[发明专利]基于LED交通灯可见光通信的盲人交通提示系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种语音提示系统，特别涉及一种基于LED交通灯可见光通信的盲人交通提示系统

背景技术

随着社会的发展，残疾人士越来越受到重视和关心，很多地方都采取了各式各样的方式来方便残疾人士的出行，但是如何辅助视力残障人士过交通路口的问题一直是各国研究的一个热点，也是一个迫切需要解决的问题。

《电子技术应用》2007年第10期的《基于单片机无线通信技术的盲人交通提示系统的设计》一文中，公开了一种交通语音提示系统，该系统采用AT89S51单片机结合无线电射频芯片NRF401的方法，为盲人设计一套便携式的信号发送/接受终端，自主地发送和接受信号，以半双工通信方式和嵌入手杖的ISD1420语音播放模块来共同实现交通灯信号的无线语音提示播放功能，性能比现有的交通语音提示系统有了较大的提高。但是这种方法需要在所有的交通灯系统内设置射频装置，由于射频装置价格不菲，所以需要另外投资很大一笔费用，此外，大功率射频信号对人体有电磁辐射影响。近年来，被誉为“绿色照明”的半导体(LED)照明技术发展迅猛。由于LED交通灯节省能源、可靠性好及在日间及恶劣天气条件下可见度高等多种益处。用LED制作交通信号灯已成趋势。利用LED响应灵敏度高、调制性能好的突出优点可以实现LED交通灯可见光无线通信系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种响应灵敏度高、调制性能好的利用LED交通灯进行可见光无线通信的盲人交通提示系统。将数字信号调制到LED交通灯发射的可见光上进行传输，使用LED交通灯作为发射机，首先用不同码字信号调制LED交通灯，使之在不同的交通情况(如红灯亮或绿灯亮)下发射并在空间传输不同的码字信号。再设计一个盲人所戴的眼镜作为LED光信号的接收机，接收到LED交通灯发射来的信号，解调后，根据收到的信号转换成相应的语音提示，盲人可以根据眼镜架上的小喇叭发出的语音提示穿过公路。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于LED交通灯可见光通信的盲人交通提示系统，包括发射端和接收端，发射端由LED编码器、驱动电路和LED交通灯组成，所述LED编码器将数字信息码编为适合光传输的编码，该编码作为驱动电流送入LED驱动电路，所述驱动电路根据编码控制LED交通灯的显示，将编码信号加载到LED交通灯发出的光信号中；接收机由光接收器、解码器、控制器、存储器、音频模块和喇叭组成；光接收器由光聚焦镜和光电探测器组成；光聚焦镜接收LED交通灯发出的光信号，光电探测器将光信号变成电信号，经过放大传递到解码器，解码器解码将电信号还原成原来的数字信息码，控制器根据数字信息码读出事先存储在存储器相应地址的音频信号，由音频模块将音频信号从喇叭中播放出。

所述发射端中，通过LED编码器对驱动电路的驱动电流进行调制，让LED交通灯发出的光中载有描述所发出的光的信息。

所述发射端的工作方式：将要发送的数字信息码由调制电路中的编码器编为适合光传输的曼切斯特编码，该编码作为驱动电流送入LED交通灯的驱动电路，分别驱动红、黄、绿交通灯发光并载波相关传输信息。根据预先设定的码字来调制并驱动LED，当码为‘1’的时候，灯亮，码为‘0’的时候，灯灭。为了防止传输中出现过多0而使灯不发光，采用曼切斯特编码，当信号为‘1’时，编码为‘10’；信号为‘0’时，编码为‘01’。因此，曼切斯特编码适合本系统光传输。

由LED编码器调制电路来控制驱动电路，如当红灯亮时，发出‘0100000000’的信号，编码器会将信号进行曼切斯特编码后控制驱动电路发出‘01100101010101010101’信号，在‘0’的时候无光，‘1’的时候有光；相应的，绿灯亮时，发出‘0010000000’信号，黄灯亮时，发出‘0110000000’也是这样工作的。码字传输速率在1Kbit/s以上时，其调制频率远远大于50HZ以上，人眼不会感觉光的闪烁。

所述接收机系统由光聚焦镜，光电探测器，解码器，控制器，存储器，音频模块和小喇叭组成。光聚焦镜负责收集LED交通灯发出的光信号。光电探测器负责将光信号转换成电流信号，并将电信号放大。解码器负责将曼切斯特码还原为原来的数字信息码。控制器根据还原的信息码读出事先存储在存储器相应地址的音频信号，由音频模块将音频信号从喇叭中播放出。

所述接收机外形结构为眼镜的形状，其中一个镜片作为光接收器，由光聚焦镜及放置其后的光电探测器组合成，另一个镜片位置放置解码器和控制器，两边的镜架，一边镜架放入锂电池进行供电，另一边镜架放入和控制器的音频输出端口相连的喇叭。