基于无线光频通信的身份识别及定位系统技术方案

一种基于无线光频通信的身份识别及定位系统，包括信息标牌和由多个识别及定位灯具组成的光频通信网络；信息标牌包括微处理器、供电模块、光发射电路模块、指示电路模块和指示灯；供电模块分别与指示电路模块、微处理器和光发射电路模块连接；指示电路模块与指示灯连接；微处理器分别与光发射电路模块和指示电路模块连接；识别及定位灯具包括光频接收器、热释电感应传感器、处理器模块、通信模块和驱动电路模块；驱动电路模块分别与光频接收器、热释电感应传感器、处理器模块和通信模块连接；处理器模块分别与光频接收器、热释电感应传感器和通信模块连接。该系统能使灯具具有定位和感知功能，有助于实现地下空间的人员与物品的识别及定位管理。

Identity Recognition and Location System Based on Wireless Optical Frequency Communication

【技术实现步骤摘要】
基于无线光频通信的身份识别及定位系统
本技术涉及一种基于无线光频通信的身份识别及定位系统及方法。
技术介绍
随着科技的进步，定位管理手段日新月异，室外GPS定位、北斗定位等已经被人们熟知并投入应用。但在舱室内、洞库及地下设施内对人员与物品的定位管理一直是定位与身份识别技术的难题。为了解决诸如舱室内、洞库及地下设施内对人员与物品难以定位的难题，近年来很多研发机构和企业均投入大量的时间去攻克这一难题，基于Wi-Fi、蓝牙、红外线、RFID等手段的定位技术不断推出，但是都具有一定的局限与不足之处，且均不能与照明灯具进行有效的结合。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种基于无线光频通信的身份识别及定位系统，该系统能利用灯具网络对地下空间内的人员进行定位和识别，使灯具在照明的基础上，还兼具有定位和感知功能，有助于高效地实现地下空间的人员与物品的定位管理及身份识别。为了实现上述目的，本技术提供一种基于无线光频通信的身份识别及定位系统，包括信息标牌和由多个识别及定位灯具组成的灯具网络；所述信息标牌包括微处理器、供电模块、光发射电路模块、低电量指示电路模块和指示灯、电子墨水屏模块；所述供电模块分别为微处理器、光发射电路模块和指示电路模块进行供电；所述光发射电路模块与微处理器连接，用于根据微处理器的控制发出红外光脉冲；所述指示电路模块分别与微处理器和指示灯连接，用于根据微处理器的控制指示供电模块的工作状态；所述微处理器用于将需要发送的唯一识别码通过光发射电路模块发送出去，用于通过控制指示电路模块对指示灯进行控制；所述识别及定位灯具包括LED模组、光频接收器、热释电感应传感器、处理器模块、通信模块和驱动电路模块；所述光频接收器和处理器模块连接，用于接收信息标牌上光发射电路模块发出的唯一标识码，并将接收到的唯一标识码发送给处理器模块；所述热释电感应传感器和处理器模块连接，用于感应是否有人经过，并在有人经过时向处理器模块发出有人电信号；所述通信模块与处理器模块连接；所述通信模块为网络传输模块或者PLC通信模块，与远端的服务器连接；所述驱动电路模块用于将外部的交流电转化为直流电，并分别为光频接收器、热释电感应传感器、处理器模块和通信模块供电；所述LED模组用于提供照明；所述处理器模块用于用于在接收到有人电信号后，根据是否能接收到唯一标识码或接收到的唯一识别码是否能与内部存储的识别码相匹配来判定人员的合法性，并将判断结果通过通信模块发送给服务器；处理器模块还与驱动电路模块连接，用于通过驱动电路模块对LED模组的供电进行控制。在该技术方案中，信息标牌中通过设置有微处理器和光发射电路模块能够便于发出设定的红外光脉冲，能使信息标牌同时具有绑定人员信息和定位的功能，从而能使佩戴信息标牌的人员能便于被定位及被识别。该信息标牌结构简单、制造成本低，便于携带。识别及定位灯具通过使灯具内部设置有热释电感应传感器和光频接收器，能便于灯具采集照明范围内人员信息。热释电感应传感器能通过红外感应的方式识别出是否有人通过，光频接收器能便于接收信息标牌发出的唯一标识码，一体化控制模块不仅能提供供电，且能识别出唯一标识码是否具有合法权限。一体化控制模块通过通信网络与服务器连接，能便于外部的服务器利用设置在舱室内、洞库及地下设施内的灯具对人员进行识别和定位。该灯具在具有照明功能的同时，还具有红外人体感应和定位的联动功能，能有效采集灯具照明范围内的人员信息。该灯具能满足舱室内、洞库及地下设施内实时了解人员位置及身份和查看行动轨迹、以及人员闯入报警的需求。进一步，为了便于显示人员信息，所述信息标牌还包括电子墨水屏，所述电子墨水屏与微处理器连接，用于根据微处理器的控制进行佩戴人员信息的显示。进一步，所述供电模块由充电电路、蓄电池和稳压电路组成，所述充电电路通过蓄电池与稳压电路连接，所述充电电路用于向蓄电池进行充电，所述稳压电路用于将蓄电池的输出电压稳压到微处理器、指示电路模块和光发射电路模块需要的工作电压；所述微处理器与蓄电池连接，用于检测蓄电池的电量情况。进一步，为了便于更换人员信息，同时，也便于外部设备与微处理器之间进行交互通信，还包括下载接口，所述下载接口与微处理器连接，用于从外部设备上下载程序到微处理器和下载身份信息到电子墨水屏。进一步，为了方便进行充电，同时，也为了方便微处理器与外部设备之间的交互通信，还包括磁吸式接口，所述磁吸式接口与下载接口和蓄电池连接，用于向蓄电池进行充电，用于向微处理器中输入身份信息。进一步，为了提高该灯具的集成度，同时，也为了便于安装和维护，所述识别及定位灯具还包括壳体、透明灯罩、LED模组支架和接线端子；所述处理器模块、通信模块和驱动电路模块集成形成一体化控制模块，一体化控制模块安装在壳体内的底部，所述LED模组支架通过设置在壳体中的多个支撑柱定位安装在壳体内的上部，所述LED模组通过连接件安装在LED模组支架的上部；所述透明灯罩设置在LED模组的外部，且透明灯罩的开口端与壳体的开口端固定连接；所述光频接收器和热释电感应传感器均安装在透明灯罩内部，一体化控制模块通过通信网络与服务器连接；为了提高该信息标牌的集成度，同时，也为了便于携带，所述信息标牌还包括前盖板、后盖板、电路板、磁铁和别针；所述前盖板和后盖板之间固定连接，并将电子墨水屏、蓄电池和电路板包裹；所述微处理器、充电电路、稳压电路、光发射电路模块和指示电路模块均集成于电路板上；所述前盖板的上部设置有预留孔，前盖板的中部对应电子墨水屏地设置有透明窗口；所述后盖板的左部设置有定位围板；所述指示灯固定安装在预留孔中，所述电子墨水屏固定安装于透明窗口处；所述电路板固定安装于定位围板中；所述蓄电池设置在电子墨水屏和电路板之间，且位于电路板的下部；所述磁铁固定在后盖板的内侧；所述别针固定连接在后盖板的外侧。进一步，为了便于壳体和灯罩的连接与脱离，所述壳体的开口端连接有卡扣，所述透明灯罩的开口端设置有与卡扣相适配的卡槽，透明灯罩的开口端与壳体的开口端通过卡扣与卡槽的配合相互固定连接；所述壳体下端安装有安装支架；为了对信息标牌进行维护，所述前盖板和后盖板之间通过螺丝连接。进一步，为了便于实现进线的密封，所述壳体的一侧设置有至少一个进线孔，所述进线孔中安装有M25填料函。作为一种优选，所述处理器模块的核心采用STM32F103C8T6；所述微处理器的核心采用STM8L051F3P6。附图说明图1是本技术的电路原理框图；图2是本技术中识别及定位灯具的结构示意图；图3是本技术中信息标牌的结构示意图；图4是本技术中识别及定位灯具中驱动电路模块的电路原理图；图5是本技术中识别及定位灯具中LED模组灯板的电路图；图6是本技术中识别及定位灯具中处理器模块的核心电路图；图7是本技术中识别及定位灯具中光频接收器的电路原理图；图8是本技术中识别及定位灯具中通信模块的电路原理图；图9是是本技术中识别及定位灯具中与处理器模块连接的接口J4的电路原理图。图10是本技术中信息标牌中充电电路与稳压电路的电路原理图；图11是本技术中信息标牌中微处理器的核心电路图。图中：1、透明灯罩，2、光频接收器，3、热释电感应传感器，4、连接件，5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线光频通信的身份识别及定位系统，其特征在于，包括信息标牌和由多个识别及定位灯具组成的灯具网络；所述信息标牌包括微处理器、供电模块、光发射电路模块、低电量指示电路模块和指示灯（101）、电子墨水屏模块；所述供电模块分别为微处理器、光发射电路模块和指示电路模块进行供电；所述光发射电路模块与微处理器连接，用于根据微处理器的控制发出红外光脉冲；所述指示电路模块分别与微处理器和指示灯（101）连接，用于根据微处理器的控制指示供电模块的工作状态；所述微处理器用于将需要发送的唯一识别码通过光发射电路模块发送出去，用于通过控制指示电路模块对指示灯（101）进行控制；所述识别及定位灯具包括LED模组（5）、光频接收器（2）、热释电感应传感器（3）、处理器模块、通信模块和驱动电路模块；所述光频接收器（2）和处理器模块连接，用于接收信息标牌上光发射电路模块发出的唯一标识码，并将接收到的唯一标识码发送给处理器模块；所述热释电感应传感器（3）和处理器模块连接，用于感应是否有人经过，并在有人经过时向处理器模块发出有人电信号；所述通信模块与处理器模块连接；所述通信模块为网络传输模块或者PLC通信模块，与远端的服务器连接；所述驱动电路模块用于将外部的交流电转化为直流电，并分别为光频接收器（2）、热释电感应传感器（3）、处理器模块和通信模块供电；所述LED模组（5）用于提供照明；所述处理器模块用于用于在接收到有人电信号后，根据是否能接收到唯一标识码或接收到的唯一识别码是否能与内部存储的识别码相匹配来判定人员的合法性，并将判断结果通过通信模块发送给服务器；处理器模块还与驱动电路模块连接，用于通过驱动电路模块对LED模组（5）的供电进行控制。...

【技术特征摘要】
1.一种基于无线光频通信的身份识别及定位系统，其特征在于，包括信息标牌和由多个识别及定位灯具组成的灯具网络；所述信息标牌包括微处理器、供电模块、光发射电路模块、低电量指示电路模块和指示灯（101）、电子墨水屏模块；所述供电模块分别为微处理器、光发射电路模块和指示电路模块进行供电；所述光发射电路模块与微处理器连接，用于根据微处理器的控制发出红外光脉冲；所述指示电路模块分别与微处理器和指示灯（101）连接，用于根据微处理器的控制指示供电模块的工作状态；所述微处理器用于将需要发送的唯一识别码通过光发射电路模块发送出去，用于通过控制指示电路模块对指示灯（101）进行控制；所述识别及定位灯具包括LED模组（5）、光频接收器（2）、热释电感应传感器（3）、处理器模块、通信模块和驱动电路模块；所述光频接收器（2）和处理器模块连接，用于接收信息标牌上光发射电路模块发出的唯一标识码，并将接收到的唯一标识码发送给处理器模块；所述热释电感应传感器（3）和处理器模块连接，用于感应是否有人经过，并在有人经过时向处理器模块发出有人电信号；所述通信模块与处理器模块连接；所述通信模块为网络传输模块或者PLC通信模块，与远端的服务器连接；所述驱动电路模块用于将外部的交流电转化为直流电，并分别为光频接收器（2）、热释电感应传感器（3）、处理器模块和通信模块供电；所述LED模组（5）用于提供照明；所述处理器模块用于用于在接收到有人电信号后，根据是否能接收到唯一标识码或接收到的唯一识别码是否能与内部存储的识别码相匹配来判定人员的合法性，并将判断结果通过通信模块发送给服务器；处理器模块还与驱动电路模块连接，用于通过驱动电路模块对LED模组（5）的供电进行控制。2.根据权利要求1所述的一种基于无线光频通信的身份识别及定位系统，其特征在于，所述信息标牌还包括电子墨水屏，所述电子墨水屏与微处理器连接，用于根据微处理器的控制进行佩戴人员信息的显示。3.根据权利要求1或2所述的一种基于无线光频通信的身份识别及定位系统，其特征在于，所述供电模块由充电电路、蓄电池（104）和稳压电路组成，所述充电电路通过蓄电池（104）与稳压电路连接，所述充电电路用于向蓄电池（104）进行充电，所述稳压电路用于将蓄电池（104）的输出电压稳压到微处理器、指示电路模块和光发射电路模块需要的工作电压；所述微处理器与蓄电池（104）连接，用于检测蓄电池（104）的电量情况。4.根据权利要求1或2所述的一种基于无线光频通信的身份识别及定位系统，其特征在于，还包括下载接口，所述下载接口与微处理器连接，用于从外部设备上下载程序到微处理器和下载身份信息到电子墨水屏。5.根据权利要求4所述的一种基于无线光频通信的身份识别及定位系统，其特征在于，还包括磁吸式接口，所述磁吸式接口与下载接口和...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱涛，陈玲，赵铁军，王瑶，朱霞云，
申请(专利权)人：徐州智谷光频产业研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32