[發(fā)明專利]多路指示燈數(shù)據(jù)并行傳輸系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710663342.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN107483114B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市光域物聯(lián)科技有限公司
• 主分類號(hào): H04B10/116
• 分類號(hào): H04B10/116
• 代理公司: 深圳市壹壹壹知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44521
• 代理人: 師勇

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種多路指示燈數(shù)據(jù)并行傳輸系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括發(fā)送端及接收端，發(fā)送端包括編碼模塊及LED模塊，LED模塊包括多個(gè)并/串聯(lián)的LED指示燈；所述接收端包括解碼模塊及接收可見(jiàn)光信號(hào)的CMOS攝像頭；編碼模塊將原始數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式組織，每個(gè)數(shù)據(jù)包連續(xù)發(fā)送預(yù)設(shè)次數(shù)；再進(jìn)行編碼、調(diào)制形成基帶的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)各路LED指示燈發(fā)光；解碼模塊通過(guò)CMOS攝像頭接收可見(jiàn)光信號(hào)，生成對(duì)應(yīng)的灰度圖；根據(jù)灰度圖的明暗條紋恢復(fù)數(shù)據(jù)，最后通過(guò)譯碼、并串轉(zhuǎn)換恢復(fù)得到原始數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)采用多個(gè)LED指示燈進(jìn)行多路數(shù)據(jù)并行傳輸及采用編碼模塊連續(xù)多次發(fā)送數(shù)據(jù)，解決了通信效率低及不能進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)而提高了可見(jiàn)光成像通信的實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可見(jiàn)光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多路指示燈數(shù)據(jù)并行傳輸系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

可見(jiàn)光通信由于具有寬頻譜、高能效、綠色環(huán)保、泛在性強(qiáng)、保密性好等突出優(yōu)點(diǎn)，可見(jiàn)光通信發(fā)展前景可觀，在未來(lái)，可見(jiàn)光通信必將在短距離無(wú)線傳輸領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

目前，針對(duì)室內(nèi)可見(jiàn)光，人們主要采用CMOS攝像設(shè)備進(jìn)行接收。臺(tái)灣的Chow,C.W.團(tuán)隊(duì)已做過(guò)大量研究，該團(tuán)隊(duì)利用CMOS攝像設(shè)備的卷簾門特性，實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光調(diào)制信號(hào)的接收。“卷簾效應(yīng)”是CMOS傳感器的一個(gè)特點(diǎn)，即在接收一幀圖片時(shí)，有別于全局快門中一次捕捉一整張圖片，CMOS傳感器的卷簾快門將像素點(diǎn)一行一行水平掃描激活，再整合成為一幀圖片。這兩種快門方式的原理對(duì)比如圖1的(a)和(b)所示。

若設(shè)置LED的發(fā)送開關(guān)頻率大于CMOS攝像頭的幀速率，則可以在同一幀圖片中捕捉到明暗光條紋。當(dāng)發(fā)送端LED處于“開”狀態(tài)時(shí)，掃描行呈現(xiàn)亮條紋；反之當(dāng)LED處于“關(guān)”狀態(tài)時(shí)，掃描行呈現(xiàn)暗條紋。通過(guò)在同一幀內(nèi)捕捉明暗條紋，CMOS攝像頭可獲得高于幀速率的通信速率。完成一幀圖片的掃描后，存在一段“讀取時(shí)間周期”用于對(duì)一幀圖片進(jìn)行合成，在這段時(shí)間周期內(nèi)，CMOS傳感器為“盲的”，無(wú)法探測(cè)光信號(hào)。

Chow,C.W.團(tuán)隊(duì)據(jù)此實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光的CMOS攝像頭接收，并采用多種圖像處理算法對(duì)接收?qǐng)D片進(jìn)行優(yōu)化后解調(diào)恢復(fù)原信號(hào)，最后達(dá)到速率為0.8Kb/s的數(shù)據(jù)傳輸，能基本滿足室內(nèi)定位、室內(nèi)光標(biāo)簽信息接收等簡(jiǎn)單需求。

上述技術(shù)存在的缺點(diǎn)可歸納如下：

1)、通信效率低。可見(jiàn)光成像通信由于受到接收攝像設(shè)備幀速率的限制，難以獲得較高的通信速率，而卷簾門效應(yīng)的使用雖能使接收速率突破幀速率限制，但在目前已有的技術(shù)當(dāng)中，其通信性能并未得到充分挖掘，仍不能適應(yīng)更大數(shù)據(jù)量文件的傳輸。

2)、無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。已有的可見(jiàn)光CMOS成像通信方案中，攝像頭接收光信號(hào)后將明暗條紋圖片錄制成視頻，再通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。現(xiàn)有方案未實(shí)現(xiàn)通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收，不利于商業(yè)使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種多路指示燈數(shù)據(jù)并行傳輸系統(tǒng)及方法，以使能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及提高通信效率。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種多路指示燈數(shù)據(jù)并行傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)送端及接收端，所述發(fā)送端包括編碼模塊及LED模塊，所述LED模塊包括發(fā)送可見(jiàn)光信號(hào)的多路并聯(lián)的LED指示燈；所述接收端包括解碼模塊及接收可見(jiàn)光信號(hào)的CMOS攝像頭；

所述編碼模塊將待傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式組織，并按先后順序依次為每個(gè)數(shù)據(jù)包添加一位對(duì)應(yīng)的判斷位，每個(gè)數(shù)據(jù)包連續(xù)發(fā)送預(yù)設(shè)次數(shù)；當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)刻內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則在該時(shí)刻的原始數(shù)據(jù)后隨機(jī)添加一個(gè)包含對(duì)應(yīng)判斷位的數(shù)據(jù)包；將組織后的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，再進(jìn)行編碼、調(diào)制形成基帶的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)各路LED指示燈發(fā)光；

所述解碼模塊通過(guò)CMOS攝像頭的像素點(diǎn)接收多路LED指示燈的可見(jiàn)光信號(hào)，根據(jù)可見(jiàn)光信號(hào)生成對(duì)應(yīng)的灰度圖；根據(jù)灰度圖的明暗條紋恢復(fù)出對(duì)應(yīng)的“0”、“1”數(shù)據(jù)，最后通過(guò)譯碼、并串轉(zhuǎn)換恢復(fù)得到原始數(shù)據(jù)。