基于可见光通信的用于LED光源的设备及方法技术

本发明专利技术实施例提供一种基于可见光通信的用于LED光源的设备及方法，属于可见光通信领域。其中，用于LED光源的驱动设备可包括：DC‑DC装置，用于对所接收的电压进行降压以用于为微控制单元提供所需电压；所述微控制单元，用于对存储于该微控制单元中的与所述LED光源有关的定位信息进行编码以生成定位数据帧；以及放大电路，用于对所述定位数据帧进行放大，并将放大后的定位数据帧输出至所述LED光源以驱动所述LED光源。在LED光源的驱动设备中内置定位信息，由驱动设备对该定位信息进行编码并放大以驱动LED光源，使得LED光源发出的可见光中携带有位置信息，从而可方便的实现室内定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可见光通信领域，具体地，涉及一种基于可见光通信的用于LED光源的设备及方法。
技术介绍
随着社会经济的发展，对定位技术的要求已经不仅仅局限在室外，室内定位技术于是成为了近几年的研究热点。在大型超市、医院以及学校等场合，使用室内定位技术能够快速地找到目标以及自己所处的位置，从而实现可靠的室内导航。在过去的研究中，科研人员基于无线电波技术提出了许多室内定位方案。主要有射频识别、WIFI、超声系统、蓝牙等。但无线通信的室内定位系统会受到电磁干扰影响，而且在多个用户共享的情况下通信质量下降，这些因素都直接或间接地影响了定位信息的获取以及获取的精确度。此外，基于RF的系统不能在医院、飞机场等一些电磁敏感的环境中使用，这在一定程度上促进了可见光通信在室内定位技术中的应用，基于可见光通信(VLC，VisibleLightCommunications)的室内定位系统与其它定位技术相比具有定位精度高、保密性强、无电磁干扰等优点。基于可见光通信的室内定位系统一般是依靠LED作为光源，LED具有使用电压低、功率低、寿命长、易于小型化等优点。另一方面，LED具有高速调制及响应时间短等特性，使得LED的应用从照明领域扩展到了通信和传感技术等各个领域。目前提出的基于可见光通信的室内定位系统主要采取了以下两种方法，一种是利用多点对多点的通信基于距离和角度进行定位的三角测量法，另一种是采用VLC和AdHoc网络混合的方法实现室内定位。三角测量法是一种使用三角形的几何性质来估计位置的可见光定位方法，该方法利用多点对多点的通信，基于发射端和接收端的距离或角度进行定位。图1示出了三角测量法的测量示意图，如图1所示，系统由多个LED光源及接收器组成，图中LED光源11、12、13及接收器14仅用于示意，来自每个LED光源的光信号发送独立的位置信息数据流，且都独立地被接收器接收，但所接收的时间或者信号强度不同，经计算即可实现定位。图2示出了采用VLC和AdHoc网络混合的方法实现室内定位的示意图。如图2所示，该定位系统可以包括安装在房间21内的LED光源22、中继节点23、主节点24及终端25。来自LED光源22的位置信息被中继节点23的光电二极管模块接收，接收到的位置信息被重建和处理后被转化为数字可见光标识信息，无线个域网的收发器模块将该数字可见光标识信息通过多跳传输到主节点24，最后带有位置信息的可见光标识信息被显示在连接到主节点24的终端25的屏幕上。由上述描述可知，在可见光室内定位系统中，都必须使LED光源发出数据信息，但是现有技术中并未涉及到这一部分的实现。现有的LED光源的驱动主要通过外加脉宽调制信号来调节LED光源亮度的驱动器。该LED光源驱动回路通常具有电压供应模块、缓存模块以及滤波模块。其通过电压供应模块来输出一个供应电压，通过缓存模块来接收脉宽调制信号及供应电压并对该供应电压进行缓冲，对供应电压进行功率放大。经过功率放大后的电压经过滤波模块的滤波调制，从而得到一个驱动电流来对LED光源进行驱动以使LED光源发光，并通过外加脉宽调制信号来调节LED的发光亮度。调节LED光源的发光亮度并不会使LED光源发射出含有位置信息的可见光信号，因而通过调节发光亮度来驱动LED光源的技术无法用于可见光室内定位系统。申请号为201410246324.3的专利公开了一种基于LED灯的室内定位系统，该系统通过获取LED灯的闪烁频率来获取室内的精确定位，LED灯的闪烁频率是预先设置好的。具体地，LED灯的闪烁频率由信号接收单元和数据处理单元进行预设。信号接收单元接收外部输入的LED灯闪烁频率调节信号，将该闪烁频率调节信号转换为电信号，发送给A/D转换模块。LED灯闪烁频率调节信号包括LED灯的编码和对应该编码的LED灯的闪烁频率。A/D转换模块将电信号转换为闪烁频率调节数字信号，发送给数据处理单元。数据处理单元对闪烁频率调节数字信号进行识别，生成与之对应的脉宽调制信号，将该脉宽调制信号发送给对应LED灯的驱动单元。驱动单元将脉宽调制信号转换为驱动信号，驱动LED灯发出对应闪烁频率的光。每个LED灯均具有独立的驱动单元。该技术方案虽然可以实现对基于室内定位系统的LED光源的驱动，但实质上也是通过外加脉宽调制信号来驱动LED光源的闪烁频率，其实现过程相对复杂。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种基于可见光通信的用于LED光源的设备及方法，其能够在不影响LED光源照明的情况下方便地驱动LED光源产生携带定位信息的可见光。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种用于LED光源的驱动设备，该驱动设备包括：DC-DC装置，用于对所接收的电压进行降压以用于为微控制单元提供所需电压；所述微控制单元，用于对存储于该微控制单元中的与所述LED光源有关的定位信息进行编码以生成定位数据帧；以及放大电路，用于对所述定位数据帧进行放大，并将放大后的定位数据帧输出至所述LED光源以驱动所述LED光源。可选地，所述驱动设备还包括下载装置，通过该下载装置，所述微控制单元中所存储的所述定位信息能够被更新。可选地，所述下载装置为USB接口。可选地，所述定位数据帧包括8比特的帧头、16比特的位置数据及4比特的校验码。可选地，所述定位数据帧还包括16比特的位置数据反码及4比特的校验码反码。可选地，其特征在于，所述微控制单元基于NRZ-OOK编码的方式来对对存储于该微控制单元中的与所述LED光源有关的定位信息进行编码。相应地，本专利技术实施例还提供一种可见光定位系统，该系统包括：一个或多个LED光源；与所述一个或多个LED光源相对应的一个或多个上述的驱动设备，用于驱动所述一个或多个LED光源。可选地，所述系统还包括：与所述一个或多个驱动设备所对应的一个或多个电源适配器，用于为所述一个或多个驱动设备供电。相应地，本专利技术实施例还提供一种终端，该终端包括：光接收模块，用于接收由上述的驱动设备所驱动的LED光源所发出的光信号；光电转换模块，用于将所述光信号转换为电信号；解码模块，用于从所述电信号中解码出所述LED光源的位置信息；控制模块，用于根据所述解码模块所解码的位置信息和当前位置处的地图来确定当前所处的位置。可选地，所述终端还包括：接收模块，用于从服务器接收所述当前位置处的地图。相应地，本专利技术实施例还包括一种用于终端的方法，该方法包括：接收由上述的驱动设备所驱动的LED光源所发出的光信号；将所述光信号转换为电信号；从所述电信号中解码出所述LED光源的位置信息；根据所述解码模块所解码的位置信息和当前位置处的地图来确定当前所处的位置。可选地，所述方法还包括：从服务器接收所述当前位置处的地图。通过上述技术方案，LED光源的驱动设备中内置定位信息，由驱动设备对该定位信息进行编码并放大以驱动LED光源，使得LED光源发出的可见光中携带有位置信息，从而可方便的实现室内定位。本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：图1示出了三角测量法的测量示意图；图2示出了采用VLC和AdHoc网络混合的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于LED光源的驱动设备，其特征在于，该驱动设备包括：DC‑DC装置，用于对所接收的电压进行降压以用于为微控制单元提供所需电压；所述微控制单元，用于对存储于该微控制单元中的与所述LED光源有关的定位信息进行编码以生成定位数据帧；以及放大电路，用于对所述定位数据帧进行放大，并将放大后的定位数据帧输出至所述LED光源以驱动所述LED光源。

【技术特征摘要】
1.一种用于LED光源的驱动设备，其特征在于，该驱动设备包括：DC-DC装置，用于对所接收的电压进行降压以用于为微控制单元提供所需电压；所述微控制单元，用于对存储于该微控制单元中的与所述LED光源有关的定位信息进行编码以生成定位数据帧；以及放大电路，用于对所述定位数据帧进行放大，并将放大后的定位数据帧输出至所述LED光源以驱动所述LED光源。2.根据权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，所述驱动设备还包括下载装置，通过该下载装置，所述微控制单元中所存储的所述定位信息能够被更新。3.根据权利要求2所述的驱动设备，其特征在于，所述下载装置为USB接口。4.根据权利要求1求所述的驱动设备，其特征在于，所述定位数据帧包括8比特的帧头、16比特的位置数据及4比特的校验码。5.根据权利要求4所述的驱动设备，其特征在于，所述定位数据帧还包括16比特的位置数据反码及4比特的校验码反码。6.根据权利要求1至5中任意一项权利要求所述的驱动设备，其特征在于，所述微控制单元基于NRZ-OOK编码的方式来对对存储于该微控制单元中的与所述LED光源有关的定位信息进行编码。7.一种可见光定位系统，其特征在于，该系统包括：一个或多个LED光源；与所述一个或多个LED光源相...

【专利技术属性】
技术研发人员：范林勇，
申请(专利权)人：美的智慧家居科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44