一种基于APP识别光条纹码的可见光通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于APP识别光条纹码的可见光通信系统，系统包括：发射端模块，接收端模块，信号处理模块。所述发射端模块为内嵌编码芯片的照明灯具，产生人眼无法察觉的明暗相间的条纹图像；所述接收端模块为带有COMS感光元器件的电子产品，检测所述发射端产生的明暗相间的条纹图像；所述信号处理模块为所述系统的APP程序，安装于接收端模块上，对所述接收端检测到的明暗相间的条纹图像进行解码，并根据其中的信息调用相关内容，将其呈现在所述接收端模块上。本发明专利技术所用器材简单，改造方便，能够提高信息传播接收效率，节省工作时间，节约能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可见光通信
，特别是一种基于APP识别光条纹码的可见光通信系统及其使用方法。
技术介绍
白光LED具有节能、可靠、寿命长、价格低以及高速调制等特性，可同时实现照明和可见光通信双重功能。可见光通信具有安全节能、免电磁干扰、通信速率高以及精确定位等很多优势，应用前景广阔，是光通信领域的研究热点。从2000年日本研究者提出可见光通信起，经过十几年的发展，传输速率越来越高，不断取得突破性成果。大多数CMOS传感器上的像元由行扫描线依次触发，因此不能立刻获得完整的图像。在触发期间，行扫描线依次曝光、采样和存储。这个过程完成后，扫描线将合并在一起以形成一幅完整的图像，卷帘快门就是描述该过程的一个术语。将CMOS传感器用于可见光通信接收端，将有利于可见光通信技术的推广和应用。采用CMOS的卷帘快门进行可见光通信，可以接收人眼察觉不到的闪烁信息，根据接收到的亮暗条纹进行解码，利用该效应可以实现远高于CMOS传感器帧频的数据速率。对LED照明灯，通过编码芯片使其明暗交替发光，产生明暗条纹图像。编码芯片的编码方式为每帧包括起始比特和信息比特，起始比特由4bit连续“1”组成，规定信息比特的首位为“1”，末位为“0”，则经过曼彻斯特编码后数据变为“111101……101111”；编码数据为1，则照明灯点亮，编码数据为0，则照明灯熄灭，由此产生明暗条纹图像；再由CMOS传感器接收识别这样的明暗条纹图像，再由特定程序对明暗条纹图像进行解析，则可获取明暗条纹图像中加载的信息，完成可见光通信的过程。
技术实现思路
本专利技术的目的，是要提供一种高效、节能、便捷的一种基于APP识别光条纹码的可见光通信系统。本系统，可应用于各种信息交流系统，如博物馆展品信息的讲解系统、商场物品导购系统、物流仓库库存管理系统、智慧城市路灯信息交流系统等。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：1、本专利技术的系统包括：发射端模块，接收端模块，信号处理模块。所述发射端模块为内嵌编码芯片的照明灯具，产生人眼无法察觉的明暗相间的条纹图像；所述接收端模块为带有COMS感光元器件的电子产品，检测所述发射端产生的明暗相间的条纹图像；所述信号处理模块为所述系统的APP程序，安装于接收端模块上，对所述接收端检测到的明暗相间的条纹图像进行解码，并根据其中的信息调用相关内容，将其呈现在所述接收端模块上。2、所述的发射端模块中的照明灯具为内嵌编码芯片的LED照明灯，内嵌编码芯片为单片机或可编程逻辑器件。3、所述的接收端模块中的COMS感光元器件要求像元数高于1280×720个像元，分辨率高于200W像素，帧频高于30fps。本专利技术的优点在于，可以直接利用照明灯具进行可见光通信的实现，只需在驱动器内增加编码芯片，而无需做整灯替换，因此可达到节约成本的目的。而控制照明灯所产生的明暗相间的条纹图像是不能被人眼察觉的，因此并不影响照明灯起到照明的固有作用。同时，使用带有COMS感光元器件的电子产品直接扫描照明灯发出的光线，或扫描照明灯在任意物体表面发射光线，均可以得到产生的明暗相间条纹图像，进而得到相关地址信息，使用便捷。附图说明图1为本专利技术的系统构成框图。图2为本专利技术的工作原理框图。具体实施方式下面结合具体实施例，即采用APP识别光条纹码的信息发布系统的博物馆展品信息讲解实施例对本专利技术作进一步描述，在此仅用本专利技术的示意性实施例及其说明来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。根据图1所示，此系统由发射端模块，接收端模块，信号处理模块组成。在具体实施例中，发射端为内嵌编码芯片的博物馆照明灯；接收端为智能手机；APP程序可以下载安装应用于智能手机上，且展品讲解资源库封装于APP中，其内容由博物馆预先提供。首先，根据博物馆现场环境安装内嵌编码芯片的博物馆照明灯，只要对现有博物馆照明灯的驱动电路进行简单改造即可完成。其次，将编制好的基于光条纹码识别的信息发布系统APP软件及讲解资源发布到相关的平台上，供游客下载安装使用。最后，如图2所示，游客使用下载好的APP软件，令APP软件调用智能手机的摄像头扫描照明灯照出的光亮区域，即可识别照明灯产生的明暗相间条纹，获取相关展品介绍信息。具体使用流程为：A、游客将基于光条纹码识别的信息发布系统APP软件下载到智能手机设备中，此时，封装在APP软件中的展品讲解资源库也同时被下载到游客的智能手机中；B、游客在APP软件下载完毕后，进行软件安装，安装成功后开启软件，使用软件调用智能手机的摄像头直接扫面照明灯，或扫描照明灯照出的光亮区域；C、APP获取照明灯产生的明暗相间条纹并进行解析，根据其中编码的信息ID调用展品讲解资源库中的相关信息，此时，手机即获取展品的标识信息，经过一系列处理后进行语音、文字、图片、视频的播放展示。一般博物馆具有多个展厅或展区，博物馆可以根据实际环境情况分布式部署若干个不同的照明灯系统，系统之间无关联，均为独立系统，即可提供不同展品的信息编码，便于在不同的展厅或展区为观众提供自助讲解服务，提升博物馆的管理水平和服务水平。同时，系统可以在相关网络平台上对基于光条纹码识别的信息发布系统APP软件和展品讲解资源库内容的更新，能够为观众提供最新的导览内容服务，促进博物馆导览服务水平的提升。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术所述系统及其实施方法所做的同等变化及修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于APP识别光条纹码的可见光通信系统，包括发射端模块，接收端模块，信号处理模块，其特征在于：所述发射端模块为内嵌编码芯片的照明灯具，产生人眼无法察觉的明暗相间的条纹图像；所述接收端模块为带有COMS感光元器件的电子产品，检测所述发射端产生的明暗相间的条纹图像；信号处理模块对接收端模块检测到的明暗相间的条纹图像进行解码，并根据其中的信息调用相关内容，将其呈现在所述接收端模块上。

【技术特征摘要】
1.一种基于APP识别光条纹码的可见光通信系统，包括发射端模块，接收端模块，信号处理模块，其特征在于：所述发射端模块为内嵌编码芯片的照明灯具，产生人眼无法察觉的明暗相间的条纹图像；所述接收端模块为带有COMS感光元器件的电子产品，检测所述发射端产生的明暗相间的条纹图像；信号处理模块对接收端模块检测到的明暗相间的条纹图像进行解码，并根据其中的信息调用相关内容，将其呈现在所述接收端模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔钊，陈泉润，郭玮宏，张涛，郑伟波，李茹，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31