CN110033070A - 一种二维多帧调制解调系统 - Google Patents

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CN110033070A CN201910318988.9A CN201910318988A CN110033070A CN 110033070 A CN110033070 A CN 110033070A CN 201910318988 A CN201910318988 A CN 201910318988A CN 110033070 A CN110033070 A CN 110033070A
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Abstract

本发明涉及图形编码技术领域，具体公开了一种二维多帧调制解调系统，包括第一控制器、信源、计时器、LED阵列、信宿、第二控制器以及摄像头，所述信源与第一控制器的输入引脚电连接，所述LED阵列与第一控制器的输出引脚电连接，所述第一控制器用于通过信源获取要调制的数据信息，第一控制器用于将信源数据编码多个数据帧构成的帧序列并控制LED阵列顺序逐帧调制数据帧；摄像头与第二控制器的信号输入端电连接，所述摄像头用于扫描调制模块调制的数据帧，第二控制器用于获取摄像头采集的图像数据并对图像进行处理和解析得到数据信息。本发明提供的一种二维多帧调制解调系统，能够电子方式显示图像码的成本，满足用户动态变更图形码的需求。

Description

一种二维多帧调制解调系统
技术领域
本发明涉及图形编码技术领域，具体为一种二维多帧调制解调系统。
背景技术
图形编码是指将一定容量的信息按设定的规则转化为图形排列，即信息图形化。目前应用最为广泛的图像编码是条形码和二维码，随着互联网技术的发展，二维码的使用越来越广泛，例如在支付交易钱款、社交软件中添加好友等场合都有重要应用。
有些场景下，用户是有二维码动态变化的需求的，比如需要对不同的人显示不同的二维码，又或者出于安全考虑需要更换二维码等。纸张打印的二维码存在无法动态变更以及夜间使用不方便的问题，为此就只能使用电子显示屏来显示二维码。但是电子显示屏的成本远比一张纸高的多，尤其是二维码承载较多的信息时，需要更高的分辨率的显示屏来进行显示，不利于这种显示方式的推广。
发明内容
本发明意在提供一种二维多帧调制解调系统，能够以低廉的价格实现图形码的电子显示，满足用户动态变更图形码的需求。
为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种二维多帧调制解调系统，包括：
编码模块，所述编码模块将信源的数据信息编码为多个数据帧构成的帧序列，数据帧包括多个数据位；
调制模块，所述调制模块用于接收编码模块生成的数据帧并将数据帧按照预设的时长逐帧进行调制，所述调制模块包括多个调制单元，所述调制单元与数据位对应关系固定，所述调制模块根据数据位控制对应的调制单元的工作状态。
本发明技术方案中，通过编码模块，将待调制的数据编码为多个数据帧构成的帧序列，并由调制模块进行动态的逐帧调制，进而降低了单帧数据量，降低了图形码显示所需的分辨率，进而可以采用如LED阵列、段式液晶屏等价格低廉的产品来进行调制，相比于现在使用液晶屏来显示二维码、条码等，本申请提出的多帧数据调制的方式，可以极大的降低电子图形码的设备成本，有利于以电子显示方式的图形码的推广，并且，虽然采用多帧的方式看似增加了扫描识别的工作量，但是由于单帧数据量更小，且采用如LED阵列等方式来进行调制，调制单元间距可以设置较宽泛，可以有效的提高识别度，增加容错率，降低扫描识别的成本，而二维码则必须要有大量的数据冗余以确保识别度，因此，采用本申请的方案相比现有二维码的识别速度和效率并不会降低。
进一步，所述编码模块包括第一控制器和信源，所述调制模块为LED阵列，所述信源与第一控制器的输入引脚电连接，所述LED阵列与第一控制器的输出引脚电连接，所述第一控制器用于通过信源获取数据信息，所述第一控制器用于根据将信源数据编码为多个数据帧构成的帧序列并控制LED阵列顺序逐帧调制。
进一步，所述第一控制器内置第一计时器，所述第一控制器通过计时器计时实现控制调制阵列按照预设的时长逐帧调制。
进一步，所述调制模块为等间距的3行3列的二维LED阵列。
采用LED阵列作为调制模块，成本非常低，一方面可以方面用户在夜晚展示和使用，另一方面，由于各个调制单元的显示状态切换的速度较快，各个LED灯珠在人眼里保持常开状态，可以为用户提供照明，方便用户夜间工作。
进一步，所述二维LED阵列的各个LED的间距相等。
进一步，所述数据位包括载荷位、校验位和标志位，所述标志位用于存储帧信息，所述载荷位用于存储数据信息或配置信息，所述校验位用于存储数据帧的校验信息；所述调制单元包括标志单元和载荷单元，所述标志单元用于调制标志位，所述载荷单元用于调制载荷位和校验位；所述数据帧包括前导帧和载荷帧，所述编码模块包括前导帧生成模块和载荷帧生成模块，所述帧信息为帧的类型信息，所述前导帧的载荷位存储的是数据帧的调制模式信息。
通过标志位来存储帧信息，方便进行扫描和识别数据帧。在前导帧中存储一些与解调相关的内容，方便进行识别和解析载荷帧。
进一步，还包括解调模块，所述解调模块包括扫描模块、图像处理模块、数据解析模块，所述扫描模块用于对调制模块的调制阵列进行扫描，并生成扫描图像，所述扫描模块的扫描时长小于等于调制时长的二分之一；所述图像处理模块用于对扫描图像进行图像处理；所述数据解析模块用于对处理后的图像进行逐帧解析，得到调制模块调制的数据信息。解调模块通过扫描调制模块的调制阵列，获取每一个数据帧的扫描图像，通过对图像进行处理和识别，即可解析出调制模块所调制的数据信息。
进一步，所述解调模块包括第二控制器，所述扫描模块为摄像头，所述摄像头与第二控制器的信号输入端电连接，所述摄像头用于扫描调制模块调制的数据帧，所述第二控制器用于获取摄像头采集的图像数据并对图像进行处理和解析得到数据信息。
进一步，所述解调模块还包括信宿，所述信宿与第二控制器信号连接，所述第二控制器用于将解析得到的数据信息传递给信宿。
附图说明
图1为本发明一种二维多帧调制解调系统实施例中所使用的硬件系统的逻辑框图；
图2为本发明一种二维多帧调制解调系统实施例的逻辑框图；
图3为本发明一种二维多帧调制解调系统实施例中调制模块的各个调制单元的编号示意图；
图4为本发明一种二维多帧调制解调系统实施例一中普通模式时调制模块显示状态示意图；
图5为本发明一种二维多帧调制解调系统实施例一中差分模式时调制模块显示状态示意图；
图6为本发明一种二维多帧调制解调系统实施例三中调制模块显示状态示意图；
图7为本发明一种二维多帧调制解调系统实施例四中调制模块的数据位编号示意图；
图8为本发明一种二维多帧调制解调系统实施例四中调制模块的显示状态示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
如图1所示，本实施例公开的一种二维多帧调制解调系统，包括编码模块、调制模块以及解调模块。
其中，编码模块用于将信源传入的数据信息编码为多个数据帧构成的帧序列，数据帧包括多个数据位。数据位包括载荷位、校验位和标志位。数据帧分为前导帧和载荷帧，标志位用于存储帧信息，本实施例中，帧信息为帧的类型信息，包括前导帧类型、奇数帧类型和偶数帧类型。载荷位用于存储数据信息或配置信息，校验位用于存储数据帧的校验信息，本实施例中，前导帧的数据位存储的是配置信息，该配置信息包括载荷帧的调制模式信息。
本实施例中，编码模块包括前导帧生成模块和载荷帧生成模块。前导帧生成模块根据配置信息生成前导帧；载荷帧生成模块包括数据分组模块、校验位生成模块、帧类型生成模块和组合模块，数据分组模块用于根据每帧数据帧所能承载的数据量把信源传入的数据信息分为多个数据分组，校验位生成模块根据当前数据帧数据生成校验位，帧类型生成模块根据当前数据帧的在序列中的类型生成帧的类型信息，组合模块将帧类型信息、数据分组、校验位组合形成一个载荷帧。
调制模块用于接收编码模块生成的数据帧并按照预设的时长逐帧进行调制，调制模块包括多个调制单元，调制单元与数据位对应关系固定，调制模块根据数据位控制对应的调制单元的工作状态。调制单元包括标志单元和载荷单元，标志单元用于调制标志位，载荷单元用于调制载荷位和校验位。
本实施例中，调制单元采用发光器件且呈阵列分布，在本申请的其他实施例中，调制单元也可以采用其他分布方式如单行分布、环形分布，星形分布等；并且调制单元也可以采用不发光器件，如段式液晶屏。
解调模块包括扫描模块、图像处理模块、数据解析模块，扫描模块用于对调制模块的调制阵列进行扫描，扫描模块的每帧扫描时长小于等于每帧调制时长的二分之一，根据扫描结果生成扫描图像，图像处理模块用于对扫描图像进行图像处理，计算最优的图像序列，数据解析模块用于对处理后的图像进行逐帧解析，得到调制模块所调制的数据信息。
扫描模块的每帧扫描时长为每帧调制时长的N为大于2的正整数；图像处理模块包括序列分组模块和序列组选取模块。序列分组模块用于将扫描图像从零开始依次编号，并计算编号除以N的余数，把余数相同的扫描图像分配到一个序列组中，得到N个序列组；序列组选取模块用于按照预设的算法从N个序列组中选取一个作为最优组。
数据解析模块包括前导帧识别模块、数据提取模块、数据校验模块、数据拼接模块。前导帧识别模块识别序列组中的前导帧对应的扫描图像并根据数据位获取调制模式信息；数据提取模块用于对相邻的两个前导帧之间的图像逐张进行数据位的识别，得到各数据帧的数据；数据校验模块用于根据校验数据对每个数据帧进行校验；数据拼接模块用于将各帧数据分组拼接生成信源数据。
本实施例中，二维多帧调制解调系统基于图2所示的硬件系统实现，该系统包括第一控制器、信源、LED阵列、信宿、第二控制器以及摄像头。
编码模块对应第一控制器和信源，调制模块为LED阵列，信源与第一控制器的输入引脚电连接，LED阵列与第一控制器的输出引脚电连接，第一控制器用于通过信源获取要调制的数据信息，第一控制器根据待调制的数据信息生成多个数据帧构成的帧序列并控制LED阵列逐帧调制。
解调模块对应的第二控制器和信宿，扫描模块对应的摄像头，摄像头与第二控制器的信号输入端电连接，摄像头用于扫描调制模块的调制阵列，第二控制器用于获取摄像头采集的图像数据并对图像进行处理和解析得到数据信息；所述信宿与第二控制器信号连接，所述第二控制器用于将解析得到的信源数据传递给信宿。
本实施例中，第一控制器和第二控制器均采用单片机，其分别内置第一计时器和第二计时器，第一控制器和第二控制器分别通过编程实现调制模块和解调模块的功能。第一控制器通过第一计时器计时实现控制调制模块按照预设的时长逐帧进行调制，第二控制器可以通过第二计时器计时控制摄像头按照固定的时间间隔进行图像的扫描和获取，信宿优选为液晶显示器，信源优选为键盘。
调制模块优选采用3行3列的LED阵列，本实施例中，调制单元等间距矩形排布于同一显示平面上，调制单元采用单色LED灯珠，通过灯珠亮和灭两种状态来调制数据位，调制模式包括普通模式和差分模式，普通模式时，灯珠的亮灭状态与数据值的对应关系固定不变，本实施例中，亮表示二进制1，灭表示二进制0，差分模式时，载荷单元灯珠的亮灭状态与前一帧相异则表示一个数据值，相同则表示另一个数据值，具体到本实施例中，灯珠的亮灭状态与前一帧相异则表示二进制1，相同则表示二进制0。LED矩阵循环顺序显示前导帧和各载荷帧，前导帧作为帧序列开始和结束的标志。
该调制解调系统具体实施运行时执行以下两个步骤：
一、编码及调制
为叙述方便，调制单元以d1-d9来表示，具体如图3所示，本实施例中，四个角的调制单元d1、d3、d7、d9为标志单元，用于调制标志位，只有左上和右下的d1、d9灯珠亮表示载荷帧的奇数帧，只有左下和右上的d3、d7灯珠亮表示载荷帧的偶数帧。d1、d3、d7、d9四个灯珠全亮表示该帧为前导帧。即四个标志位全为1则表示为前导帧类型，仅d1、d9灯珠亮则表示为载荷帧奇数帧类型，仅d3、d7灯珠亮则表示为载荷帧偶数帧。
d2、d4、d5、d6，d8为载荷单元，用于调制载荷位和校验位。本实施例中采用偶校验的方式，即d2、d4、d5、d6对应的数据位取1的个数为偶数，则d8对应数据位为0，否则为1。前导帧的载荷位d2、d4、d5、d6对应(0010)2则表示为普通模式，其校验位即d8对应的数据位为1；前导帧的d2、d4、d5、d6对应(1010)2则表述为差分模式，其校验位即d8对应的数据位为0。
本实施例的调制模块一帧可以调制4bit的数据，以二进制数据(11110011)2为例，载荷帧生成模块将数据编码为两帧，如果待编码的数据不是二进制的则首先转化为二进制后再进行分组。本实施例的载荷帧需要2帧，奇数帧载荷位为该数据的高4位，即(1111)2，校验位为0；偶数帧载荷位为该数据的低4位，即(0011)2，校验位为0。编码模块对该数据编码后生成的数据帧共有3帧，1帧前导帧和2帧载荷帧。
如果以普通模式编码，前导帧数据位为(101010111)2，则载荷帧的数据位依次为：(110111001)2，(001011100)2；对应的LED阵列的显示情况如图4所示，*表示LED灯珠处于点亮状态，否则表示熄灭。
如果以差分模式编码，前导帧数据位为(111010101)2，则载荷帧的数据位依次为：(001101100)2，(100110001)2。其中奇数载荷帧的载荷单元对应数据位的计算方式为前一数据帧即前导帧载荷单元对应数据位和本身的对应数据位异或，即(10100)2xor(11110)2；偶数载荷帧的载荷单元对应数据位的计算方式为前一数据帧即前一载荷帧载荷单元对应数据位和本身的对应数据位异或，即(01010)2xor(00110)2。xor表示二进制异或运算；对应的LED阵列的显示情况如图5所示。
二.扫描及解调
用LED显示单元构成的调制阵列，每2Δt时间调制一帧数据帧。扫描系统每Δt时间生成一张调制阵列的调制信号的灰度图像。
将得到的灰度图按生成顺序编号为A1,B1,A2,B2,…An,Bn。A1…An为一个扫描序列，B1…Bn为另一扫描序列。
计算所有灰度图中调制阵列的每个调制单元的亮度值。本实施例中，采用调制单元对应的部分像素在Lab颜色模型下的L值的平均值作为该调制单元的亮度值。
设每帧图像中单元亮度的最大和最小值分别为Lmax,Lmin，设一个单元的亮度为L，计算每个单元的亮度偏差,其中Min(a,b)为取a、b最小值函数：
Delta＝Min((Lmax-L)2,(Lmin-L)2)
分别计算AB两个序列中各帧各单元Delta之和，选择Delta小的作为优选序列进行后续解调。假设为A序列，先对A序列中单元亮度进行1、0二值化处理：单元亮度L小于所在帧(Lmax+Lmin)/2，其对应数据位为0，否则为1。再识别A序列中前导帧，即找到d1、d3、d7、d9对应的数据位全为1的帧，根据校验位校验其数据位，校验通过再根据该帧d2、d4、d5、d6对应的数据位得到载荷帧的调制方法，然后按照序列具体调制方法解调数据；校验未通过则需要重新扫描。
如果是普通的调制方法，依次提取各载荷帧的校验位，校验其所属帧数据位，若有错误则解调失败，需要重新扫描；否则依次拼接各帧的载荷位即可还原信源的输入数据。
如果是差分的调制方法，先对各帧二值化后对应的数据位做异或运算，设各帧对应数据位分别为S1,S2…Sn；则D1＝S1 xor S0,Dn＝Sn xor Sn-1，其中S0为前导帧对应的数据位；然后根据Dn中的校验位校验其数据，若有错误则解调失败，需要重新扫描；否则依次拼接D1-Dn中的载荷位即可还原信源的输入数据。
本实施例技术方案的有益效果为：
1.利用多帧二维阵列调制数据。
2.利用相邻帧差分调制调制数据。
3.利用二维阵列的4个角作为同步标识。
4.前导帧中包含调制方法标识。
5.利用大于等于调制频率2倍的成像频率获得连续扫描图像，并进行解调。
由于降低了对二维阵列分辨率的要求，使得基于廉价发光体构造二维信息识别装置变得可行。由于阵列稀疏及差分调制，成像识别度高，扫描系统可以比传统二维码工作频率更高。以目前8M像素的手机摄像头为例，连拍能力在3张/秒以上。本系统的识别度只需0.1M像素分辨率的图像，连拍能力换算为240张/秒以上。按上述3行3列的二维阵列差分调制32字节数据，需要65帧，每帧调制20毫秒,不足2秒即可完成扫描。而构造这样的阵列只需要9个发光器件。
同时，由于解调模块是基于调制单元前后状态变化，而不是基于调制单元信号强度的阈值解调数据，系统对室外环境的适应性更好。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，帧的类型信息包括前导帧和载荷帧，载荷帧不再区分奇数帧和偶数帧；前导帧的数据位为预设的固定数据，本实施例中全部为1，前导帧和载荷帧的标志位全部为1，以使得对应的调制单元处于常亮状态；载荷帧默认采用差分调制模式，具体的，每帧的数据位，为实际要传输的数据与和前一帧对应的数据位进行异或而生成；数据位包括载荷位和校验位。校验位根据所在帧数据位生成：当调制单元状态的变化约定为1时，采用奇校验；当调制单元状态变化约定为0时，数据位的个数为奇数采用奇校验，数据位个数为偶数采用偶校验。本实施例中，校验位采用奇校验方式。校验位对应的调制单元由调制系统和解调系统自行约定。
本实施例中，仍然以3行3列的二维LED阵列为例，需要说明的是，对于其他多维阵列，本申请的方案仍然适用，例如3行3列、5行5列、3行8列阵列等，灯珠的亮灭状态与前一帧相异则表示二进制1，相同则表示二进制0。
调制单元设为d1-d9,具体如图3所示。d1,d3,d7,d9位于二维阵列4角，本实施例中，一直处于常亮状态，以便于扫描设备定位阵列边缘；d8对应校验位，校验方式为奇校验。d2、d4、d5、d6用于调制载荷位数据，对应载荷位。
为了调制二进制数据(11110011)2，本实施例中需编码三帧数据帧，将数据从低位到高位调制发送，如图6所示，*表示点亮，-表示没有点亮，首先为前导帧。本实施例中，前导帧，其所有数据位为1，灯珠全部点亮；然后为载荷帧的第一帧，其载荷位为(0011)2，其校验位为1，而(00111)2与(11111)2的异或结果为(11000)2，因此载荷帧的第一帧对应的调制状态中，d2、d4、d5、d6、d8的状态依次为亮、亮、灭、灭、灭。载荷帧的第二帧载荷位为(1111)2，其校验位为1，而(11111)2与(11000)2的异或结果为(00111)2，因此载荷帧第二帧对应的调制单元状态，d2、d4、d5、d6、d8的状态依次为灭、灭、亮、亮、亮。
在扫描和解调步骤中，得到图像序列后，首先寻找数据位全部为1的帧图像，该图像则为前导帧，两帧前导帧之间的图像则为载荷帧图像，然后逐帧进行数据解调，根据上述的差分调制方式，各帧数据按照公式D1＝S1 xor(11111)2，D2＝S2 xor D1,D3＝S3 xorD2，…，Dn＝Sn xor Dn-1来解析。D1、D2…Dn为各帧的解析数据,n为该序列中数据帧的总数，xor表示异或运算，S1、S2…Sn表示各帧扫描图像按照显示状态以亮为1、以灭为0直接得到的数据。
本实施例的技术方案的有益效果为：
1.利用稀疏二维发光阵列调制数据，阵列构成的二维平面上调制单元可以是稀疏的，即单元在阵列平面的同一方向上是等间距的，该间距可以远大于单元在阵列平面上的一维尺寸，同时不同方向上的间距可以不同。
2.利用相邻帧数据差分调制方法，使得解调系统无需关心调制系统对单元状态表示0或1的约定。
3.由每一帧的校验位来确保相邻帧之间一定有调制单元的状态变化，系统将发光阵列整体的状态变化表征数据帧同步时钟。对比单个调制单元的曼彻斯特编码方式，同样的调制带宽条件下，本实施例调制单元的工作频率的降低一倍。
4.d1、d3、d7、d9四角单元常亮可以作为调制模块的边界供扫描装置进行识别。
实施例三
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，调制单元采用红蓝两色LED灯珠，调制单元通过灯珠红蓝两个色彩分量的亮灭调制数据，通过每个色彩分量调制1bit数据，每个灯珠可调制2bit数据。调制模式信息包括普通模式和差分模式：普通模式时，LED灯珠的色彩分量处于熄灭状态时，则其调制的数据位为0，LED灯珠的色彩分量处于点亮状态时，其调制的数据位为1；差分模式时，LED灯珠色彩分量的亮灭状态与前一帧相同，则其调制的数据位为0，与前一帧不同，则其调制的数据位为1。
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，数据帧数据位分为载荷位和校验位，无标志位，载荷位用于存储输入数据的数据分组或配置信息，校验位用于存储所属数据帧的校验信息；数据帧无前导帧类型，对应的，调制单元也不再设置标志单元，单帧调制步骤只需载荷单元调制载荷位和校验位。
编码步骤中将魔数进行编码作为信源数据编码的开始和结束标志。
编码步骤中编码模块会对数据帧进行差分转换，具体是：设原数据帧的编码为A1…An,，差分转换后的数据帧编码为E1…En,，则用转换公式E1＝A1 xor A0,和En＝En-1xor An,进行转换，xor为异或操作,A0为系统预设帧。
调制单元设为d1-d9,本实施例中，d1-d9均为载荷单元，无标志单元。调制单元的各颜色分量调制数据帧的不同的数据位，为叙述方便，以T1-T18来表示，调制单元dn对应的数据位为T2n-1和T2n,T2n-1由红色分量调制，T2n由蓝色分量调制，n为正整数。具体如图7所示。本实施例中，每数据帧包含16bit数据分组，2bit校验位，其中T9为T1-T8的校验位，T10为T11-T18的校验位，校验方式均为奇校验。
以输入数据(10000000)2和(00000001)2为例，首先通过配置信息约定以0xffff作为魔数，将其编码为1个数据帧，设为A1，其18位数据位为(111111111 111111111)2。输入数据编码为1个数据帧，设为A2，其18位数据位为(100000000 000000001)2。差分转化后为2帧，设为E1、E2，具体为E1＝A0 xor A1,E2＝E1 xor A2。A0为系统预设帧，本实施例中，A0取调制阵列调制本次数据前最后的工作状态对应的数据位。在本申请的其他实施例中，A0也可以通过配置信息指定，魔数也可以为其他数值。
假设A0对应的18位的数据位为(000000001 111111111)2，则2帧编码对应的调制阵列工作状态如图8所示。具体计算过程：E1＝(000000001 111111111)2xor(111111111111111111)2＝(111111110 000000000)2；E2＝(111111110 000000000)2xor(100000000000000001)2＝(011111110 000000001)2。
本实施例的解调步骤中，扫描模块需要对红蓝两颜色分量同时扫描，形成两组灰度图序列。各自完成图像处理和数据解析后，再将数据位按照T1-T18的顺序进行组合并校验，从而得到信源数据。
本实施例的技术方案相比以上实施例的有益效果为：调制单元同时通过多个子信道调制数据，提高了调制带宽。
以上所述仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。如本实施例仅以二进制进行举例，对于其他进制，如八进制、十进制、十六进制等也是适用的；又如对调制阵列0,1表示的约定，以及对差分调制0,1的约定可由具体实施情况确定。数据校验方式，校验位的位置可由具体实施情况确定。前导帧、奇偶帧标识的约定可由具体实施情况确定。前导帧是否包含调制数据可由具体实施情况确定。扫描图像每帧成像时间在不大于每帧调制时间二分之一的情况下，可由具体实施情况确定。解调涉及的图像处理步骤可由具体实施情况确定。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种二维多帧调制解调系统，其特征在于：包括：
编码模块，所述编码模块用于将信源传入的数据信息编码为多个数据帧构成的帧序列，数据帧包括多个数据位；
调制模块，所述调制模块用于接收编码模块编码的数据帧并将数据帧按照预设的调制时长顺序逐帧调制，所述调制模块包括多个调制单元，所述调制单元与数据位对应关系固定，所述调制模块根据数据位来控制对应的调制单元的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种二维多帧调制解调系统，其特征在于：所述编码模块包括第一控制器和信源，所述调制模块为LED阵列，所述信源与第一控制器的输入引脚电连接，所述LED阵列与第一控制器的输出引脚电连接，所述第一控制器通过信源获取待调制的数据信息，所述第一控制器根据待调制的数据信息生成多个数据帧构成的帧序列并控制LED阵列顺序逐帧调制数据帧。
3.根据权利要求2所述的一种二维多帧调制解调系统，其特征在于：所述第一控制器内置第一计时器，所述第一控制器通过计时器计时实现控制调制模块按照预设的调制时长逐帧进行调制。
4.根据权利要求3所述的一种二维多帧调制解调系统，其特征在于：所述调制模块为3行3列的二维LED阵列。
5.根据权利要求4所述的一种二维多帧调制解调系统，其特征在于：所述二维LED阵列的各个LED之间的间距相等。
6.根据权利要求1所述的一种二维多帧调制解调系统，其特征在于：所述数据位包括载荷位和校验位，所述载荷位用于存储数据信息或配置信息，所述校验位用于存储数据帧的校验信息；所述调制单元包括载荷单元，所述载荷单元用于调制载荷位和校验位；所述数据帧包括载荷帧；所述调制模块包括载荷帧生成模块。
7.根据权利要求6所述的一种二维多帧调制解调系统，其特征在于：所述数据位包括标志位，所述标志位用于存储帧信息；所述调制单元包括标志单元，所述标志单元用于调制标志位；所述数据帧包括前导帧；所述调制模块包括前导帧生成模块；所述帧信息为帧的类型信息，所述前导帧的载荷位存储的是载荷帧的调制模式信息。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种二维多帧调制解调系统，其特征在于：还包括解调模块，所述解调模块包括扫描模块、图像处理模块、数据解析模块；所述扫描模块用于对调制模块的调制信号进行扫描，每帧扫描时长小于等于每帧调制时长的二分之一，根据扫描结果生成扫描图像；所述图像处理模块用于对扫描图像进行图像处理，计算最优的图像序列；所述数据解析模块用于对处理后的图像进行逐帧解析，得到调制模块所调制的数据信息。
9.根据权利要求8所述的一种二维多帧调制解调系统，其特征在于：所述解调模块包括第二控制器，所述扫描模块为摄像头，所述摄像头与第二控制器的信号输入端电连接，所述摄像头用于扫描调制模块的调制阵列，所述第二控制器用于获取摄像头采集的图像数据并对图像进行处理和解析得到信源数据信息。
10.根据权利要求9所述的一种二维多帧调制解调系统，其特征在于：所述解调模块还包括信宿，所述信宿与第二控制器信号端电连接，所述第二控制器用于将解析得到的数据信息传递给信宿。
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