CN108833013A - 一种可见光收发方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可见光收发方法及系统，能够在无需严格对准光源的情况下进行正确的通信。所述方法包括：在可见光系统发送端，获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁；在可见光系统接收端，终端通过CMOS摄像头的卷帘门效应以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，并对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息。本发明涉及可见光LED通信领域。

Description

一种可见光收发方法及系统
技术领域
本发明涉及可见光发光二极管(Light Emitting Diode，LED)通信领域，特别是指一种可见光收发方法及系统。
背景技术
随着近年来照明技术的不断发展更新，以白光LED为主要照明手段的半导体照明技术已经成为主流，并发展成为最节能、最环保以及最有希望的下一代照明光源。与传统的照明设备不同，白光LED具有功耗低、尺寸小、寿命长等优点，被视为第四代节能环保型的照明产品。
LED照明技术的发展大大推动了室内可见光无线通信的发展。现在传统的点对点可见光通信系统主要由两个部分组成：发送端和接收端。
发送端的主要功能是将电信号转化成LED光源发出的光信号，然后将包含信息的光信号发射到大气信道中进行传播。其主要包括接口处理电路、编码电路、驱动调制电路和光源四大部分。接口处理电路对来自终端的电信号进行处理，使得信号能够加载到光载波上。编码电路对接口处理电路处理过的电信号进行编码。驱动调制电路和光源是光发射机的核心部分，驱动调制电路不仅要给LED光源提供足够的驱动电流，还需要控制光源的开关状态。
接收端一般包含光电探测器、前置放大器、主放大器、均衡器、判决器和解码器这几个部分。光电探测器完成光信号的光电转换；而后马上接入前置放大电路对微弱的电信号进行第一次放大，然后交由主放大器再次放大。均衡器的作用是均衡输出的波形，让信号上的噪声衰落趋于平滑，使得信号判决更加准确。解码器则完成信号的解码功能。光电探测器和前置放大器这两个部分结合在一起统称为光接收机前端。
在现有的点对点可见光通信系统中，为了能够正确通信，光电探测器需严格对准光源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可见光收发方法及系统，以解决现有技术所存在的在点对点可见光通信系统中，光电探测器若不严格地对准光源，则不能进行正确通信的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种可见光收发方法，包括：
在可见光系统发送端，获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁；
在可见光系统接收端，终端通过CMOS摄像头的卷帘门效应以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，并对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息。
进一步地，在获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁之前，所述方法还包括：
通过处理器接收原始的用户输入信息；
对接收到的用户输入信息进行二进制转换得到比特序列；
对得到的比特序列进行基带调制和曼彻斯特编码；
记录每一段曼彻斯特码在整个用户输入信息中的位置并对得到的位置信息进行曼彻斯特编码；
将曼彻斯特编码后得到的位置信息码组和用户输入信息码组放入到预先确定的帧结构中并循环发送至所述可见光系统发送端，作为所述可见光系统发送端的输入信号。
进一步地，所述方法还包括：
在所述处理器的输出端和电源端之间接有上拉电阻。
进一步地，在可见光系统发送端接收到输入信号后，所述方法还包括：
对接收到的输入信号进行降噪滤波处理和信号放大处理，由放大处理后的输入信号控制LED灯珠闪烁。
进一步地，所述对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息包括：
利用滑动窗口确定帧头，截取2个帧头之间的图像信息；
以列为单位，对截取下来的图像进行平均值计算，得到行向量，其中，行向量中每一个值代表相应列的平均亮度值；
将行向量中的值作为数据点进行曲线拟合，拟合出来的曲线作为判决门限对数据点进行二值化；
对二值化结果进行处理，得到包含位置信息和用户输入信息的曼彻斯特编码码组；
对得到的曼彻斯特编码码组进行解码，按照解码得到的位置信息在数组中相应的位置存放用户输入信息，完成一张图片的解码操作；
所有图片完成解码操作后，根据接收端图像中携带的序号信息，对解码得到的用户输入信息进行排序，还原出完整的用户输入信息。
进一步地，在利用滑动窗口确定帧头，截取2个帧头之间的图像信息之前，所述方法还包括：
对捕捉到的图像进行灰度转换、直方图均衡处理。
本发明实施例还提供一种可见光收发系统，包括：驱动模块、LED灯珠和终端；其中，所述终端包括：CMOS摄像头；
所述驱动模块，用于在可见光系统发送端，获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁；
所述终端，用于在可见光系统接收端，通过CMOS摄像头的卷帘门效应以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，并对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息。
进一步地，所述系统还包括：处理器；
所述处理器，用于接收原始的用户输入信息；对接收到的用户输入信息进行二进制转换得到比特序列；对得到的比特序列进行基带调制和曼彻斯特编码；记录每一段曼彻斯特码在整个用户输入信息中的位置并对得到的位置信息进行曼彻斯特编码；将曼彻斯特编码后得到的位置信息码组和用户输入信息码组放入到预先确定的帧结构中并循环发送至所述可见光系统发送端，作为所述可见光系统发送端的输入信号。
进一步地，在所述处理器的输出端和电源端之间接有上拉电阻。
进一步地，所述终端，具体用于利用滑动窗口确定帧头，截取2个帧头之间的图像信息；以列为单位，对截取下来的图像进行平均值计算，得到行向量，其中，行向量中每一个值代表相应列的平均亮度值；将行向量中的值作为数据点进行曲线拟合，拟合出来的曲线作为判决门限对数据点进行二值化；对二值化结果进行处理，得到包含位置信息和用户输入信息的曼彻斯特编码码组；对得到的曼彻斯特编码码组进行解码，按照解码得到的位置信息在数组中相应的位置存放用户输入信息，完成一张图片的解码操作；所有图片完成解码操作后，根据接收端图像中携带的序号信息，对解码得到的用户输入信息进行排序，还原出完整的用户输入信息。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，在可见光系统发送端，获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁；在可见光系统接收端，终端通过CMOS摄像头的卷帘门效应以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，并对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息。这样，利用LED灯珠快速亮灭闪烁的发光原理，以及CMOS摄像头的卷帘门效应，使得LED可见光通信系统能够在无需严格对准光源的情况下进行正确的通信，且能够保证LED可见光通信系统的传输质量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的可见光收发方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的可见光收发方法的详细流程示意图；
图3(a)为本发明实施例提供的无上拉电阻时，LED灯珠的亮度效果示意图；
图3(b)为本发明实施例提供的有上拉电阻时，LED灯珠的亮度效果示意图；
图4为本发明实施例提供的CMOS摄像头捕捉到的图像示意图；
图5(a)为本发明实施例提供的直方图均衡前图像示意图；
图5(b)为本发明实施例提供的直方图均衡后图像示意图；
图6为本发明实施例提供的接收端完成解码的效果示意图；
图7为本发明实施例提供的可见光收发系统的结构示意图。
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。
本发明针对现有的在点对点可见光通信系统中，光电探测器若不严格地对准光源，则不能进行正确通信的问题，提供一种可见光收发方法及系统。
如图1所示，本发明实施例提供的可见光收发方法，包括：
S101，在可见光系统发送端，获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁；
S102，在可见光系统接收端，终端通过互补性氧化金属半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)摄像头的卷帘门效应以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，并对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息。
本发明实施例所述的可见光收发方法，在可见光系统发送端，获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁；在可见光系统接收端，终端通过CMOS摄像头的卷帘门效应以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，并对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息。这样，利用LED灯珠快速亮灭闪烁的发光原理，以及CMOS摄像头的卷帘门效应，使得LED可见光通信系统能够在无需严格对准光源(指的是：LED灯珠)的情况下进行正确的通信，且能够保证LED可见光通信系统的传输质量。
本实施例中，在可见光系统发送端，根据获取的用户输入信息，通过驱动模块控制LED灯珠闪烁；所述驱动模块作为发送端电路主要部分，目的在于给LED灯珠提供稳定的驱动电流。所述驱动模块主要由74LS04器件以及三极管、滤波电容等一些列周边电路构成。
本实施例中，74LS04器件作为高速CMOS器件，他的引脚与低功耗TTL系列兼容，是含有6个非门的施密特触发反相器，可以将变化的用户输入信息变换成稳定、清晰的输出信号，因此，可用74LS04器件来驱动LED灯珠发光。
本实施例中，由于互补型金属氧化物半导体CMOS结构相对简单，与现有的大规模集成电路生产工艺相同，所以生产成本比较低。按照其工作原理来说，CMOS的电荷信号是以点为单位的，更为敏感、省电，而且速度也更快。
本实施例中，卷帘门效应是卷帘快门相机特有的现象。卷帘快门通过控制芯片控制通断电控制传感器进行逐行曝光，直至所有像素点都被曝光。整个过程用时很短，一般为1/48至1/60秒。当拍摄物体处于快速运动状态时，拍摄结果可能会出现“倾斜”、“摇摆不定”或者“部分曝光”等情况。这种现象就是“果冻效应”，也称为卷帘门效应。本发明正是利用卷帘快门的这种特性捕捉明暗相间的可见光信号。
本实施例中，所述终端可以是智能手机，也可以是包含CMOS摄像头的其他设备，例如，笔记本电脑、平板电脑。以智能手机为例，接收端智能手机通过CMOS摄像头的卷帘门效应，以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，随后通过智能手机自带的处理器对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，恢复出原始的用户输入信息。
如图2所示，在前述可见光收发方法的具体实施方式中，进一步地，在获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁之前，所述方法还包括：
通过处理器接收原始的用户输入信息；
对接收到的用户输入信息进行二进制转换得到比特序列；
对得到的比特序列进行基带调制和曼彻斯特编码；
记录每一段曼彻斯特码在整个用户输入信息中的位置并对得到的位置信息进行曼彻斯特编码；
将曼彻斯特编码后得到的位置信息码组和用户输入信息码组放入到预先确定的帧结构中并循环发送至所述可见光系统发送端，作为所述可见光系统发送端的输入信号。
本实施例中，所述处理器可以为单片机，使用keli C51进行单片机开发，单片机的晶振频率为12MHz；所述单片机可以利用STC89C52芯片作为核心芯片，所述STC89C52芯片为一种低功耗，高性能的微控制器，具有8K字节系统Flash可编程存储器。本实施例中，可以在电脑终端对所述单片机进行编程，主要实现将接收到的原始的用户输入信息进行二进制转换、基带调制和曼彻斯特编码；记录每一段曼彻斯特码在整个用户输入信息中的位置并对得到的位置信息进行曼彻斯特编码；将曼彻斯特编码后得到的位置信息码组和用户输入信息码组放入到预先确定的帧结构中并循环发送至所述可见光系统发送端，作为所述可见光系统发送端的输入信号。具体的：
对接收到的用户输入信息进行八位ASCII码的转换和基带调制，然后存入到特定的数组中，即对接收到的用户输入信息进行01映射，实现二进制调制；由于二进制化后的八个比特位有可能会出现长连1或者长连0，使接收端对帧结构的判断出现模糊，所以还必须对其进行曼彻斯特编码，控制其码型；同理，还需将每一段曼彻斯特码在整个用户输入信息中的位置进行记录与编码；将曼彻斯特编码后得到的位置信息码组和用户输入信息码组放入到预先确定的帧结构中，为接下来的循环发送提供编程上的便利并缩短运行时间，也便于后续接收端正确接收。
本实施例中，曼彻斯特编码的编码机制将数据位1转换为10，将0转换为01，这样一来，一段二进制序列中最多只会出现两个相同数据连在一起的情况，解决了长连1(0)的问题。
本实施例中，在循环发送过程中，固定每一帧的长度与结构。通过多次实验，发现将帧头设置为3个连续的数据“1”，帧尾设置为一个数据位的“0”的帧结构效率最高。故最后循环发送时输出的信息如表1所示，表1中MCSN为曼彻斯特编码后的位置信息序列，MCUM为曼彻斯特编码后的用户输入信息序列。
表1循环发送输出帧结构
1 1 1 MCSN MCUM 0
本实施例中，将输出的帧数据作为可见光系统发送端的输入信号加载到发射电路板上。
在前述可见光收发方法的具体实施方式中，进一步地，所述方法还包括：在所述处理器的输出端和电源端之间接有上拉电阻。
本实施例中，在实验中遇到了发送端灯泡亮度不足的问题，导致接收端无法捕获到明显的亮度变化信息。这是由于单片机的带载能力不强，输入到发送端电路板的信号过于微弱，即使通过发射电路板上的两级放大也不能达到控制LED亮度明显变化的效果。因此，需要在单片机的输出端和电源端之间接上上拉电阻将输出端口钳位在高电平，从而抬高单片机输出高电平时的输出电压，以提升单片机的带载能力，使LED灯珠能够发出更强的光信号。
本实施例中，根据相应引脚的工作电压，与供电电压之间的差值以及器件的通讯速度，最终决定用4.7k的上拉电阻来增大单片机的输出信号。加入上拉电阻前后的效果图如图3(a)、(b)所示，如图3(a)、(b)可以看到，加入上拉电阻后，LED的亮度明显提高，达到了接收端可以正常接收的亮度水平。
在前述可见光收发方法的具体实施方式中，进一步地，在可见光系统发送端接收到输入信号后，所述方法还包括：
对接收到的输入信号进行降噪滤波处理和信号放大处理，由放大处理后的输入信号控制LED灯珠闪烁。
本实施例中，接收到的输入信号在发送端，可以通过滤波电容进行降噪滤波处理，还可以通过两级串联的三极管进行电流放大，保证电流的幅度范围，从而确保了加载到LED上的电压在一个合理的范围之内。
本实施例中，所述输入信号在两级放大并且滤波后加载到LED灯珠上，控制LED灯珠发光，LED灯珠发光时，输入信号为二进制“1”，LED灯珠熄灭是，输入信号为二进制“0”，并且以极高的频率在两个状态之间进行交替。
本实施例中，三极管通过简单的电阻分压式设置合适的静态工作点，并且每级三极管前后都加上了滤波电容滤除噪声信号。
如图2所示，在前述可见光收发方法的具体实施方式中，进一步地，所述对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息包括：
利用滑动窗口确定帧头，截取2个帧头之间的图像信息；
以列为单位，对截取下来的图像进行平均值计算，得到行向量，其中，行向量中每一个值代表相应列的平均亮度值；
将行向量中的值作为数据点进行曲线拟合，拟合出来的曲线作为判决门限对数据点进行二值化；
对二值化结果进行处理，得到包含位置信息和用户输入信息的曼彻斯特编码码组；
对得到的曼彻斯特编码码组进行解码，按照解码得到的位置信息在数组中相应的位置存放用户输入信息，完成一张图片的解码操作；
所有图片完成解码操作后，根据接收端图像中携带的序号信息，对解码得到的用户输入信息进行排序，还原出处理器接收到的完整的原始的用户输入信息。
在前述可见光收发方法的具体实施方式中，进一步地，在利用滑动窗口确定帧头，截取2个帧头之间的图像信息之前，所述方法还包括：
对捕捉到的图像进行灰度转换、直方图均衡处理。
本实施例中，接收端采用智能手机上的CMOS摄像头作为信息采集工具，通过自编程序打开手机摄像头并设置好拍摄模式，开始连拍获取图像信息，其优势在于只要能够捕捉到明暗相间的信号，无需严格对准光源即可开始信息接收。
本实施例中，由于CMOS摄像头的卷帘门效应，捕捉到的图像信息如图4所示。一张包含不均匀亮灭条纹的图像，以最窄的条纹宽度k为一个单位，亮条纹为一个比特位“1”，暗条纹为一个比特位“0”。解码任务就是将图像中的数据比特信息还原并由二进制序列转换为原始的输入端用户输入信息。因为在本实施例中感兴趣的只是亮度信息，所以对捕捉到的图像先进行灰度转换，去除可能对实验结果产生影响的其他因素，使其成为仅仅包含亮度信息的灰度图像。另：由于发送端与接收端没有严格对准，不确定亮度信息的损失程度，所以需要在对亮灭条纹进行判断处理之前，先进行一次直方图均衡操作。直方图均衡的思想就是将整幅图片的亮度信息进行重新分配，提高图片的对比度。具体操作方法为：
先对图像现有的亮度值做概率密度统计p(x)，再通过相应的概率密度分布函数P(x)按照一定的尺度标准，将所有像素点的亮度值在0～255之间进行重新分配。均衡前与均衡后的图像信息如图5(a)、(b)所示。均衡后的图像可以看到明显的明暗条纹间隔，可以用于后续拟合判决并且还原数据。
本实施例中，在对捕捉到的图像进行灰度转换、直方图均衡处理之后，逐张提取图像进行解码，根据图像中携带的序号信息，对解码得到的用户输入信息进行排序，最终还原出完整的发送端所发的原始用户输入信息。具体的：
本实施例中，需要确定一个滑动窗口函数，从左到右在图像上滑动，宽度设置为三个最窄条纹宽度3k，如若检测到3个连1，则记录下一个标志。为提高检测效率与运行速度，滑动窗口将跳过中间的数据位，体现在程序中就是将检测的当前位置序号加上一个较大的整数。这个整数为跳过的像素列，其值根据相应的数据传输速率和摄像头的快门速度决定。当检测到第二个3连“1”时记下第二个标志位，截取两个标志位之间的有用信息，并停止滑动窗口检测。通过采取先判断帧头再截取信息的方式可以减少滑动窗口的检测时间，只要判断出一个帧结构，其余的未检测部分即可舍弃。而且随着实验的进行，研究人还发现这种滑动判决机制能够减少完全解码信息所需的图片数量。
在智能手机中开启线程进行下列操作。以列为单位，对截取下来的部分图像进行平均值计算，得到一个行向量，其中，行向量中每一个值代表该列的平均亮度值。将这些平均值作为数据点进行曲线拟合，拟合出来的曲线作为判决门限对数据点进行二值化，得到一个只包含“1”和“0”的行向量。同样以最窄条纹宽度k为一个单位，随机取5个点，若是5个点里有3个或者以上的值大于1，则判断该条纹为亮条纹，代表了一个比特“1”，反之代表比特“0”。按照这个方法进行逐一判断之后得到包含位置信息和用户输入信息的曼彻斯特编码码组。编写程序进行简单解码后，按照解码得到的位置信息在数组中相应的位置存放用户输入信息即完成了对一张图片的整个解码操作。
按照这一流程对所有图片进行解码处理直至用户数据信息全部被还原即可，得到的解密结果如图6所示。
实施例二
本发明还提供一种可见光收发系统的具体实施方式，由于本发明提供的可见光收发系统与前述可见光收发方法的具体实施方式相对应，该可见光收发系统可以通过执行上述方法具体实施方式中的流程步骤来实现本发明的目的，因此上述可见光收发方法具体实施方式中的解释说明，也适用于本发明提供的可见光收发系统的具体实施方式，在本发明以下的具体实施方式中将不再赘述。
如图7所示，本发明实施例还提供一种可见光收发系统，包括：驱动模块11、LED灯珠12和终端13；其中，所述终端13包括：CMOS摄像头131；
所述驱动模块11，用于在可见光系统发送端，获取用户输入信息以控制LED灯珠12闪烁；
所述终端13，用于在可见光系统接收端，通过CMOS摄像头131的卷帘门效应以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，并对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息。
本发明实施例所述的可见光收发系统，在可见光系统发送端，获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁；在可见光系统接收端，终端通过CMOS摄像头的卷帘门效应以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，并对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息。这样，利用LED灯珠快速亮灭闪烁的发光原理，以及CMOS摄像头的卷帘门效应，使得LED可见光通信系统能够在无需严格对准光源的情况下进行正确的通信，且能够保证LED可见光通信系统的传输质量。
在前述可见光收发系统的具体实施方式中，进一步地，所述系统还包括：处理器；
所述处理器，用于接收原始的用户输入信息；对接收到的用户输入信息进行二进制转换得到比特序列；对得到的比特序列进行基带调制和曼彻斯特编码；记录每一段曼彻斯特码在整个用户输入信息中的位置并对得到的位置信息进行曼彻斯特编码；将曼彻斯特编码后得到的位置信息码组和用户输入信息码组放入到预先确定的帧结构中并循环发送至所述可见光系统发送端，作为所述可见光系统发送端的输入信号。
在前述可见光收发系统的具体实施方式中，进一步地，在所述处理器的输出端和电源端之间接有上拉电阻。
在前述可见光收发系统的具体实施方式中，进一步地，所述终端，具体用于利用滑动窗口确定帧头，截取2个帧头之间的图像信息；以列为单位，对截取下来的图像进行平均值计算，得到行向量，其中，行向量中每一个值代表相应列的平均亮度值；将行向量中的值作为数据点进行曲线拟合，拟合出来的曲线作为判决门限对数据点进行二值化；对二值化结果进行处理，得到包含位置信息和用户输入信息的曼彻斯特编码码组；对得到的曼彻斯特编码码组进行解码，按照解码得到的位置信息在数组中相应的位置存放用户输入信息，完成一张图片的解码操作；所有图片完成解码操作后，根据接收端图像中携带的序号信息，对解码得到的用户输入信息进行排序，还原出完整的用户输入信息。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可见光收发方法，其特征在于，包括：
在可见光系统发送端，获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁；
在可见光系统接收端，终端通过CMOS摄像头的卷帘门效应以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，并对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息。
2.根据权利要求1所述的可见光收发方法，其特征在于，在获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁之前，所述方法还包括：
通过处理器接收原始的用户输入信息；
对接收到的用户输入信息进行二进制转换得到比特序列；
对得到的比特序列进行基带调制和曼彻斯特编码；
记录每一段曼彻斯特码在整个用户输入信息中的位置并对得到的位置信息进行曼彻斯特编码；
将曼彻斯特编码后得到的位置信息码组和用户输入信息码组放入到预先确定的帧结构中并循环发送至所述可见光系统发送端，作为所述可见光系统发送端的输入信号。
3.根据权利要求2所述的可见光收发方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述处理器的输出端和电源端之间接有上拉电阻。
4.根据权利要求2所述的可见光收发方法，其特征在于，在可见光系统发送端接收到输入信号后，所述方法还包括：
对接收到的输入信号进行降噪滤波处理和信号放大处理，由放大处理后的输入信号控制LED灯珠闪烁。
5.根据权利要求2所述的可见光收发方法，其特征在于，所述对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息包括：
利用滑动窗口确定帧头，截取2个帧头之间的图像信息；
以列为单位，对截取下来的图像进行平均值计算，得到行向量，其中，行向量中每一个值代表相应列的平均亮度值；
将行向量中的值作为数据点进行曲线拟合，拟合出来的曲线作为判决门限对数据点进行二值化；
对二值化结果进行处理，得到包含位置信息和用户输入信息的曼彻斯特编码码组；
对得到的曼彻斯特编码码组进行解码，按照解码得到的位置信息在数组中相应的位置存放用户输入信息，完成一张图片的解码操作；
所有图片完成解码操作后，根据接收端图像中携带的序号信息，对解码得到的用户输入信息进行排序，还原出完整的用户输入信息。
6.根据权利要求5所述的可见光收发方法，其特征在于，在利用滑动窗口确定帧头，截取2个帧头之间的图像信息之前，所述方法还包括：
对捕捉到的图像进行灰度转换、直方图均衡处理。
7.一种可见光收发系统，其特征在于，包括：驱动模块、LED灯珠和终端；其中，所述终端包括：CMOS摄像头；
所述驱动模块，用于在可见光系统发送端，获取用户输入信息以控制LED灯珠闪烁；
所述终端，用于在可见光系统接收端，通过CMOS摄像头的卷帘门效应以逐行曝光的方式捕捉明暗相间的可见光信号，并对捕捉到的图像中的可见光信号进行处理，还原出完整的用户输入信息。
8.根据权利要求7所述的可见光收发系统，其特征在于，所述系统还包括：处理器；
所述处理器，用于接收原始的用户输入信息；对接收到的用户输入信息进行二进制转换得到比特序列；对得到的比特序列进行基带调制和曼彻斯特编码；记录每一段曼彻斯特码在整个用户输入信息中的位置并对得到的位置信息进行曼彻斯特编码；将曼彻斯特编码后得到的位置信息码组和用户输入信息码组放入到预先确定的帧结构中并循环发送至所述可见光系统发送端，作为所述可见光系统发送端的输入信号。
9.根据权利要求8所述的可见光收发系统，其特征在于，在所述处理器的输出端和电源端之间接有上拉电阻。
10.根据权利要求8所述的可见光收发系统，其特征在于，所述终端，具体用于利用滑动窗口确定帧头，截取2个帧头之间的图像信息；以列为单位，对截取下来的图像进行平均值计算，得到行向量，其中，行向量中每一个值代表相应列的平均亮度值；将行向量中的值作为数据点进行曲线拟合，拟合出来的曲线作为判决门限对数据点进行二值化；对二值化结果进行处理，得到包含位置信息和用户输入信息的曼彻斯特编码码组；对得到的曼彻斯特编码码组进行解码，按照解码得到的位置信息在数组中相应的位置存放用户输入信息，完成一张图片的解码操作；所有图片完成解码操作后，根据接收端图像中携带的序号信息，对解码得到的用户输入信息进行排序，还原出完整的用户输入信息。
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