一种智能终端可见光无线通信方法技术

本发明专利技术涉及一种智能终端通信方法，具体涉及一种智能终端可见光无线通信方法。克服智能终端可见光无线通信方法存在传输速率低和成本高的问题。包括数据发送过程、数据接收过程及数据输出过程。在数据接收过程利用已经成为智能终端标准配置的摄像头，作为可见光数据接收端，针对摄像头的每行像素，只选取其中一个像素完成可见光通讯的数据接收，减少采样列数及ADC模块转换的时间，完成智能终端与LIFI网络之间的高速数据传输，是LIFI通信技术的一个重大发展。重大发展。重大发展。

【技术实现步骤摘要】
一种智能终端可见光无线通信方法


[0001]本专利技术涉及一种智能终端通信方法，具体涉及一种智能终端可见光无线通信方法。

技术介绍

[0002]可见光无线通信也称LIFI，是一种利用可见光波谱进行数据传输的新数据传输技术，可以使用电信号控制LED发出肉眼看不到的高速闪烁信号来传输信息，速率可达到每秒百兆以上。
[0003]目前智能终端的无线传输主要依靠WIFI、蓝牙等技术，而支持LIFI功能的智能终端还非常稀少。传输速率低和成本高是限制智能终端上可见光无线通信技术发展的一个重要原因。如果能在不显著增加现有智能终端硬件成本的前提下，传输速率还能达到一定量级，那无疑会为LIFI的进一步普及提供很好的支撑。

技术实现思路

[0004]为了克服智能终端可见光无线通信方法存在传输速率低和成本高的问题，本专利技术提供一种智能终端可见光无线通信方法，利用已经成为智能终端标准配置的摄像头，作为可见光数据接收端，完成智能终端与LIFI网络之间的高速数据传输，是LIFI通信技术的一个重大发展。
[0005]本专利技术的技术方案是提供一种智能终端可见光无线通信方法，其特殊之处在于：包括数据发送过程、数据接收过程及数据输出过程；
[0006]上述数据发送过程为：
[0007]数据发送端发送可见光信号；
[0008]上述数据接收过程为：
[0009]智能终端的CMOS摄像头接收数据发送端发送的可见光信号；
[0010]针对CMOS摄像头的每一行像素，采集其中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，对放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值；将采集完的各个像素值对应的光信号值进行重组；
[0011]上述数据输出过程为：
[0012]将重组后的数据传输到CPU进行数据解调和解析。
[0013]为了进一步提升可见光数据传输速率，上述数据发送过程具体为：
[0014]数据发送端以智能终端的CMOS摄像头的数据读取死时间为周期发送可见光信号；
[0015]上述数据接收过程具体为：
[0016]智能终端的CMOS摄像头采用逐行曝光方式接收数据发送端发送的可见光信号；
[0017]首先，曝光第一行，接收数据发送端的第一个周期的可见光信号；
[0018]其次，曝光第二行，接收数据发送端的第二个周期的可见光信号；同时采集第一行像素中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信
号放大，对放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值；
[0019]其次，曝光第三行，接收数据发送端的第三个周期的可见光信号；同时采集第二行像素中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，对放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值；
[0020]以此类推，
[0021]曝光第n行，接收数据发送端的第n个周期的可见光信号；同时采集第n
‑
1行像素中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，对放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值；
[0022]曝光第一行，接收数据发送端的第一个周期的可见光信号；同时采集第n行像素中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，对放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值；
[0023]依次不断循环，直至完成所有的数据接收，将采集完的各个像素值对应的光信号值进行重组。
[0024]为了减少选择列的寻址和等待时间，进一步提升通信速率，指定CMOS摄像头所有像素中的一列像素用于可见光通信，将该像素列定义为可见光通信像素列；上述数据接收过程中，针对摄像头的每一行像素，采集的其中一个像素均位于该可见光通信像素列。
[0025]为了减少数据量、节省带宽、减少ADC模块转换的时间，进一步提升整个数据的传输速率，采用采样精度为1位的ADC模块对每一个像素对应放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值。
[0026]进一步地，上述数据输出过程中，采用2个及以上lane的MIPI接口，将重组后的数据传输到CPU进行数据解调和解析，即不需要改动智能终端的摄像头头硬件，又可实现摄像头与CPU之间的可见光通信数据的高速传输。
[0027]为了减少数据接收时间，进一步提升传输速率，指定摄像头所有像素中的一列像素用于可见光通信，将该像素列定义为可见光通信像素列；
[0028]上述数据接收过程具体为：
[0029]智能终端的CMOS摄像头依次完成所有行数据曝光，接收数据发送端发送的可见光信号；
[0030]同时采集可见光通信像素列中像素的像素值，将采集的像素值统一进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，采用列级ADC模块统一对该列放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值，将可见光通信像素列各个像素值对应的光信号值进行重组。
[0031]为了减少数据量、节省带宽、减少ADC模块转换的时间，进一步提升整个数据的传输速率，上述列级ADC模块的采样精度为1位。
[0032]本专利技术还提供另一种智能终端可见光无线通信方法，其特殊之处在于：包括数据发送过程、数据接收过程和数据输出过程；
[0033]上述数据发送过程为：
[0034]数据发送端发送可见光信号；
[0035]上述数据接收过程为：
[0036]智能终端的CMOS摄像头接收数据发送端发送的可见光信号；
[0037]针对CMOS摄像头的每一行像素，采集其中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，并进行信号放大，直接读取放大后信号的电平值；比较放大后信号的电平值与阈值；若放大后信号的电平值大于阈值电压，输出数据1作为当前时刻的光信号值；若放大后信号的电平值小于阈值电压，输出数据0作为当前时刻的光信号值；将所有光信号值进行重组；
[0038]上述数据输出过程为：
[0039]将重组后的数据传输到CPU进行数据解调和解析。
[0040]进一步地，上述数据发送过程具体为：
[0041]数据发送端以CMOS摄像头的数据读取死时间为周期发送可见光信号；
[0042]上述数据接收过程具体为：
[0043]智能终端的CMOS摄像头采用逐行曝光方式接收数据发送端发送的可见光信号；
[0044]首先，曝光第一行，接收数据发送端的第一个周期的可见光信号；
[0045]其次，曝光第二行，接收数据发送端的第二个周期的可见光信号；同时采集第一行像素中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，并进行信号放大，直接读取放大后信号的电平值；比较放大后信号的电平值与阈值；若放大后信号的电平值大于阈值电压，输出数据1作为当前时刻的光信号值；若放大后信号的电平值小于阈值电压，输出数据0作为当前时刻的光信号值；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能终端可见光无线通信方法，其特征在于：包括数据发送过程、数据接收过程及数据输出过程；所述数据发送过程为：数据发送端发送可见光信号；所述数据接收过程为：智能终端的CMOS摄像头接收数据发送端发送的可见光信号；针对CMOS摄像头的每一行像素，采集其中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，对放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值；将采集完的各个像素值对应的光信号值进行重组；所述数据输出过程为：将重组后的数据传输到CPU进行数据解调和解析。2.根据权利要求1所述的智能终端可见光无线通信方法，其特征在于：所述数据发送过程具体为：数据发送端以智能终端的CMOS摄像头的数据读取死时间为周期发送可见光信号；所述数据接收过程具体为：智能终端的CMOS摄像头采用逐行曝光方式接收数据发送端发送的可见光信号；首先，曝光第一行，接收数据发送端的第一个周期的可见光信号；其次，曝光第二行，接收数据发送端的第二个周期的可见光信号；同时采集第一行像素中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，对放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值；其次，曝光第三行，接收数据发送端的第三个周期的可见光信号；同时采集第二行像素中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，对放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值；以此类推，曝光第n行，接收数据发送端的第n个周期的可见光信号；同时采集第n
‑
1行像素中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，对放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值；曝光第一行，接收数据发送端的第一个周期的可见光信号；同时采集第n行像素中一个像素的像素值，将该像素值进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，对放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值；依次不断循环，直至完成所有的数据接收，将采集完的各个像素值对应的光信号值进行重组。3.根据权利要求1或2所述的智能终端可见光无线通信方法，其特征在于：指定CMOS摄像头所有像素中的一列像素用于可见光通信，将该像素列定义为可见光通信像素列；所述数据接收过程中，针对摄像头的每一行像素，采集的其中一个像素均位于该可见光通信像素列。4.根据权利要求3所述的智能终端可见光无线通信方法，其特征在于：采用采样精度为1位的ADC模块对每一个像素对应放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值。5.根据权利要求4所述的智能终端可见光无线通信方法，其特征在于：所述数据输出过
程中，采用2个及以上lane的MIPI接口，将重组后的数据传输到CPU进行数据解调和解析。6.根据权利要求1所述的智能终端可见光无线通信方法，其特征在于：指定摄像头所有像素中的一列像素用于可见光通信，将该像素列定义为可见光通信像素列；所述数据接收过程具体为：智能终端的CMOS摄像头依次完成所有行数据曝光，接收数据发送端发送的可见光信号；同时采集可见光通信像素列中像素的像素值，将采集的像素值统一进行光电转换，之后对光电转换后的电信号进行信号放大，采用列级ADC模块统一对该列放大后的信号进行模数转换，作为当前时刻的光信号值，将可见光通信像素列各个像素值对应的光信号值进行重组。7.根据权利要求6所述的智...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓祯，高佳锐，张昭昭，白永林，吕林蔚，李然，孙鑫，石大莲，王超，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：