基于可见光通信的无线自动导览系统技术方案

本发明专利技术涉及一种自动导览系统，尤其是一种基于可见光通信的自动导览系统，属于多媒体信息传输及播放的技术领域。按照本发明专利技术提供的技术方案，所述可见光通信的无线自动导览系统，包括可见光发射机及带有光电二极管的移动终端，所述移动终端与可见光发射机以可见光通信方式无线连接；所述可见光发射机向移动终端发射具有身份识别信息的可见光信号，移动终端通过光电二极管接收所述可见光信号；移动终端对所述可见光信号进行识别确认匹配后，输出移动终端内存储与身份识别信息相对应的导览信息。本发明专利技术具有无线定位和自动导览的功能，安装使用方便，降低导览定位成本，定位精度高，抗干扰能力强，适用范围广，节能环保，科学合理，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动导览系统，尤其是一种基于可见光通信的自动导览系统，属于多媒体信息传输及播放的

技术介绍
无线自动导览系统能为用户方便地提供高质量的个性化资讯和服务，具有很高的实用价值，尤其适合应用于大型场馆、复杂环境或信息密度高的场合。无线自动导览系统涉及计算机、无线通信、定位、多媒体和信息数据库等技术，如何开发优质的服务资源，并把高质量的信息和服务方便、准确地送达用户终端是此类系统开发的关键。在实现导览的过程中首先要对用户进行定位，获得用户所在位置的环境信息。通常这需要在被识别物附近安装一个无线标签，不同被识别物的标签发射不同的识别信息；每个无线标签每隔一定时间即自动向外发射一次信息，用户终端的接收模块始终处于接收状态。当用户携带的终端经过一个被识别物的标签时，就会接收到对应该被识别物的识别编码，终端自动将该编码加载到用户终端程序中，无需任何手工操作。传统的无线自动导览系统一般结合嵌入式技术与射频标签识别(RFID)、蓝牙 (Bluetooth)等无线通信技术，在用户终端建立关于导览场景的文字、图片、语音、视频介绍的信息数据库，提供面向用户的访问服务。但是，传统的无线自动导览系统存在如下缺点 首先，无论采用与电力线结合或者直接使用电池供电的方案，射频标签等都需要额外的电力布线或者电池维护、更换工作，会极大地增加系统电源布局、管理的难度及成本；其次，射频标签的定位主要基于复杂的无线定位算法，在诸如博物馆、展览馆等被识别物密度较高的场合，当前许多定位算法的定位精度尚难以保证；最后，射频标签无法在对电磁干扰有严格限制的场合使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于可见光通信的无线自动导览系统，其结构紧凑，安装使用方便，适用范围广，定位精度高，抗干扰能力强，安全可罪。按照本专利技术提供的技术方案，所述可见光通信的无线自动导览系统，包括可见光发射机及带有光电二极管的移动终端，所述移动终端与可见光发射机以可见光通信方式无线连接；所述可见光发射机向移动终端发射具有身份识别信息的可见光信号，移动终端通过光电二极管接收所述可见光信号；移动终端对所述可见光信号进行识别确认匹配后，输出移动终端内存储与身份识别信息相对应的导览信息。所述移动终端包括光电接收机，所述光电接收机包括光电二极管；光电接收机的输出端通过解码器与播放器相连，所述解码器对光电接收机接收的可见光信号进行识别后，播放器播放移动终端内存储相应的导览信息。所述光电接收机包括光电接收电路，所述光电接收电路包括光电二极管，光电接收电路的输出端与自适应放大电路相连，自适应放大电路通过滤波电路与接收数据电路相连，所述接收数据电路将可见光信号转换后输入到解码器内。所述可见光发射机通过串口通信或USB通信方式向移动终端发送可见光信号。所述可见光发射机通过曼彻斯特码或归零码的编码方式发射可见光信号。所述可见光发射机包括电源管理模块，所述电源管理模块分别与识别信息发生模块、亮度控制模块及LED发射电路的电源端相连；所述识别信息发生模块将具有身份识别信息的可见光信号通过亮度控制模块及LED发射电路向外发送输出。所述光电二极管采用P-I-N型光电二极管或者雪崩型光电二极管。所述移动终端输出的导览信息包括安全出口、参观路线、周边展区分布情况、休息服务区、洗手间位置及当前所在位置；移动终端通过文字、表格、图片、语音或视频输出相应的导览信息。所述电源管理模块将220V的交流电转换为12V或16V的直流电。所述识别信息发生模块包括微处理器，所述微处理器采用单片机、ARM、DSP或 FPGA0本专利技术的优点可见光发射机内的识别信息发生模块通过亮度控制模块及LED发射电路向外发射具有身份识别信息的可见光信号，移动终端位于相应可见光发射机发出可见光信号的范围内时，移动终端通过光电二极管接收信号，并通过相应解码器进行解码确认，当可见光信号与解码器内的相应相匹配时，移动终端内的导览信息通过播放器输出，达到了无线定位和自动导览的功能，安装使用方便，降低导览定位成本，定位精度高，抗干扰能力强，适用范围广，节能环保，科学合理，安全可靠。附图说明图1为本专利技术使用状态的结构框图。图2为本专利技术可见光发射机与光电接收机的连接结构框图。图3为本专利技术移动终端的信号处理流程图。图4是耦合识别信息的脉冲宽度调制输出信号示意图。图5是光发射机和光接收机调制信号测量结果示意图。图6是可见光传输距离和带宽测试结果示意图。具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图广图3所示为了能够实现更方便的无线自动导览，本专利技术包括可见光发射机，所述可见光发射机无线向外发射具有相应身份识别信息的可见光信号，可见光发射机与移动终端相对应配合。移动终端带有光电二极管，移动终端通过光电二极管接收具有身份识别信息的可见光信号，移动终端对接收的可见光信号进行解码及识别后，输出移动终端内存储相应的导览信息，导览信息包括安全出口、参观路线、周边展区分布情况、休息服务区、洗手间位置及当前所在位置；移动终端通过文字、表格、图片、语音或视频输出相应的导览信息。为了实现上述导览功能，可见光发射机包括电源管理模块，所述电源管理模块的电源输出端分别与识别信息发生模块、亮度控制模块及LED发射电路的电源端相连。其中， 电源管理模块利用原有照明系统的电力线，根据不同的LED阵列排列方式以及照明功率， 将220V AC转换为相应的12V或16V DC，为可见光发射机内部提供稳定的驱动电源。同时辅以滤波电路以及浪涌抑制器等保护电路，减小电网系统对光发射机的影响，提高LED发射电路的可靠性。电源管理模块利用原有的照明系统的电力线后，不用再相应的导览场所内增加新的电源连接方式，安装使用方便，同时能够降低导览成本。所述识别信息发生模块通过微处理器发送不同被识别物特定的识别信息；微处理器将导览场所内相应的位置设置相应的识别信息，从而移动终端进入该位置后，能够识别相应的信息。微处理器可以是单片机，也可以是DSP (Digital Signal Processor)、ARM (Advanced RISC Machine),FPGA (Field Programmable Gate Array)等嵌入式运算单元。 识别信息发生模块输出的识别信息包括识别码和冗余码，也可以包括其他数据编码。识别码同被识别物具有一一对应的关系，在识别码表和冗余码表中具有唯一性，冗余码为系统提供错误检查的能力。为了避免数据中出现连‘0’的情况，可采用曼彻斯特码或者归零码等编码方式。所述亮度控制模块通过接收微处理器耦合识别信息和脉冲宽度调制参数，并输出信号联接至LED发射电路信号输入端，达到同时兼顾调节LED发光亮度和发送识别信息的功能。例如采用周期为Ims的脉冲宽度调制信号作为载波，脉冲宽度调制为空时发送识别信息。三种不同的脉冲宽度调制输出信号值如图4所示其中(a)显示的脉冲宽度调制输出占空比为80%。也就是说，信号在1个单位周期内的80%时间有输出，另外20%的时间为关闭；图(b)和(c)分别显示50%和20%占空比的脉冲宽度调制输出模拟信号值。脉冲宽度调制信号的周期时间越长，则意味着单位时间内发送的数据包个数越少，但这个周期时间是有限制的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种可见光通信的无线自动导览系统，包括可见光发射机及带有光电二极管的移动终端，所述移动终端与可见光发射机以可见光通信方式无线连接；其特征是：所述可见光发射机向移动终端发射具有身份识别信息的可见光信号，移动终端通过光电二极管接收所述可见光信号；移动终端对所述可见光信号进行识别确认匹配后，输出移动终端内存储与身份识别信息相对应的导览信息。

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信的无线自动导览系统，包括可见光发射机及带有光电二极管的移动终端，所述移动终端与可见光发射机以可见光通信方式无线连接；其特征是所述可见光发射机向移动终端发射具有身份识别信息的可见光信号，移动终端通过光电二极管接收所述可见光信号；移动终端对所述可见光信号进行识别确认匹配后，输出移动终端内存储与身份识别信息相对应的导览信息。2.根据权利要求1所述的可见光通信的无线自动导览系统，其特征是所述移动终端包括光电接收机，所述光电接收机包括光电二极管；光电接收机的输出端通过解码器与播放器相连，所述解码器对光电接收机接收的可见光信号进行识别后，播放器播放移动终端内存储相应的导览信息。3.根据权利要求2所述的可见光通信的无线自动导览系统，其特征是所述光电接收机包括光电接收电路，所述光电接收电路包括光电二极管，光电接收电路的输出端与自适应放大电路相连，自适应放大电路通过滤波电路与接收数据电路相连，所述接收数据电路将可见光信号转换后输入到解码器内。4.根据权利要求1所述的可见光通信的无线自动导览系统，其特征是所述可见光发射机通过串口通信或USB通信方式向移动终端发送可见光信号。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐子轩，顾晓峰，何磊，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32