CN109889267A - 基于光通信的编码信息的发送方法、光标签和扫码设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光通信的编码信息的发送方法、光标签和扫码设备，方法包括：发光源采用串行方式按周期在一个周期内发出包括包含编码信息的动态光码；其中，所述动态光码中光信号为调制了所述编码信息的信号；扫码设备通过扫描发光源，获取所述动态光码中调制的编码信息。具体地，作为二维码使用时，发光源可周期性的循环发送所述动态光码，扫码设备用来从发光源中获取所述动态光码中包含的信息。本发明的动态光码不同于二维码的平面图形方式，本发明是一种串行发送的动态光码，具有不限容量、传输距离远、共享性强、无电磁污染、难以复制篡改、安全性强等特点，是一种全新的信息存储、传递和识别技术。

Description

基于光通信的编码信息的发送方法、光标签和扫码设备

技术领域

本发明涉及一种信号编码技术领域，尤其涉及一种基于光通信的编码信息的发送方法、光标签和扫码设备。

背景技术

当前，业内常使用的二维码是用某种特定的几何图形，按一定的规律在平面上分布成黑白相间的图形记录数据符号信息的，它利用“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备，按照码制规则自动识别二维码所包含的信息。也就是说，现有的二维码均是并行呈现的图形。

二维码技术目前已广泛应用于信息获取、网站跳转、广告推送、手机电商、防伪溯源、优惠促销、会员管理、手机支付等应用场合。

二维码技术的出现大大提升了用户体验，同时二维码也有一些难以克服的缺陷：

第一、二维码采用图像扫描的方式获取信息，用户必须将手机近距离正对二维码进行扫描，使得多个人不能同时扫描同一个二维码来获取信息，降低了二维码的共享性；

第二、二维码传输的信息量与其码制和图形面积及图形分辨率有关，其信息容量受到限制；

第三、二维码作为平面图像编码，黑暗中无法使用，且必须置于明显位置引导用户发现，降低了二维码使用范围；

第四、纸质二维码容易被破坏、篡改影响二维码的使用，同时到处张贴的二维码也是对公共环境的污染；二维码可以复制克隆，容易盗用，引发安全问题。

上述的各种问题从一定程度上影响了二维码的用户体验。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于光通信的编码信息的发送方法、光标签和扫码设备。

第一方面，本发明提供一种基于光通信的编码信息的发送方法，包括：

发光源采用串行方式在一个周期内发出包括编码信息的动态光码；其中，所述动态光码中光信号为对所述编码信息进行调制后的信号。

或者，可以理解为：发光源采用串行方式按周期发出包含编码信息的动态光码，其中，动态光码中光信号为调制了编码信息的信号。

可选地，所述方法还包括：

所述发光源周期性的循环发送所述动态光码。

可选地，所述动态光码中的编码信息包括：

至少一帧信息；

每一帧信息包括：帧头、帧长、数据节、纠错码、校验码和帧尾；

所述帧头和帧尾的波形与所述帧信息中其他信息的波形不同；

所述帧长用于表示当前帧的数据节的数量；

每一数据节包括：

节头、数据位、纠错位、检验位及节尾；

所述节头和节尾的波形与所述数据节中其他信息的波形不同；

所述节长表示当前数据节的数据位的数量。

可选地，所述动态光码为可见光信号。

第二方面，本发明还提供一种光标签结构，包括：

编码信息获取组件、编码信息调制组件、发光组件；

所述编码信息获取组件用于获取待发送的编码信息；

所述编码信息调制组件用于将待发送的编码信息调制为光信号；

所述发光组件用于将所述光信号发出；

其中，所述编码信息获取组件、编码信息调制组件、发光组件依次连接，并执行前述任一所述的编码信息的发送方法。

可选地，所述编码信息获取组件包括：依次连接的输入模块、存储模块和编码模块；

所述输入模块用于接收需要传输的信息；

所述存储模块用于将需要传输的信息进行存储；

所述编码模块用于读取所述存储模块中存储的信息，并进行编码，得到编码信息；

和/或，

所述编码调制组件包括：

调制器，用于将所述编码信息进行调制，形成调制光信号；

所述发光组件包括：驱动电路和发光设备；所述驱动电路驱动所述发光设备以串行方式发出所述动态光码。

第三方面，本发明提供一种基于光标签结构的扫码设备，包括：

光电转换模块，用于接收光标签结构发出的动态光码，并将接收的动态光码的光信号转换成电信号；

编码信息解调模块，用于将所述电信号解调，得到编码信息。

可选地，编码信息解码模块，用于将所述编码信息进行解码，得到所述动态光码中传输的信息；

其中，所述编码信息解调模块的解码规则与所述编码信息的编码规则关联。

可选地，所述扫码设备还包括：

输出模块，用于对所述编码信息解码模块得到的传输信息进行输出。

第四方面，本发明还提供一种设备，包括：

上述任一所述的光标签；和/或，上述任一所述的扫码设备。

可选地，所述设备为手机、电气设备或照明灯具。

第五方面，本发明还提供一种编码信息的获取方法，包括：

通过上述任一所述的扫码设备扫描发光源，获取所述动态光码中调制的编码信息。

按照所述编码信息的编码规则对获取的编码信息进行解码。

本发明具有的有益效果如下：

本发明的编码信息以串行方式的动态光码发送，避免现有技术中二维码的安全问题，同时可以多人接收，且不受环境白天黑夜限制。

进一步地，本发明的动态光码并不是限定为图形的二维码，其信息容量可不受限制，信息获取距离也不受限制，扩大使用范围。

相较与WiFi等信息获取方式，光码以可见光为载体传递信息更加绿色环保，无电磁辐射，成本低。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一实施例提供的包括光标签和扫光模块的设备的示意图；

图2为本发明一实施例提供的编码信息的格式示意图；

图3为本发明一实施例提供的手机的示意图；

图4为本发明一实施例提供的光标签的应用场景图；

图5为本发明一实施例提供的扫光模块的应用场景图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

在以下的描述中，将描述本发明的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本发明。在其它情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。

需要说明的是，本发明实施例中的编码信息可以广义的理解，例如可以是数字信息，也可以是文字信息，还可以是二维码信息等，本实施例不对其限定，根据实际需要配置和调整。

实施例一

本发明提供一种编码信息的发送方法，该方法可包括：

发光源采用串行方式在一个周期内发出包括编码信息的动态光码。

本实施例中，动态光码中光信号为对编码信息进行调制后的信号。

在具体实现过程中，上述方法可预先获取待发送的信息，将待发送的信息按照编码规则进行编码，得到编码信息，进而控制发光源发出包括编码信息的动态光码。其结构可如图1中的光标签1所示。

应说明的是，本实施例中串行发送的动态光码，具有不限容量、传输距离远、共享性强、无电磁污染、难以复制篡改、安全性强等特点，是一种全新的信息存储、传递和识别技术。

当上述的动态光码替换当前的图形的二维码使用时，此时，发光源可周期性的循环发送动态光码。

此时，本实施例的动态光码可不同于二维码的平面图形方式，其不受环境光的限制，且具有很好的安全性，难以复制。

为较好的理解本发明实施例中动态光码，特别说明，本实施例的动态光码是以串行方式发送，即可以使用一个发光源在一个周期内发送信息，此时通过控制发光源的发光亮度变换与编码信息的调制信号形成对应关系。本实施例与现有技术中的将各种光源按照预设规则排列发出光信号区别在于，本实施例中以串行方式发送，且每个信息是按照编码信息的编码规则预先排列的。现有技术中将各个光源按照二维码方式排列，只能是并行发送，且每个发光源只能发送一个信号，无法变换，成本高。

进一步地，本实施例动态光码中的编码信息包括：

至少一帧信息；

每一帧信息包括：帧头、帧长、数据节、纠错码、校验码和帧尾；

所述帧头和帧尾的波形与所述帧信息中其他信息的波形不同；

所述帧长用于表示当前帧的数据节的数量；

每一数据节包括：

节头、数据位、纠错位、检验位及节尾；

所述节头和节尾的波形与所述数据节中其他信息的波形不同；

所述节长表示当前数据节的数据位的数量。

为更好的理解本申请的编码信息，如图2所示，举例说明如下：

待发送的全部信息按帧进行周期循环传输，即0帧、1帧……i帧传输的为图1中存储器3当前存储的信息；

每帧信息包括帧头、帧长n、数据节、纠错码、校验码及帧尾几个部分。每一帧的帧头、帧尾波形不同于该帧中其他信息的数据波形，通过这样的设计可有助于扫光模块2解码时的识别和同步。

帧长、纠错码、校验码波形与数据波形一致，帧长标记本帧数据包括几节；每帧信息中将数据分为n个小节发送；纠错码用来对传输中的数据干扰或数据丢失进行纠错和补偿；校验码用来对一帧数据进行校验。

每节数据包括节头、节长m、数据位、纠错位、校验位及节尾几个部分。每一数据节中节头、节尾波形不同于该数据节中其他信息的数据位波形，此设计有助于扫光模块2解码时的识别和同步。

每一数据节中，节长、纠错位、校验位波形与数据位波形一致，节长标记本数据节数据包括几位；每节信息中将按照数据位数发送；纠错位用来对传输中的数据干扰或数据位丢失进行纠错和补偿；校验位用来对一节数据进行校验。n和m为大于1的自然数。

特别说明的是，本实施例中的动态光码可为可见光信号，也可为其他光信息，如红外光信号或紫外光信号，本实施例均不对其限定，根据实际需要调整。

上述编码信息以串行方式的动态光码发送，避免现有技术中二维码的安全问题，同时可以多人接收，且不受环境白天黑夜限制。

进一步地，信息容量可不受限制，信息获取距离也不受限制，扩大使用范围。相较与WiFi等信息获取方式，光码以可见光为载体传递信息更加绿色环保，无电磁辐射，成本低。

实施例二

本发明还提供一种应用上述方法的光标签结构，该光标签结构可包括：

编码信息获取组件、编码信息调制组件、发光组件；

所述编码信息获取组件用于获取待发送的编码信息；

所述编码信息调制组件用于将待发送的编码信息调制为光信号；

所述发光组件用于将所述光信号发出；

其中，编码信息获取组件、编码信息调制组件、发光组件依次连接，并执行上述实施例一所述的编码信息的发送方法。

举例来说，编码信息获取组件包括：依次连接的输入模块、存储模块和编码模块；输入模块用于接收需要传输的信息；存储模块用于将需要传输的信息进行存储；编码模块用于读取所述存储模块中存储的信息，并进行编码，得到编码信息。

编码调制组件包括：调制器，用于将所述编码信息进行调制，形成调制光信号；发光组件包括：驱动电路和发光设备；所述驱动电路驱动所述发光设备以串行方式发出所述动态光码。

结合图1说明如下：图1中的光标签1(在附图中光标签1即为光标签结构，本实施例在附图中采用光标签表示)可包括：输入模块8、电源电路9、存储器3、编码器4、调制器5和驱动电路6、灯具7。

本实施例的电源电路9与应用光标签1的设备的供电线路连接，为光标签1的各个模块(如输入模块8、存储器3、编码器4、调制器5和驱动电路6、灯具7等)提供供电电源；

上述输入模块8可以有线或无线方式接收需要传输的信息，并将信息存入存储器3；

编码器4读取存储器3中存储的信息，并对信息进行编码。图2给出了编码器4对信息进行编码的编码规则：

全部信息按帧进行周期循环传输，即0帧、1帧……i帧传输的为存储器3当前存储的信息。

编码器4将编码后的编码信息按帧循环发送至调制器5，调制器5将编码信息调制为光能量控制信号即光信号，对驱动电路6进行控制，驱动电路6在调制器5的控制下，为灯具7提供发光能量，灯具7的发光亮度变换与编码信息的调制信号形成对应关系。

本申请中将灯具7发出的包含调制编码信息的光线称之为动态光码。

特别说明的是，上述的输入模块8和灯具7均为广义理解，并不限定为狭义概念的输入模块和灯具。例如，输入模块可理解为USB的接口，键盘输入设备、触摸屏输入设备、语音输入设备、wifi/蓝牙/红外等输入设备。灯具可理解为任何能够发光的设备均可，不限定为LED灯，可优选使用LED灯。即本实施例中不限定光标签1的输入模块8的输入方式。

本发明的光标签可将需要传送的信息进行数字编码，采用灯光调制技术，将数字编码动态调制在灯光中，用光的明暗变化对应相应的数字编码，通过光电接收及数字解码，按照码制自动解算识别出数字编码所包含的信息。上述光信号发送方式可不限定使用环境，且不限定信息的多少，无污染，传输距离长，还可以替代现有技术的二维码，由此可较好的推广使用。

本实施例的光标签可应用在任何场景中，如集成在照明灯具中(室内照明灯、展台等、投影灯、车灯、警灯、红绿灯、广告等等)，如图4(b)所示。在这些场合，在照明的同时可发送携带信息的动态光码。

此外，图4(a)为光标签1的典型应用设备，光标签1集成在仪器仪表、家用电器等电气设备中，光标签1的灯具7采用设备的电源指示灯、状态指示灯、数码管等发光部件，电源电路9连接设备电源。集成光标签1的设备电源指示灯、状态指示灯、数码管等发光部件就可以发送包含设备生产、履历、监控等信息的动态光码。

进一步地，上述光标签1还可集成在手机等智能设备(如图3(a)所示)中或者可穿戴的便携式设备中。

实施例三

本发明还提供一种对应于上述光标签的扫码设备(在附图中为扫码模块2)，该扫码设备可包括：光电转换模块、编码信息解调模块、编码信息解码模块；

其中，光电转换模块用于接收所述动态光码，并将接收的动态光码转换成电信号；

编码信息解调模块用于将所述电信号解调，得到编码信息；

编码信息解码模块用于将所述编码信息进行解码，得到所述动态光码中传输的信息；

其中，所述编码信息解调模块的解码规则与所述编码信息的编码规则关联。

进一步地，上述的扫码设备还可包括：输出模块，用于对所述编码信息解码模块得到的传输信息进行输出。

结合图1所示，图1右侧的扫光模块2即理解为上述的扫码设备，其包括光电转换模块10、解调器11、解码器12、缓存器13、输出模块14和供电电路15。

上述供电电路15与应用扫光模块2的设备的供电线路连接，为扫光模块2的各个模块(如光电转换模块10、解调器11、解码器12、缓存器13、输出模块14等)提供供电电源；

光电转换模块10设置有光电类传感器(可包括摄像头、CCD、光电管、光电池等)，将接收的光标签1发出的动态光码进行光电转换，转换成电信号，并通过滤波、选频、放大等电路或算法处理，形成稳定的原始信号，送入其它单元进行处理；本实施例的光电转换模块10可为现有技术中任一光电转换设备，本实施例不对其限定，能够将光信号转换为电信号的设备/模块均可使用。

解调器11用于对光电转换模块10输出的原始信号(即电信号)进行解调，解调出编码信息；

解码器12用于依据前述的编码规则对应的解码规则对电信号中的编码信息进行解码，即解调器11对编码信息进行解码，识别出编码信息包含的光标签1所传输的原始信息(即光标签1传输的信息)，存入缓存器13中。

缓存器13中存储的信息，通过输出模块以无线或有线方式连接应用扫光模块2的设备，进行信息的应用。

需要说明的是，本实施例并不限制扫光模块2中输出模块14的输出方式，其输出方式包括：有线、无线、视频播放、音频播放、文字显示等。该扫光模块的输出模块14可广义理解，任何能够输入信息的均可称为本申请的输出模块。

此外，前述的光电转换模块10设置有光电类传感器(包括但不限于摄像头、CCD、光电管、光电池等)，任何具有对本申请动态光码进行光电转换的功能的模块/设备均可作为光电转换模块。

如图5所示，图5(a)和图5(b)分别示出了扫光模块2的典型应用设备。扫光模块2可以构成专用光码扫描设备，用于对光标签1的读取，获取动态光码信息，光码扫描设备可以直接解读动态光码信息，或将动态光码信息通过输出模块14发送到应用服务平台，获取动态光码信息对应的平台服务；扫光模块2嵌入导览、导购等设备中，在装有动态光码技术的空间，嵌入扫光模块2的导览、导购设备可以直接解读动态光码信息，或将动态光码信息通过输出模块14发送到应用服务平台，获取动态光码信息对应的平台服务，实现扫码、信息推送、信息获取等功能。

本实施例的扫码设备/扫光模块均可识别光标签的信息，不用进行主动扫描，可静态或动态的接收光标签信息即可，由此，可不限定使用环境，传输解析的信息量大，不限制距离，且不限制一个光标签同时对多台扫码设备/扫光模块，可推广使用。

实施例四

本发明还提供一种包括上述光标签和/或扫码设备的设备，该设备可为电子设备或其他设备。在具体实现中，本实施例设备中的光标签、扫码设备可为多个，不限定为一个。

如图3所示，本实施例的设备可为手机，该手机中可包括光标签1和扫光模块2。图3所示为动态光码技术集成于手机中的应用，在这个应用中，光标签1的灯具7采用手机的手电筒或红外头，输入模块8为手机的输入设备(包括：键盘、触摸屏、语音输入设备、WIFI、蓝牙等)，驱动电路6和电源电路9可直接应用手机内部的相关电路模块，存储器、编码器和调制器可为嵌入手机微处理器的软件算法；

扫光模块2的光电转换模块10采用手机的摄像头、光电传感器和测光传感器及相关电路，解调器11、解码器12和缓存器13可为嵌入手机微处理器的软件算法；输出模块14为手机的输出设备(包括：显示屏、喇叭、WIFI、蓝牙等)。集成动态光码技术的手机可以手机间、手机和光标签1间、手机和扫光模块2间实现信息传递和识别。

在本实施例中，基于灯光调制的动态光码技术由光标签1和扫光模块2两部分构成一个信息存储、传递和识别系统。其中光标签1存储信息，通过光线发送动态光码，扫光模块2接收并识别动态光码，基于灯光调制的动态光码技术通过光线实现信息的传递。

在本实施例中，光标签1及扫光模块2为构成动态光码基本功能模块，即可以独立应用，又可以作为设备外设，还可以嵌入、集成于应用设备中。

为更好的理解本申请，特别说明本申请中图1中所示的存储器、编码器、调制器、解调器、解码器和缓存器可通过硬件电路实现也可以通过软件编程实现，本实施例不对其限定，根据实际需要进行设置。

应用场合

动态光码作为一种创新的信息获取方式，具有宽广的市场前景，其弥补了二维码的缺陷。扫光获取信息的便捷性、安全性将会使提升用户的使用体验，光源即是信息源会成为人们的潜意识。

动态光码的出现会从全方位深层次该变人们的生活，他可以应用在所有二维码使用的场景，比如扫光支付、扫光挂号、扫光进站等等。同时，利用灯具存在的广泛性，光码会成为一种定位的新方式，可以用在博物馆导览、商场导购、罪犯追踪定位等等。随着光码技术的更加成熟，其将会脱离“码”的限制，产生基于光码信息获取系统技术更深层次的应用，例如：用户可以通过带有扫光技术的眼镜在特制的动态光场中体会身临其境的电影场景，甚至虚拟乐园等等。

应用场景一：信息获取(获取名片、地图、资料、介绍)；

应用场景二：广告推送(广告牌广告灯推送音、视频广告、通过灯具进行扫光互动)；

应用场景三：旅游\博物馆导览(路灯介绍景点、展灯介绍展品、室内照明区域导览)；

应用场景四：购物导购(通过货架、货柜灯进行商品推介、通过商厦照明实现导购)；

应用场景五：设备管理(通过指示灯获取设备履历、监控设备状态)；

应用场景六：远程扫码(医院扫光挂号、扫光找货取货、多点扫光、扫光进站、扫光寻路)；

应用场景七：扫光支付。

动态光码的应用优势：

1、信息获取新方式：可以远距离接受动态光码即可获取信息，解放了信息获取的距离限制，提供了一种全新的光触发接收信息新方式。

2、宽泛精准相结合：光码每秒传递的信息容量是二维码的近万倍，既可以大面积浏览覆盖，且信息容量不受限制；同时，借助现有资源优势，可以精准地推送到每个发光点。

3、绿色环保无污染：相较与WiFi等信息获取方式，光码以可见光为载体传递信息更加绿色环保，无电磁辐射。

4、安全稳定用途广：不同于二维码，动态光码肉眼不可见，无法复制、篡改及破坏，安全性强。

5、构建容易、成本低。由于光标签不需要外部控制，任何有照明线路的场所，安装光标签，就可以构建动态光码环境，不需要铺设线路和进行线路改造，不需要增加任何其它附加设备，就可以快速搭建起动态光码环境。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，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范围。

Claims (10)

1.一种基于光通信的编码信息的发送方法，其特征在于，包括：

发光源采用串行方式按周期发出包含编码信息的动态光码；其中，所述动态光码中光信号为调制了所述编码信息的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述发光源周期性的循环发送所述动态光码。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述动态光码中的编码信息包括：

至少一帧信息；

每一帧信息包括：帧头、帧长、数据节、纠错码、校验码和帧尾；

所述帧头和帧尾的波形与所述帧信息中其他信息的波形不同；

所述帧长用于表示当前帧的数据节的数量；

每一数据节包括：

节头、数据位、纠错位、检验位及节尾；

所述节头和节尾的波形与所述数据节中其他信息的波形不同；

所述节长表示当前数据节的数据位的数量。

4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述动态光码为可见光信号。

5.一种光标签结构，其特征在于，包括：

编码信息获取组件、编码信息调制组件、发光组件；

所述编码信息获取组件用于获取待发送的编码信息；

所述编码信息调制组件用于将待发送的编码信息调制为光信号；

所述发光组件用于将所述光信号发出；

其中，所述编码信息获取组件、编码信息调制组件、发光组件依次连接，并执行权利要求1至4任一所述的编码信息的发送方法。

6.根据权利要求5所述的光标签结构，其特征在于，

所述编码信息获取组件包括：依次连接的输入模块、存储模块和编码模块；

所述输入模块用于接收需要传输的信息；

所述存储模块用于将需要传输的信息进行存储；

所述编码模块用于读取所述存储模块中存储的信息，并进行编码，得到编码信息；

和/或，

所述编码调制组件包括：

调制器，用于将所述编码信息进行调制，形成调制光信号；

所述发光组件包括：驱动电路和发光设备；所述驱动电路驱动所述发光设备以串行方式发出所述动态光码。

7.一种基于光标签结构的扫码设备，其特征在于，包括：

光电转换模块，用于接收光标签结构发出的动态光码，并将接收的动态光码的光信号转换成电信号；

编码信息解调模块，用于将所述电信号解调，得到编码信息。

8.根据权利要求7所述的扫码设备，其特征在于，还包括：

编码信息解码模块，用于将所述编码信息进行解码，得到所述动态光码中传输的信息；

其中，所述编码信息解调模块的解码规则与所述编码信息的编码规则关联。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述扫码设备还包括：

输出模块，用于对所述编码信息解码模块得到的传输信息进行输出。

10.一种具有光标签结构的设备，其特征在于，包括：

上述权利要求5至6任一所述的光标签；

和/或，

上述权利要求7至9任一所述的扫码设备；

所述具有光标签结构的设备为手机、电气设备或照明灯具。