[發明專利]基于可見光無線傳輸的單基站集成通信定位一體化系統

有效

• 申請號: 202111246331.X
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113965259B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 馬帥;李兵;曹世昱;李曉茹;李世銀
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04W4/33;H04W4/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

本申請提供了一種基于可見光無線傳輸的單基站集成通信定位一體化系統，屬于通信定位領域。該系統包括下行信息鏈路、上行信息鏈路。下行主要包括數據幀寫入模塊、發送驅動模塊、LED燈、光接收機、信號放大模塊、處理器、顯示模塊。上行通路包含處理器、紅外驅動模塊、紅外發射模塊、紅外接收模塊、接收放大模塊、中心處理器。中心服務器主要功能是實現ID的分配和信息幀的寫入，每個客戶終端位置信息的共享。本申請解決了大型定位系統成本高昂、維護困難、和室內和地下無法定位的問題，同時提供了一種具有ID標簽和信息幀的LED便于實時位置的切換識別精確位置定位和信息的傳輸，加快了具體位置的快速定位。

技術領域

本申請屬于可見光通信定位領域，尤其涉及一種基于可見光無線傳輸的單基站集成通信定位一體化系統。

背景技術

可見光通信技術具有無電磁干擾、無需申請頻段、綠色環保等優點，因此近年來倍受關注。該技術主要利用熒光燈或LED光源經電路調制后發出的光信號進行信息的傳輸，它可以使LED光源在照明的同時進行高速通信。

隨著各行各業生產現代化的不斷提高，對通信手段、系統功能的要求不斷增多，因此不斷完善快速、準確、實時的通信或著現在更為流行的快速切換的室內定位系統是十分有必要的。傳統的定位技術主要是GPS定位，但是會出現無法避免的問題在室內無法定位或者定位精度不夠的現象，現有一些大型場地，如企業單位、辦公樓、地下停車場，若想進行通信則需要專門的布線，且鋪設線路費時、費力。并且無法集成小型化。

發明內容

本申請提供了一種基于可見光無線傳輸的單基站集成通信定位一體化系統。

為了達到以上目的，本申請提供了一種基于可見光無線傳輸的實時單基站集成通信定位一體化系統，包含用于發射數據幀的基站以及用于接收數據幀并回傳定位信息的客戶端；

所述基站包括中心處理器，所述中心處理器包括數據幀寫入模塊，數據幀寫入模塊同時連接一組接入節點；每個接入節點包括連接數據幀寫入模塊的發送驅動模塊、用于發送數據幀的LED光源、紅外接收模塊以及用于放大紅外接收信號接收放大模塊；

數據幀包含幀頭、數據包長度、定位幀、信息幀以及校驗位；其中定位幀包含用于光源識別的ID幀和用于精確定位的強度幀，信息幀包括傳輸基站下傳的命令信息；

數據幀寫入模塊根據定位區域的LED光源的個數和LED光源分布位置確定每個LED光源對應的ID編碼以及ID編碼的總數；

中心處理器的數據幀寫入模塊，給每個LED光源分配數據幀中的定位幀和寫入信息幀，便于客戶端定位和接收信息；

發送驅動模塊，與數據幀寫入模塊相連，將中心處理器分配的定位幀和信息幀加載到LED光源上。

LED光源，用于發送數據幀；

所述客戶端包括處理器，處理器依次連接信號放大模塊以及光接收機；

其中光接收機包含三個以上的光電二極管；光電二極管，用于光電信號的轉換，將檢測到LED光源的光強信號轉換為同比的電信號供給信號放大模塊進行使用；

信號放大模塊，與光接收機連接，將光電二極管傳出的電信號進行放大，放大后的數據傳輸給客戶端處理器使用；

處理器，接收信號放大模塊傳輸的電信號，進行解析、處理得到位置坐標和信息；所述一體化系統采用最小二乘法的數據處理機制計算客戶端在LED光源下的坐標位置。

本發明中采用二進制方式對每個光源進行編碼，LED光源的亮和滅代表機器二進制碼的兩個碼，使用基站端的中心處理器對光源進行OOK調制，按照LED光源分配的ID幀和信息幀進行鍵控；采用二進制方式對紅外光信號進行編碼，以電壓驅動鍵控驅動紅外發送模塊，在基站端的紅外接收模塊中識別紅外信號，從而在基站端的對應注冊表中找到對應的LED光源。