KR20120067780A - Visible light communication system using r,g,b led - Google Patents

Visible light communication system using r,g,b led Download PDF

Info

Publication number
KR20120067780A
KR20120067780A KR1020100129352A KR20100129352A KR20120067780A KR 20120067780 A KR20120067780 A KR 20120067780A KR 1020100129352 A KR1020100129352 A KR 1020100129352A KR 20100129352 A KR20100129352 A KR 20100129352A KR 20120067780 A KR20120067780 A KR 20120067780A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pwm signal
transmission data
visible light
coded
pwm
Prior art date
Application number
KR1020100129352A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101258216B1 (en
Inventor
박영일
여은모
Original Assignee
국민대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국민대학교산학협력단 filed Critical 국민대학교산학협력단
Priority to KR1020100129352A priority Critical patent/KR101258216B1/en
Publication of KR20120067780A publication Critical patent/KR20120067780A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101258216B1 publication Critical patent/KR101258216B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116Visible light communication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/501Structural aspects
    • H04B10/502LED transmitters

Abstract

PURPOSE: A visible light communication system using RGB(red, green, blue) LEDs is provided to obtain effectively modulated optical signals by inputting transmit data and color data to a controller for performing the visible light communication and color lighting at the same time. CONSTITUTION: A visible light communication system using RGB(red, green, blue) LEDs comprises the following: a transmitting device(100) coding inputted transmit data, producing a PWM signal corresponding to inputted color data, and operating plural LEDs having different colors for modulating the coded transmit data into optical signals in different colors using the PWM signal; and a receiving device(200) demodulating the optical signals, and decoding the demodulated optical signals.

Description

R,G,B LED를 이용한 가시광통신시스템{VISIBLE LIGHT COMMUNICATION SYSTEM USING R,G,B LED}Visible light communication system using R, G, B LED {VISIBLE LIGHT COMMUNICATION SYSTEM USING R, G, B LED}

본 발명은 가시광통신시스템에 관한 것이다. 특히 본 발명은 컬러 조명에서 활용할 수 있는 가시광통신시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a visible light communication system. In particular, the present invention relates to a visible light communication system that can be utilized in color illumination.

가시광통신시스템은 일반적으로 흰색, 빨강색 등 한 가지 색상만을 이용하여 구현된다. 이것은 한 가지 색상을 이용하는 경우 송수신 방식이 단순해져서 구현이 용이한 장점을 가지기 때문이다. The visible light communication system is generally implemented using only one color such as white and red. This is because the transmission / reception scheme is simplified when using one color, and thus it is easy to implement.

그런데 가시광통신시스템의 주 통신매체로 이용되는 LED 조명의 경우 최근 소비자의 요구에 따라 다양한 색상으로 구현되는 경우가 많아지고 있는 추세이다. 이러한 상황에서 종래의 가시광통신시스템도 단색이 아닌 다양한 색상의 조명을 이용할 필요가 발생하게 되었다. However, in the case of LED lighting used as the main communication medium of the visible light communication system, it is increasingly being implemented in various colors according to the needs of consumers. In this situation, the conventional visible light communication system also needs to use various colors of illumination instead of a single color.

LED 조명은 다양한 색상을 구현하기 위해서 R(Red),G(Green),B(Blue) LED와 같은 기본색상의 발광원을 사용할 수 있으며, 이들 LED들을 이용하여 원하는 색상을 내기 위해 일반적으로 PWM (Pulse Width Modulation) 방식을 사용한다.LED lighting can use light sources of basic colors such as R (Red), G (Green), and B (Blue) LEDs to achieve various colors, and in general, PWM (PWM) Pulse Width Modulation) method is used.

그러나 종래의 가시광통신시스템은 위와 같은 PWM 방식으로 드라이빙되는 R(Red),G(Green),B(Blue) LED를 이용해서 데이터를 전송하는 데 어려움을 가진다. 즉 종래의 가시광통신시스템은 각 색상별로 동작구간에 차이가 있어 이에 맞추어 다시 데이터를 변조한다면 전송 데이터 패킷의 길이에 큰 제한이 생기며 통신 오류를 일으키는 문제를 가지며, 전송할 데이터의 값의 특징에 원래 사용자가 원하는 조명의 색상을 얻기 어려운 문제를 가질 수 있다. However, the conventional visible light communication system has difficulty in transmitting data using R (Red), G (Green), and B (Blue) LEDs driven by the PWM method as described above. That is, in the conventional visible light communication system, there is a difference in operation intervals for each color, and if the data is modulated accordingly, there is a big limitation in the length of the transmission data packet, which causes a communication error. It may have a problem that is difficult to obtain the color of the desired light.

본 발명의 목적은 LED를 이용한 컬러조명에 영향을 미치지 않으면서도 이를 가시광통신에도 이용할 수 있는 가시광통신시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a visible light communication system that can be used for visible light communication without affecting the color light using the LED.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 가시광통신시스템의 제1 특징은 입력된 전송데이터를 코딩하고 상기 코딩된 전송데이터를 복수 색상의 광신호로 변조하는 송신장치; 수신된 복수 색상의 광신호를 복조하고 상기 복조된 광신호를 디코딩하는 수신장치; 및 상기 송신장치와 상기 수신장치의 각 동작을 제어하는 제어장치;를 포함하는 것이다.A first aspect of the visible light communication system according to the present invention for solving the above problems is a transmission device for coding the input transmission data and modulates the coded transmission data into a plurality of color optical signals; A receiver for demodulating the received optical signals of a plurality of colors and decoding the demodulated optical signals; And a controller for controlling each operation of the transmitter and the receiver.

상기 송신장치는 상기 제어장치에 의해 입력된 색상데이터에 대응하여 PWM신호를 발생하고 상기 발생된 PWM신호를 이용하여 상기 코딩된 전송데이터가 상기 복수 색상의 광신호로 변조되도록 복수 색상을 가진 LED램프들을 구동할 수 있다.The transmitting device generates a PWM signal corresponding to the color data input by the control device, and uses the generated PWM signal so that the coded transmission data is modulated into the multi-color light signal. Can drive them.

상기 코딩된 전송데이터는 신호의 High 및 Low 비율이 동일하게 유지되는 맨체스터 코딩방식에 의해 코딩될 수 있다. 여기서 상기 코딩된 전송데이터는 상기 맨체스터 코딩방식에 의해 코딩되기 전에 블록코딩 및 바이트인터리빙될 수 있으며, 상기 블록코딩은 해밍 코드에 의해 수행될 수 있다.The coded transmission data may be coded by a Manchester coding scheme in which the high and low ratios of signals are kept the same. Here, the coded transmission data may be block coded and byte interleaved before being coded by the Manchester coding scheme, and the block coding may be performed by a Hamming code.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 가시광통신시스템의 제2 특징은 입력된 전송데이터를 코딩하고, 입력된 색상데이터에 대응하여 PWM신호를 발생하며, 상기 발생된 PWM신호를 이용하여 상기 코딩된 전송데이터가 복수 색상의 광신호로 변조되도록 복수 색상을 가진 LED램프들을 구동하는 송신장치; 수신된 복수 색상의 광신호를 복조하고 상기 복조된 광신호를 디코딩하는 수신장치; 및 상기 송신장치와 상기 수신장치의 각 동작을 제어하는 제어장치;를 포함하는 것이다.A second feature of the visible light communication system according to the present invention for solving the above problems is to code the input transmission data, generate a PWM signal corresponding to the input color data, the coded by using the generated PWM signal A transmitter for driving the LED lamps having a plurality of colors so that the transmission data is modulated into a plurality of color optical signals; A receiver for demodulating the received optical signals of a plurality of colors and decoding the demodulated optical signals; And a controller for controlling each operation of the transmitter and the receiver.

상기 PWM신호는 사전에 정해진 주기에 의해 상기 LED램프들 전체를 반복 구동하며, 상기 주기는 육안의 잔상이 머무르는 시간보다 짧게 정해질 수 있다.The PWM signal repeatedly drives the entire LED lamps by a predetermined period, and the period may be shorter than the time for which the afterimage of the naked eye remains.

상기 PWM신호는 사전에 정해진 주기에 의해 상기 LED램프들 전체를 반복 구동하며, 상기 PWM신호는 상기 각 주기의 앞쪽에 배치될 수 있다.The PWM signal may repeatedly drive the entire LED lamps by a predetermined period, and the PWM signal may be disposed in front of each period.

상기 송신장치는 상기 LED램프들 각각을 구동하는 구동소자들을 구비하는 LED드라이버와, 상기 색상데이터에 대응하여 PWM신호를 발생하는 PWM모듈과 상기 PWM신호를 상기 색상데이터에 대응하여 상기 구동소자들 각각에 선택하여 분배하는 분배모듈을 구비하는 PWM발생부를 포함할 수 있다. 여기서 상기 LED드라이버는 상기 분배모듈에 의해 분배된 각 PWM신호들과 상기 코딩된 전송데이터를 각각 입력받아 AND 논리연산하여 상기 구동소자들 각각에 출력하는 AND게이트소자들을 더 구비할 수 있다.The transmitting device includes an LED driver including driving elements for driving each of the LED lamps, a PWM module for generating a PWM signal corresponding to the color data, and the driving signal for the PWM signal corresponding to the color data, respectively. It may include a PWM generating unit having a distribution module for selecting and distributing. The LED driver may further include an AND gate device that receives and outputs each of the PWM signals distributed by the distribution module and the coded transmission data, and outputs an AND logic operation to each of the driving devices.

본 발명에 따른 가시광통신시스템은 제어장치에 의해 전송데이터와 색상데이터를 입력받아 이들을 기초로 효율적으로 변조된 광신호를 생성함으로써 가시광통신과 컬러조명을 동시에 수행할 수 있다.The visible light communication system according to the present invention can simultaneously perform visible light communication and color illumination by receiving transmission data and color data by a control device and generating an optical signal which is efficiently modulated based on them.

구체적으로 본 발명에 따른 가시광통신시스템은 LED드라이버에 제공되는 PWM신호가 매 주기의 앞쪽에 배치되고, 각 구동소자를 구동하기 위한 PWM신호가 분리되지 않은 형태로서 제공되므로 통신에러를 최소화하면서 컬러 조명의 색상 왜곡을 최소화할 수 있다.Specifically, in the visible light communication system according to the present invention, since the PWM signal provided to the LED driver is disposed in front of every cycle, and the PWM signal for driving each driving element is provided in an undivided form, color illumination is minimized while minimizing a communication error. The color distortion of the can be minimized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광통신시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신장치의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신장치의 블록도이다.
1 is a block diagram of a visible light communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
3 is a waveform diagram illustrating an operation of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 가시광통신시스템에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a visible light communication system according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광통신시스템의 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 가시광통신시스템(1)은 크게 송신장치(100)와 수신장치(200) 그리고 이들을 제어하는 제어장치(300)로 이루어질 수 있다.1 is a block diagram of a visible light communication system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the visible light communication system 1 according to the present exemplary embodiment may be composed of a transmitter 100, a receiver 200, and a control device 300 for controlling them.

송신장치(100)는 제어장치(300)에 의해 입력된 전송데이터(TD)를 코딩하는 코딩부(110), 제어장치(300)에 의해 입력된 색상데이터(CD)에 대응하여 PWM신호를 발생하는 PWM발생부(130), PWM신호를 이용하여 코딩된 전송데이터를 복수 색상의 광신호로 변조하는 LED발광부(150)로 이루어진다. 수신장치(200)는 외부로부터 수신된 광신호를 복조하는 광전변환부(210)와 복조된 전기신호를 디코딩하는 디코딩부(230)로 이루어진다.The transmitting device 100 generates a PWM signal in response to the coding unit 110 for coding the transmission data TD input by the control device 300 and the color data CD input by the control device 300. The PWM generator 130, and the LED light emitting unit 150 for modulating the transmission data coded using the PWM signal to a plurality of color light signal. The receiver 200 includes a photoelectric converter 210 for demodulating an optical signal received from the outside and a decoder 230 for decoding the demodulated electric signal.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신장치의 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 송신장치(100)는 코딩부(110), PWM발생부(130), LED발광부(150)로 이루어진다. 송신장치(100)는 제어장치(300)의 제어에 의해 전송할 전송데이터와 색상에 관한 색상데이터를 입력받아 이들을 기초로 광신호를 생성하여 통신신호임과 동시에 컬러 조명의 역할을 수행하는 빛을 방출한다.2 is a block diagram of a transmitter according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the transmitting device 100 includes a coding unit 110, a PWM generation unit 130, and an LED light emitting unit 150. The transmitting device 100 receives the transmission data to be transmitted and the color data related to the color under the control of the control device 300 and generates an optical signal based on these, and emits light that is a communication signal and serves as color lighting. do.

도 2에 도시된 바와 같이, 코딩부(110)는 블록코더(112), 바이트인터리버(114), 맨체스터인코더(116)로 이루어진다. 코딩부(110)는 제어장치(300)의 제어에 의해 입력된 전송데이터를 코딩하여 LED드라이버(152)에 출력하는 기능을 수행한다.As shown in FIG. 2, the coding unit 110 includes a block coder 112, a byte interleaver 114, and a Manchester encoder 116. The coding unit 110 functions to code the transmission data input by the control of the control device 300 and output the coded data to the LED driver 152.

블록코더(112) 및 바이트인터리버(114)는 전송시 발생하는 전송오류를 최소화하기 위한 기능을 수행한다. 블록코더(112)는 전송데이터를 잘라내어 블록 단위로 코딩하며, 바이트인터리버(114)는 시간영역에서 데이터를 섞어서 전송시 발생하는 에러를 최소화하는 기능을 수행한다.The block coder 112 and the byte interleaver 114 perform a function for minimizing a transmission error that occurs during transmission. The block coder 112 cuts the transmission data and codes the data in block units, and the byte interleaver 114 performs a function of minimizing an error occurring when the data is mixed in the time domain.

본 실시예의 가시광통신시스템(1)은 다양한 색상의 광신호를 구현하기 위한 LED모듈(154)로서 R(Red),G(Green),B(Blue) LED를 사용할 수 있다. 이 경우 통신매체는 R,G,B LED에서 순차적으로 방출되는 빛이기 때문에 turn-on 및 turn-off 지연시간이 포함될 수 있으며, 색상에 따른 LED 및 이를 검출하는 광전센서의 특성에 차이가 있기 때문에 이로 인해 오류가 발생할 수 있다.The visible light communication system 1 of the present embodiment may use R (Red), G (Green), and B (Blue) LEDs as the LED module 154 for implementing optical signals of various colors. In this case, since the communication medium is light emitted sequentially from the R, G, and B LEDs, it may include turn-on and turn-off delay times. This can cause errors.

도 2에 도시된 블록코더(112)는 해밍 코드를 이용할 수 있다. 예를 들면 해밍코드 중 7-4 해밍코드는 부호 7비트 중 4 비트가 데이터로 구성되고 나머지 3 비트는 잉여비트에 해당한다. The block coder 112 shown in FIG. 2 may use a Hamming code. For example, the 7-4 Hamming code of the Hamming code consists of 4 bits of data and the remaining 3 bits are redundant bits.

바이트인터리버(114)는 블록코딩된 데이터를 행렬의 열 단위로 써서 채우고, 다 채워지면 행 단위로 읽어서 비워나가는 방식으로 한 바이트 내에 있는 각 비트의 전송은 서로 일정 간격을 두고 일어난다.The byte interleaver 114 fills the block coded data by the column of the matrix, and reads the data by row when the data is filled, so that the transmission of each bit within a byte occurs at a predetermined interval from each other.

이와 같이 블록코더(112) 및 바이트인터리버(114)를 이용함으로써 각각의 다른 색상, 예를 들면 R,G,B LED를 사용한 경우 Red(R), Green(G), Blue(B)의 경계점에서 발생할 수 있는 오류 가능성을 대폭 줄일 수 있다.By using the block coder 112 and the byte interleaver 114 as described above, when different colors, for example, R, G, and B LEDs are used, the boundary points of Red (R), Green (G), and Blue (B) are used. The possibility of errors that can occur can be greatly reduced.

맨체스터인코더(116)는 도 2에 도시된 바와 같이, 블록코딩 및 바이트인터리빙된 전송데이터를 맨체스터 방식을 이용하여 코딩한다. 이러한 코딩 방식에 의해 코딩된 데이터는 한 비트의 중앙에서 항상 신호 값의 변화가 있으며, 이를 감지함으로써 클럭을 쉽게 복구할 수 있다. 또한 맨체스터 코딩방식에 의해 코딩된 데이터는 보통 High 및 Low 비율이 동일하게 50%로 유지될 수 있다.The Manchester encoder 116 codes block coded and byte-interleaved transmission data using the Manchester method, as shown in FIG. Data coded by this coding scheme always has a change in signal value at the center of one bit, and by detecting this, the clock can be easily recovered. In addition, the data coded by the Manchester coding scheme can usually be maintained at the same high and low ratio 50%.

이와 같이 맨체스터 방식에 의해 코딩된 데이터를 기초로 하여 LED모듈(154)을 구동하면 제어장치(300)에 의해 입력된 전송데이터에 상관없이 LED모듈(154)의 동작 비율을 일정하게 유지할 수 있다. 예를 들면 전송데이터가 {0,0,0..}인 경우 LED모듈(154)이 동작하지 않는 문제를 방지할 수 있다.As such, when the LED module 154 is driven based on the data coded by the Manchester method, the operation ratio of the LED module 154 may be kept constant regardless of the transmission data input by the control device 300. For example, when the transmission data is {0,0,0 ..}, the LED module 154 may be prevented from operating.

도 2에 도시된 바와 같이, PWM발생부(130)는 PWM모듈(132), 분배모듈(134)을 구비할 수 있다. PWM모듈(132)은 제어장치(300)에 의해 입력된 색상데이터에 대응하는 PWM(Pulse Width Modulation)신호를 생성하여 분배모듈(134)로 출력한다. 분배모듈(134)은 색상데이터에 대응하여 PWM신호를 구동소자(Dr,Dg,Db)들로 선택하여 분배한다.As shown in FIG. 2, the PWM generation unit 130 may include a PWM module 132 and a distribution module 134. The PWM module 132 generates a pulse width modulation (PWM) signal corresponding to the color data input by the control device 300 and outputs it to the distribution module 134. The distribution module 134 selects and distributes the PWM signal to the driving elements Dr, Dg, and Db in response to the color data.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, PWM모듈(132)로부터 출력되는 PWM신호는 사전에 정해진 주기(T) 에 의해 전체 LED모듈(154) 전체를 반복적으로 구동하도록 발생된다. 그리고 이러한 각 주기(T)내에 발생하는 PWM신호는 도 3에 도시된 바와 같이 각 주기(T)의 앞쪽에 나타난다. As illustrated in FIG. 3A, the PWM signal output from the PWM module 132 is generated to repeatedly drive the entire LED module 154 by a predetermined period T. The PWM signal generated in each of these periods T appears in front of each period T, as shown in FIG.

또한 PWM신호는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 각 구동소자(Dr,Dg,Db)를 구동하기 위해 LED드라이버(152)로 제공되는 각 신호들이 분리되지 않도록 배치된다. 이에 의해 각 LED모듈(154)은 동작구간이 분리되지 않은 상태를 유지할 수 있다. 즉 코딩부(110)로부터 코딩된 신호가 LED드라이버(152)를 통해 끊김 없이 LED모듈(154)로 전송될 수 있다. 또한 한 번 전송할 때마다 전송데이터의 패킷 앞에 붙여 보내는 프리앰블 등 오버헤드를 줄일 수 있다.In addition, as shown in (a) of FIG. 3, the PWM signal is disposed so that the signals provided to the LED driver 152 to drive the respective driving elements Dr, Dg, and Db are not separated. As a result, each LED module 154 may maintain a state in which the operation section is not separated. That is, the signal coded from the coding unit 110 may be transmitted to the LED module 154 without interruption through the LED driver 152. In addition, it is possible to reduce overhead such as a preamble sent before a packet of transmission data each time.

또한 PWM모듈(132)로부터 출력되는 PWM신호의 구동 주기(T)가 육안의 잔상이 머무르는 시간보다 짧게 정해지기 때문에 한 주기(T)내에 구동되는 각 구동소자(Dr,Dg,Db)에 의해 나타나는 여러 색상이 한가지로 혼합되어 다채로운 색을 만들 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 PWM발생부(130)는 PWM방식을 사용하기 때문에 다른 구동방식에 비해 디지털 구현이 용이할 수 있다.In addition, since the driving period T of the PWM signal output from the PWM module 132 is determined to be shorter than the time for which the afterimage of the naked eye remains, the respective driving elements Dr, Dg, and Db driven in one period T are displayed. Several colors can be mixed together to create colorful colors. In addition, since the PWM generation unit 130 according to the present embodiment uses the PWM method, digital implementation may be easier than other driving methods.

분배모듈(134)은 PWM모듈(132)로부터 도 3의 (a)와 같이 출력된 PWM신호를 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 'S1', 'S2', 'S3' 신호들을 선택적으로 각 AND게이트소자(Gr,Gg,Gb)로 분배한다.The distribution module 134 outputs the PWM signal output from the PWM module 132 as shown in FIG. 3 (a), and outputs the signals 'S1', 'S2' and 'S3' as shown in FIG. It is selectively distributed to each AND gate element Gr, Gg, and Gb.

도 2에 도시된 바와 같이 LED발광부(150)는 LED드라이버(152), LED모듈(154)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the LED light emitting unit 150 includes an LED driver 152 and an LED module 154.

LED드라이버(152)는 도 2에 도시된 바와 같이 PWM발생부(130) 및 코딩부(110)로부터 출력된 신호를 각각 입력받는 AND게이트소자(Gr,Gg,Gb)와 AND게이트소자(Gr,Gg,Gb)로부터 출력된 신호를 각각 입력받아 구동신호를 생성하는 구동소자(Dr,Dg,Db)로 이루어진다. AND게이트소자(Gr,Gg,Gb)는 AND 논리연산을 수행하는 디지털 소자로 마련될 수 있다.As shown in FIG. 2, the LED driver 152 includes AND gate elements Gr, Gg, and Gb and AND gate elements Gr, which receive signals output from the PWM generator 130 and the coding unit 110, respectively. It consists of driving elements Dr, Dg, and Db that receive signals output from Gg and Gb, respectively, and generate driving signals. The AND gate elements Gr, Gg, and Gb may be provided as digital elements that perform AND logic operations.

LED드라이버(152)의 구동소자(Dr,Dg,Db)로부터 출력된 각 구동신호는 LED모듈(154)의 LED램프(Lr,Lg,Lb)들을 구동하며, 각 LED램프(Lr,Lg,Lb)들은 이 구동신호에 대응하여 빛을 방출한다. 이와 같이 LED램프(Lr,Lg,Lb)들로부터 방출되는 빛은 전송데이터(TD)에 대응한 광신호와 색상데이터(CD)에 대응한 조명의 역할을 한다.Each driving signal output from the driving elements Dr, Dg, and Db of the LED driver 152 drives the LED lamps Lr, Lg, and Lb of the LED module 154, and each of the LED lamps Lr, Lg, and Lb. ) Emits light in response to this drive signal. As such, the light emitted from the LED lamps Lr, Lg, and Lb serves as an optical signal corresponding to the transmission data TD and an illumination corresponding to the color data CD.

도 3의 (c)에 도시된 파형 중 맨 앞의 {1,1,0} 비트에 대응하는 파형은 'Dr'로 입력되고, 그 다음 {0,1}의 비트에 대응하는 파형은 'Dg'로 입력되며, {1,0,1,1}의 비트에 대응한 파형은 'Db'로 입력된다.Among the waveforms shown in FIG. 3C, the waveform corresponding to the first {1,1,0} bit is input as 'Dr', and the waveform corresponding to the bit of {0,1} is 'Dg'. ', And the waveform corresponding to the bit of {1,0,1,1} is input as' Db'.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 가시광통신시스템(1)의 수신장치(200)에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the receiver 200 of the visible light communication system 1 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 4.

수신장치(200)는 제어장치(300)의 제어에 의해 동작하며, 광전변환부(210)와 디코딩부(230)로 이루어진다. 광전변환부(210)는 외부로부터 방출된 광신호를 검출하여 전기신호로 변환하는 광전센서(212)와, 광전센서(212)에 의해 변환된 전기신호를 증폭하는 증폭기(214)를 구비한다. 광전센서(212)는 주로 포토다이오드로 마련될 수 있다. 광전변환부(210)로부터 출력된 신호는 맨체스터디코더(232)로 입력된다.The reception device 200 operates under the control of the control device 300 and includes a photoelectric conversion unit 210 and a decoding unit 230. The photoelectric conversion unit 210 includes a photoelectric sensor 212 for detecting and converting an optical signal emitted from the outside into an electrical signal, and an amplifier 214 for amplifying the electrical signal converted by the photoelectric sensor 212. The photoelectric sensor 212 may be mainly provided as a photodiode. The signal output from the photoelectric converter 210 is input to the Manchester decoder 232.

맨체스터디코더(232)는 입력된 신호를 디코딩하여 NRZ 펄스 형태의 데이터로 처리되어 바이트디인터리버(234) 및 블록디코더(236)를 거쳐 원래 데이터로 복구된다. 바이트디인터리버(234)와 블록디코더(236)는 전술한 바이트인터리버(114) 및 블록코더(112)에 반대되는 동작을 수행한다.The Manchester decoder 232 decodes the input signal and processes the received signal into data in the form of NRZ pulses and recovers the original data through the byte deinterleaver 234 and the block decoder 236. The byte deinterleaver 234 and the block decoder 236 perform operations opposite to the above-described byte interleaver 114 and the block coder 112.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광통신시스템(1)은 사용자가 원하는 대로 컬러 조명을 구현하면서도 종래 단색광에 위한 가시광통신과 동일한 통신성능을 유지할 수 있다.As such, the visible light communication system 1 according to the exemplary embodiment of the present invention may implement the color illumination as desired by the user and maintain the same communication performance as the visible light communication for the conventional monochromatic light.

본 실시예를 통해 모두 개시되지 않았지만 본 발명에 따른 가시광통신시스템은 공지된 다양한 하드웨어 및 소프트웨어적 기술에 의해 구현될 수 있다.Although not disclosed through the present embodiment, the visible light communication system according to the present invention may be implemented by various known hardware and software techniques.

1: 가시광통신시스템 100: 송신장치
110: 코딩부 112: 블록코더
114: 바이트인터리버 116: 맨체스터인코더
130: PWM발생부 132: PWM모듈
134: 분배모듈 150: LED발광부
152: LED드라이버 154: LED모듈
200: 수신장치 210: 광전변환부
212: 광전센서 214; 증폭기
230: 디코딩부 232: 맨체스터디코더
234: 바이트디인터리버 236: 블록디코더
300: 제어장치
1: visible light communication system 100: transmission device
110: coding unit 112: block coder
114: byteinterleaver 116: Manchester encoder
130: PWM generator 132: PWM module
134: distribution module 150: LED light emitting unit
152: LED driver 154: LED module
200: receiver 210: photoelectric conversion unit
212: photoelectric sensor 214; amplifier
230: decoding unit 232: Manchester decoder
234: byte deinterleaver 236: block decoder
300: controller

Claims (10)

입력된 전송데이터를 코딩하고 상기 코딩된 전송데이터를 복수 색상의 광신호로 변조하는 송신장치;
수신된 복수 색상의 광신호를 복조하고 상기 복조된 광신호를 디코딩하는 수신장치; 및
상기 송신장치와 상기 수신장치의 각 동작을 제어하는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신시스템.
A transmitter for coding input transmission data and modulating the coded transmission data into an optical signal having a plurality of colors;
A receiver for demodulating the received optical signals of a plurality of colors and decoding the demodulated optical signals; And
And a control device that controls each operation of the transmitting device and the receiving device.
제1항에 있어서,
상기 송신장치는 상기 제어장치에 의해 입력된 색상데이터에 대응하여 PWM신호를 발생하고 상기 발생된 PWM신호를 이용하여 상기 코딩된 전송데이터가 상기 복수 색상의 광신호로 변조되도록 복수 색상을 가진 LED램프들을 구동하는 것을 특징으로 하는 가시광통신시스템.
The method of claim 1,
The transmitting device generates a PWM signal corresponding to the color data input by the control device, and uses the generated PWM signal so that the coded transmission data is modulated into the multi-color light signal. Visible light communication system, characterized in that for driving.
제1항에 있어서,
상기 코딩된 전송데이터는 신호의 High 및 Low 비율이 동일하게 유지되는 맨체스터 코딩방식에 의해 코딩된 것을 특징으로 하는 가시광통신시스템.
The method of claim 1,
The coded transmission data is a visible light communication system, characterized in that the coded by the Manchester coding scheme in which the high and low ratio of the signal is maintained the same.
제3항에 있어서,
상기 코딩된 전송데이터는 상기 맨체스터 코딩방식에 의해 코딩되기 전에 블록코딩 및 바이트인터리빙된 것을 특징으로 하는 가시광통신시스템.
The method of claim 3,
And the coded transmission data is block coded and byte interleaved before being coded by the Manchester coding scheme.
제4항에 있어서,
상기 블록코딩은 해밍 코드에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 가시광통신시스템.
The method of claim 4, wherein
And said block coding is performed by a hamming code.
입력된 전송데이터를 코딩하고, 입력된 색상데이터에 대응하여 PWM신호를 발생하며, 상기 발생된 PWM신호를 이용하여 상기 코딩된 전송데이터가 복수 색상의 광신호로 변조되도록 복수 색상을 가진 LED램프들을 구동하는 송신장치;
수신된 복수 색상의 광신호를 복조하고 상기 복조된 광신호를 디코딩하는 수신장치; 및
상기 송신장치와 상기 수신장치의 각 동작을 제어하는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신시스템.
Coding the input transmission data, and generates a PWM signal corresponding to the input color data, LED lamps having a plurality of colors so that the coded transmission data is modulated into a plurality of color light signal by using the generated PWM signal A transmission device for driving;
A receiver for demodulating the received optical signals of a plurality of colors and decoding the demodulated optical signals; And
And a control device that controls each operation of the transmitting device and the receiving device.
제6항에 있어서,
상기 PWM신호는 사전에 정해진 주기에 의해 상기 LED램프들 전체를 반복 구동하며, 상기 주기는 육안의 잔상이 머무르는 시간보다 짧게 정해지는 것을 특징으로 하는 가시광통신시스템.
The method of claim 6,
And the PWM signal repeatedly drives the entire LED lamps by a predetermined period, and the period is determined to be shorter than a time for which an after-image of the naked eye remains.
제6항에 있어서,
상기 PWM신호는 사전에 정해진 주기에 의해 상기 LED램프들 전체를 반복 구동하며, 상기 PWM신호는 상기 각 주기의 앞쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 가시광통신시스템.
The method of claim 6,
And the PWM signal repeatedly drives the entire LED lamps by a predetermined period, and the PWM signal is disposed in front of each period.
제6항에 있어서,
상기 송신장치는 상기 LED램프들 각각을 구동하는 구동소자들을 구비하는 LED드라이버와, 상기 색상데이터에 대응하여 PWM신호를 발생하는 PWM모듈과 상기 PWM신호를 상기 색상데이터에 대응하여 상기 구동소자들 각각에 선택하여 분배하는 분배모듈을 구비하는 PWM발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신시스템.
The method of claim 6,
The transmitting device includes an LED driver including driving elements for driving each of the LED lamps, a PWM module for generating a PWM signal corresponding to the color data, and the driving signal for the PWM signal corresponding to the color data, respectively. And a PWM generation unit having a distribution module for selecting and distributing the visible light communication system.
제9항에 있어서,
상기 LED드라이버는 상기 분배모듈에 의해 분배된 각 PWM신호들과 상기 코딩된 전송데이터를 각각 입력받아 AND 논리연산하여 상기 구동소자들 각각에 출력하는 AND게이트소자들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가시광통신시스템.
10. The method of claim 9,
The LED driver further includes an AND gate device that receives and outputs each of the PWM signals and the coded transmission data distributed by the distribution module, and outputs them to the driving elements. system.
KR1020100129352A 2010-12-16 2010-12-16 Visible light communication system using r,g,b led KR101258216B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100129352A KR101258216B1 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Visible light communication system using r,g,b led

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100129352A KR101258216B1 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Visible light communication system using r,g,b led

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120067780A true KR20120067780A (en) 2012-06-26
KR101258216B1 KR101258216B1 (en) 2013-04-25

Family

ID=46686706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100129352A KR101258216B1 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Visible light communication system using r,g,b led

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101258216B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016192159A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 深圳市吉芯微半导体有限公司 Data transmission method and device
CN107846751A (en) * 2017-11-17 2018-03-27 欧普照明股份有限公司 Lighting apparatus, illuminator and electronic equipment with signal edit function
CN114844564A (en) * 2022-03-17 2022-08-02 南昌大学 Modulation method of multi-primary-color LED visible light communication light source

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4643403B2 (en) 2005-09-13 2011-03-02 株式会社東芝 Visible light communication system and method
JP5031427B2 (en) * 2007-03-30 2012-09-19 三星電子株式会社 Visible light transmitter, visible light receiver, visible light communication system, and visible light communication method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016192159A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 深圳市吉芯微半导体有限公司 Data transmission method and device
CN107846751A (en) * 2017-11-17 2018-03-27 欧普照明股份有限公司 Lighting apparatus, illuminator and electronic equipment with signal edit function
CN107846751B (en) * 2017-11-17 2024-01-19 欧普照明股份有限公司 Lighting device with signal editing function, lighting system and electronic device
CN114844564A (en) * 2022-03-17 2022-08-02 南昌大学 Modulation method of multi-primary-color LED visible light communication light source

Also Published As

Publication number Publication date
KR101258216B1 (en) 2013-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101258816B1 (en) Data transmitting apparatus
US8253353B2 (en) Driving a light source
JP4616714B2 (en) OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM, LIGHTING DEVICE USED FOR THE SAME, AND TERMINAL DEVICE
US8630549B2 (en) Visible light communication apparatus and visible light communciation method
US8254791B2 (en) Optical transmitting apparatus and optical communication system
US8447189B2 (en) Transmitter, receiver for visible light communication and method using the same
AU2007253450B2 (en) Method and arrangement for transmission of data with at least two radiation sources
US9319134B2 (en) Method and device for optically transmitting data
US7613399B2 (en) Optical transmission system, optical transmitter, and optical receiver
Roberts et al. IEEE 802.15. 7 physical layer summary
US20120087677A1 (en) Method and apparatus for transmitting data using visible light communication
KR20100061109A (en) Apparatus for transmiting and receving visible light communication data
KR20080070938A (en) Method and apparatus for correcting imbalance visible light color in wavelength division parallel visible light optical communication
KR101258216B1 (en) Visible light communication system using r,g,b led
JP5179260B2 (en) Visible light communication system
JP2008182446A (en) Two-way visible-light communication apparatus
KR20070022768A (en) Optical communication apparatus and optical communication system
JP5891439B2 (en) Visible light communication system
JPH09233025A (en) Optical information transmitter
US10916165B2 (en) Cyber-enabled displays for intelligent transportation systems
KR20160136621A (en) Light Emitting Diode Apparatus And Method Of Controlling The Same
KR101616014B1 (en) Visible light communication apparatus and communication method of the same
JP5084096B2 (en) Optical transmitter and optical communication system
Henao et al. Three-dimensional spatial coding based on hybrid pulse width and pulse position modulation for simultaneous data transmission and brightness control on RGB LED arrays
JP2012147316A (en) Visible light communication device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170403

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190403

Year of fee payment: 7