识别所述光源，

并且其中，所述服务器被配置为：允许所述移动设备识别所述光源，

其特征在于，所述服务器进一步被配置为：通过发送对应的命令至所述移动设备来启动所述光源的识别码的改变，并且被配置为在从所述移动设备接收到所述改变的确认时改变所述光源的识别码，

其特征在于，所述移动设备进一步被配置为：从所述服务器接收所述命令，转送所述命令至所述驱动器系统，从所述驱动器系统接收所述改变的确认，并转送所述确认至所述服务器，

并且其特征在于，所述驱动器系统进一步被配置为：从所述移动设备接收所述命令，相应地改变所述识别码，并发送所述改变的确认至所述移动设备。

8.一种可见光通信系统，包括：

光源；

驱动器系统；

服务器；以及

移动设备，

其中，所述驱动器系统被配置为：驱动所述光源以使所述光源发射至少包括与所述光源相关联的识别码的调制光，

其中，所述移动设备被配置为：从所述光源接收所述识别码以识别所述光源，

并且其中，所述服务器被配置为：允许所述移动设备识别所述光源，

其中，所述驱动器系统包括不同识别码的序列和时间表，该时间表指示何时将所述光源的所述识别码改变为所述序列中的下一个识别码，

其中，所述服务器包括与存储在所述驱动器系统中的所述不同识别码的序列和时间表相同的不同识别码的序列和时间表，

并且其中，所述服务器和所述驱动器系统被同步，以根据所述不同识别码的序列和所述时间表来同时改变所述光源的识别码。