(一)技術領域

本發(fā)明屬于基于led的可見光通信(visiblelightcommunication，縮寫為vlc)通信系統(tǒng)技術領域。

(二)

背景技術：

隨著對通信服務質量和速度的要求不斷提升，現有的無線通信由于頻譜資源限制以及電磁干擾等因素而面臨瓶頸。而可見光通信(visiblelightcommunication，縮寫為vlc)憑借其豐富和自由的頻譜資源，無電磁干擾和保密性優(yōu)良成為具有潛力的通信技術。此外，隨著近年來led燈逐漸取代傳統(tǒng)白熾燈作為光源，可以同時實現調制信號和照明用途，為可見光通信提供了基礎和條件。

一般的基于白光led的可見光通信系統(tǒng)包括完整的發(fā)射端，信道傳輸和接收端三個部分。在發(fā)射端，原始信號經過調制和預處理后轉換為光信號由led發(fā)送，通過自由空間發(fā)射。在接收端，光線通常由經接收機前端的透鏡聚焦到光電探測器上，將光信號轉換為電信號之后再進行解調等操作就可以提取出原始信號。迄今為止，大量實驗已經證實了可見光系統(tǒng)在室內環(huán)境下最高可以達到大約1gbit/s的數據傳輸速率。

為了達到高速的數據率，接收端需要速率合適的光電檢測器(photodetector，縮寫為pd)。而目市面上常見的攝像頭可以作為可見光通信的接收機，攝像頭采用卷簾效應可以達到比普通攝像頭更高的速率。目前已有實驗提出了數據速率達到1.68kbit/s的基于卷簾效應(rollingshuttereffect，縮寫為rse)的可見光通信系統(tǒng)。盡管此速率無法滿足室內無線通信的要求，但是可以適用于對速率要求較低的近場識別通信系統(tǒng)。

目前，市面上廣泛的應用的近場身份識別通信系統(tǒng)采用射頻識別技術(radiofrequencyidentification，縮寫為rfid)。rfid具有便攜，快速和靈活的優(yōu)點，但由于是基于射頻的傳輸，系統(tǒng)不可避免的會存在電磁干擾的問題。這使得rfid技術不適用于對電磁波敏感的環(huán)境下?；谀壳皬V泛應用led光源和基于卷簾效應的攝像頭的情況，本發(fā)明提出了一種面向近場通信的可見光識別收發(fā)裝置，即可見光身份識別技術(visiblelightidentification，縮寫為vlid)。該裝置利用led光源和攝像頭作為發(fā)射端和接收端部件進行近場的身份信息傳輸和識別，可以應用于不同的近場場景的身份識別驗證，尤其在對電磁干擾敏感的環(huán)境下具有顯著優(yōu)勢。

(三)

技術實現要素：

基于上述情況，本發(fā)明提出了一種面向近場通信的可見光識別收發(fā)裝置。此裝置利用led光源作為發(fā)射端發(fā)射光信號部件，基于rse的攝像頭作為光電檢測器，可以實現近場的可見光身份識別信息通信。整個裝置分為移動裝置和識別裝置兩個部分，每個裝置都具有接收和發(fā)送的功能，移動裝置和識別裝置之間通過可見光進行數據交換通信。

為了實現上述目的，本發(fā)明所采用的可見光身份識別通信識別裝置具體方案如下：

通過攝像頭檢測和接收傳輸的可見光信號，將光信號轉換成電信號，傳輸至微處理器。微處理器在對信號進行分析處理之后，通過數字電路調制和處理后，控制led觸發(fā)器控制led光源將信號發(fā)送出去。識別裝置具有本地儲存器和網絡接口，同時為其他可能的應用預留了外部接口，如顯示器，usb等。

本發(fā)明還提供了可見光身份識別通信識別裝置，包括：

一個基于rse的攝像頭，用于檢測和接收可見光信號，將可見光信號轉換為電信號輸出；

一個微處理器，用于接收電信號的分析處理，對接收的身份信息進行識別認證以及后續(xù)控制信息的發(fā)送；

一個內置的儲存器，用于保存部分需要使用的數據，提高識別過程的效率和可靠性；

一個網絡接口，用于與數據中心的信息交換，完成身份識別驗證等過程；

一個數字電路模塊，接收來自微處理器的信號，對信號進行調制，以調制后的信號控制led觸發(fā)器工作；

一個led觸發(fā)器，通過數字電路的輸入信號控制led進行可見光光信號的發(fā)送；

一個led光源，將電信號裝換為光信號發(fā)送；

數個預留接口，可以外接裝置完成不同的功能要求，如音響、顯示器或攝像頭等。

為了實現上述目的，本發(fā)明所采用的可見光身份識別通信移動裝置具體方案如下：

由于識別設備的雙向通信功能，移動裝置的大致結構與識別裝置相同。通過軟件控制給處理器命令信號，處理器處理信號后通過數字電路控制觸發(fā)器，觸發(fā)器控制led的發(fā)送光信號。同時移動裝置通過攝像頭接收光信號。但由于移動裝置的便攜要求，移動裝置自帶有電源以供使用。

本發(fā)明還提供了可見光身份識別通信移動裝置，除去和識別設備相同的模塊，還包括：

軟件控制模塊，使得使用者可以通過軟件界面選擇發(fā)送的信息；

內置電源，為移動裝置的運行供電。

本發(fā)明采用的面向近場通信的可見光識別收發(fā)裝置使用可見光進行身份信息的識別驗證過程，不會產生電磁干擾，也不會受到電磁干擾。相比于傳統(tǒng)的rfid技術，本發(fā)明更加適用于對電磁波影響敏感或是電磁波干擾嚴重的環(huán)境中。

(四)附圖說明

圖1是本發(fā)明的可見光身份識別通信識別裝置示意圖。

圖中：

1-接收光信號

2-基于rse的攝像頭

3-微處理器

4-本地存儲器

5-數字電路

6-led驅動器

7-led光源

8-發(fā)送光信號

9-數據中心

10-可見光身份識別通信識別裝置

圖2是本發(fā)明的可見光身份識別通信移動裝置示意圖。

圖中：

11-接收光信號

12-基于rse的攝像頭

13-微處理器

14-本地存儲器

15-數字電路

16-led驅動器

17-led光源

18-發(fā)送光信號

19-軟件控制模塊

20-可見光身份識別通信移動裝置

(五)具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做具體說明。

圖1所示為可見光身份識別通信識別裝置，其中包括：

接收的光信號1，由移動設備發(fā)送，識別設備接收的包含有身份認證信息的可見光信號。

基于rse的攝像頭2，其作用是檢測并接收光信號，將接收光信號轉換為微處理器可讀的電信號輸出；

微處理器3，主要作用是接收，識別以及處理身份信息，在接收到電信號之后，微處理器首先識別此信號是否為身份驗證信息，是否為本地儲存的信息。如果有需要，微處理器便可以與數據中心信息交換，在通過與數據中心進行數據交換9后完成身份的識別和認證。認證完成之后微處理器會產生需要反饋給移動設備的信息；

本地儲存器4，主要保存一些常用的設備信息或管理員信息等關鍵信息。這些信息可以讓識別設備在離線模式下完成特定的身份認證過程，如管理員認證或是鎖定設備等操作，也能夠減少微處理器和數據中心交換數據的次數，提高效率；

數字電路5，用于信息的調制過程，微處理器生成的反饋信息在調制之后會生成一定格式的電平信號；

led驅動器6，用于控制led光源7發(fā)送光信號到移動設備。接收到電平信號后led驅動器就能控制led燈的亮滅等以發(fā)送不同格式的可見光信號8給移動設備。

led光源7，主要作用是將電信號轉換成發(fā)送包含身份識別信息的可見光信號。

可見光發(fā)送信號8，從識別裝置發(fā)送至接收裝置的包含有身份識別信息的可見光信號。

數據中心9，識別設備通過有線鏈路與數據中心進行數據交換，完成身份識別過程的身份認證等操作。

可見光身份識別通信識別裝置10，由上述部件組成的固定識別裝置，通過可見光與可見光身份識別通信移動裝置進行信息交換以完成整個身份識別認證過程。

圖2所示為可見光身份識別通信移動裝置，其中包括：

接收的光信號11，由識別設備發(fā)送，移動設備接收的包含有身份認證信息的可見光信號。

基于rse的攝像頭12，其作用是檢測并接收光信號，將接收光信號轉換為微處理器可讀的電信號輸出；

微處理器13，作用是接收到來自軟件控制模塊的信息后，與內置存儲器中進行一系列的信息確認、驗證和處理后，生成需要發(fā)送給識別裝置的信息。在收到來自攝像頭的信號后，微處理器將信息處理傳遞到軟件控制模塊供用戶確認；

本地儲存器14，作用是用于保存一些用戶信息，如權限，時間等信息，可以提供進行身份確認；

數字電路15，用于信息的調制過程，微處理器生成的反饋信息在調制之后會生成一定格式的電平信號；

led驅動器16，用于控制led光源17發(fā)送光信號到移動設備。接收到電平信號后led驅動器就能控制led燈的亮滅等以發(fā)送不同格式的可見光信號18給識別設備；

led光源17，主要作用是將電信號轉換成發(fā)送包含身份識別信息的可見光信號；

可見光發(fā)送信號18，從移動裝置裝置發(fā)送至識別裝置的包含有身份識別信息的可見光信號；

軟件控制模塊19，作用是接收用戶的輸入或其他操作后，將信息發(fā)送到微處理器。同時，在移動裝置接收來自識別裝置額信號之后，也會反饋到軟件處理模塊上供用戶進行確認或是其他操作；

可見光身份識別通信移動裝置20，由上述部件組成的移動通信裝置，通過可見光與可見光身份識別通信識別裝置進行信息交換以完成整個身份識別認證過程。

本發(fā)明所述的面向近場通信的可見光識別收發(fā)裝置，通過可見光進行身份信息的傳輸和交換以完成身份識別的功能。通過可見光傳輸不僅不會產生電磁輻射，同時又不受電磁輻射的影響。

總之本發(fā)明的優(yōu)點在于可見光不受電磁輻射干擾，也不會產生電磁輻射，同時又具有良好的保密性能，適用于電磁擾動較大或是對電磁輻射敏感的環(huán)境中，且速率要求不高使得成本相對較低。