[发明专利]多路指示灯数据并行传输系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种多路指示灯数据并行传输系统及方法，所述系统包括发送端及接收端，发送端包括编码模块及LED模块，LED模块包括多个并/串联的LED指示灯；所述接收端包括解码模块及接收可见光信号的CMOS摄像头；编码模块将原始数据以数据包的形式组织，每个数据包连续发送预设次数；再进行编码、调制形成基带的电信号驱动各路LED指示灯发光；解码模块通过CMOS摄像头接收可见光信号，生成对应的灰度图；根据灰度图的明暗条纹恢复数据，最后通过译码、并串转换恢复得到原始数据。本发明实施例通过采用多个LED指示灯进行多路数据并行传输及采用编码模块连续多次发送数据，解决了通信效率低及不能进行实时数据传输，进而提高了可见光成像通信的实用性。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种多路指示灯数据并行传输系统及方法。

背景技术

可见光通信由于具有宽频谱、高能效、绿色环保、泛在性强、保密性好等突出优点，可见光通信发展前景可观，在未来，可见光通信必将在短距离无线传输领域发挥重要作用。

目前，针对室内可见光，人们主要采用CMOS摄像设备进行接收。台湾的Chow,C.W.团队已做过大量研究，该团队利用CMOS摄像设备的卷帘门特性，实现了可见光调制信号的接收。“卷帘效应”是CMOS传感器的一个特点，即在接收一帧图片时，有别于全局快门中一次捕捉一整张图片，CMOS传感器的卷帘快门将像素点一行一行水平扫描激活，再整合成为一帧图片。这两种快门方式的原理对比如图1的(a)和(b)所示。

若设置LED的发送开关频率大于CMOS摄像头的帧速率，则可以在同一帧图片中捕捉到明暗光条纹。当发送端LED处于“开”状态时，扫描行呈现亮条纹；反之当LED处于“关”状态时，扫描行呈现暗条纹。通过在同一帧内捕捉明暗条纹，CMOS摄像头可获得高于帧速率的通信速率。完成一帧图片的扫描后，存在一段“读取时间周期”用于对一帧图片进行合成，在这段时间周期内，CMOS传感器为“盲的”，无法探测光信号。

Chow,C.W.团队据此实现了可见光的CMOS摄像头接收，并采用多种图像处理算法对接收图片进行优化后解调恢复原信号，最后达到速率为0.8Kb/s的数据传输，能基本满足室内定位、室内光标签信息接收等简单需求。

上述技术存在的缺点可归纳如下：

1)、通信效率低。可见光成像通信由于受到接收摄像设备帧速率的限制，难以获得较高的通信速率，而卷帘门效应的使用虽能使接收速率突破帧速率限制，但在目前已有的技术当中，其通信性能并未得到充分挖掘，仍不能适应更大数据量文件的传输。

2)、无法进行实时数据传输。已有的可见光CMOS成像通信方案中，摄像头接收光信号后将明暗条纹图片录制成视频，再通过计算机进行处理恢复原始数据。现有方案未实现通信数据的实时接收，不利于商业使用。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种多路指示灯数据并行传输系统及方法，以使能够进行实时数据传输及提高通信效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种多路指示灯数据并行传输系统，包括发送端及接收端，所述发送端包括编码模块及LED模块，所述LED模块包括发送可见光信号的多路并联的LED指示灯；所述接收端包括解码模块及接收可见光信号的CMOS摄像头；

所述编码模块将待传输的原始数据以数据包的形式组织，并按先后顺序依次为每个数据包添加一位对应的判断位，每个数据包连续发送预设次数；当一个数据传输的时刻内发送的数据包个数为奇数时，则在该时刻的原始数据后随机添加一个包含对应判断位的数据包；将组织后的原始数据进行串并转换，再进行编码、调制形成基带的电信号驱动各路LED指示灯发光；

所述解码模块通过CMOS摄像头的像素点接收多路LED指示灯的可见光信号，根据可见光信号生成对应的灰度图；根据灰度图的明暗条纹恢复出对应的“0”、“1”数据，最后通过译码、并串转换恢复得到原始数据。