CN107425910A - 使用移动终端的rgb环境光传感器来进行近场通讯的方法 - Google Patents

使用移动终端的rgb环境光传感器来进行近场通讯的方法 Download PDF

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CN107425910A CN201710526827.XA CN201710526827A CN107425910A CN 107425910 A CN107425910 A CN 107425910A CN 201710526827 A CN201710526827 A CN 201710526827A CN 107425910 A CN107425910 A CN 107425910A
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陈孟奇
邹永攀
王璐
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Abstract

本发明涉及近场通讯领域，其公开了一种使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法，包括如下步骤：S1、发送端把将要发送的原始数据进行编码，给RGB设定一个二分的阈值，进而形成不同颜色组成的序列；S2、将编码好的颜色序列通过屏幕播放，每一帧颜色之间相隔的时间已知；S3、发送端屏幕靠近接收端的RGB环境光传感器；S4、接收端RGB传感器感知由发射端屏幕闪烁的颜色光，按照预先定义的频率解析光的颜色。本发明的有益效果是：提出了一种基于光学的NFC传输***，采用目前手机普遍存在的RGB环境光传感器进行传输，从而提高了安全性并降低旧设备对专门NFC硬件的需求。

Description

使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法
技术领域
本发明涉及近场通讯领域，尤其涉及一种使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法。
背景技术
近场通信(NFC)是一种具有低功耗，低成本，功能强大等优点的无线传输技术，具有广阔的应用前景的技术。它使用较的低传输速率，使互相靠近的设备之间能进行双向通信，传输的距离通常在几厘米，而且是用一种对等网络的方式进行传输。NFC技术的主要优点是，它不需要像一般Wi-Fi和蓝牙技术一样先建立通讯信道和进行复杂的网络设置。由于NFC必须由物理接近来使设备互相关联，所以它有很大的应用价值。如果两个设备可以相互使用NFC通信，那么它意味着它们必须位于同一位置。例如，具有NFC的手机使用户能够通过简单的将手机靠近收银的标签读取器进行付款，从而并不必首先确定标签读取器的位置再连接到它。
目前一些基于NFC的应用已经开始流行起来，例如如Apple Pay和Samsung Pay。除了非接触式支付，有关于NFC的应用还有访问控制，社交网络，车票的购买，博物馆服务等大量的应用场景。不过，也有好有坏，由于潜在的无线无线电通信的固有弱点，现有的NFC***都有着各种各样类似RFID(射频识别)***的安全和隐私威胁。其中之一的这些像“ghost-and-leech”攻击，它可以使用NFC窃取目标NFC设备上的合法的RFID标签然后冒充，从而无需实际拥有使用者的NFC设备。
但是，目前NFC的安全性较低并对设备要求比较高。
发明内容
为了克服上述所指的现有技术中的不足之处，本发明提供一种使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法，解决现有技术中NFC的安全性较低并对设备要求比较高的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、发送端把将要发送的原始数据进行编码，进而形成不同颜色组成的序列；
S2、将编码好的颜色序列通过屏幕播放，每一帧颜色之间相隔的时间已知；
S3、发送端屏幕靠近接收端的RGB环境光传感器；
S4、接收端RGB传感器感知由发射端屏幕闪烁的颜色光，按照预先定义的频率解析光的颜色；
S6、对数据进行解码，还原成原始数据。
作为本发明的进一步改进：所述步骤S1)中进一步包括如下步骤：
S11)将需要传输的原始数据按照其顺序分解为多个数据位；
S12)依次将未传输的数据位的值，通过给RGB设定一个二分的阈值，使其产生特定的RGB驱动值，使所述屏幕发出不同颜色的光。
作为本发明的进一步改进：所述步骤S1)中进一步包括如下步骤：
S13)将需要传输的原始数据按照其顺序分解为多个具有相同设定位数的字；
S14)依次将未传输的、相邻的三个字分别作为R、G和B通道的颜色值，产生由该三个字定义的、一帧颜色的驱动序列；重复本步骤直到所有的原始数据均转换为所述驱动序列。
作为本发明的进一步改进：步骤S6之前还包括步骤S5：接收端对接收到的RGB值进行去噪。
作为本发明的进一步改进：所述步骤S5中，结合对RGB值时域和频域的分析，训练去噪模型，得出可以消除环境光干扰的去噪模型。
本发明的有益效果：提出了一种基于光学的NFC传输***，采用目前手机普遍存在的RGB环境光传感器进行传输，从而提高了安全性并降低旧设备对专门NFC硬件的需求。
附图说明
图1为使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法的流程示意图；
图2为使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
一种使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法，包括如下步骤：
S1、发送端把将要发送的原始数据进行编码，给RGB设定一个二分的阈值，进而形成不同颜色组成的序列；
S2、将编码好的颜色序列通过屏幕播放，每一帧颜色之间相隔的时间已知；
S3、发送端屏幕靠近接收端的RGB环境光传感器；
S4、接收端RGB传感器感知由发射端屏幕闪烁的颜色光，按照预先定义的频率解析光的颜色；
S6、对数据进行解码，还原成原始数据。
步骤S6之前还包括步骤S5：接收端对接收到的RGB值进行去噪。
所述步骤S5中，结合对RGB值时域和频域的分析，训练去噪模型，得出可以消除环境光干扰的去噪模型。
发送端用智能手机的屏幕闪烁一串特定频率的不同的颜色的图片，而接收器采用RGB光传感器感接收来自发送端的屏幕发出的RGB光。正如我们所知，光的基本颜色有三种：红，绿和蓝色。而三原色光模式(RGB color model)，又称RGB颜色模型或红绿蓝颜色模型，是一种加色模型，将红色(Red)、绿色(Green)、蓝色(Blue)三中颜色的色光以不同的比例相加，以产生多种多样的色光的模型。而RGB环境光传感器可以检测光的这三个元素，然后量化成三个RGB值。最后，我们可以用这些量化的RGB值来表达不同的信息，以达到传输数据的目的。
在一具体实施例中，如图1以及图2，一种使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法包括如下步骤：
S1、发送端把将要发送的原始数据进行编码，给RGB设定一个二分的阈值，例如把大于100 100 100的颜色设置为数据1，把小于100 100 100的颜色设置为数据0，进而形成不同颜色组成的序列；
S2、将编码好的颜色序列通过屏幕播放，每一帧颜色之间相隔的时间已知；
S3、发送端屏幕靠近接收端的RGB环境光传感器；
S4、接收端RGB传感器感知由发射端屏幕闪烁的颜色光，按照预先定义的频率解析光的颜色；
S5、由于接收端RGB环境光传感器接收到的不仅仅是发送端手机屏幕发出的光线，所以我们需要对接收到的RGB值进行去噪，环境光具有一定的模式，通过结合对RGB值时域和频域的分析，训练去噪模型，得出可以消除环境光干扰的去噪模型。
S6、对数据进行解码，解码方式和S1一样，大于某个阈值为1小于某个阈值为0，最后还原成原始数据。
而在上述实施例中的另外一种情况下，也可以不是按照上述的将数据逐位传输的方式，因为这样的方式虽然可能有不易出错，鉴别较为简单等优点，但是其传输数据的速度可能较慢，耗时较长。为了克服这些缺点，在一些情况下，也可以不采用上述逐位传输的方式，而是采用字或字节的传输方式，包括：将需要传输的原始数据按照其顺序分解为多个具有相同设定位数的字；依次将未传输的、相邻的三个字分别作为R、G和B通道的颜色值，产生由该三个字定义的、一帧颜色的驱动序列；重复本步骤直到所有的原始数据均转换为所述驱动序列。这样，显示屏点亮一次，就能够传输三个字，如果这个字是8位的，那么一次就能够传输24位数据。在一个事先确定了RGB之间的顺序的情况下，同样通过上述的通过屏幕发出的光的色温、亮度、光颜色等参数的情况，进行倒推，能够得到其每个颜色的通道的光驱动信号，这样就能够将上述数据完整地在接收的移动终端中重建。
该方法通过使用手机内置的RGB环境光传感器和手机屏幕，来进行互相通信。
由于RGB环境光传感器能感知到照射到该传感器上的光，并切能测量出光的色温亮度和RGB值，通过检测光的这几个属性，解码出存在这些属性中的信息进而达到传递数据的目的。在本专利中手机的屏幕可以发出不同颜色的光充当发送端，而带RGB环境光传感器的手机可以充当接收端。当发送端的屏幕靠近接收端的RGB环境光传感器时，RGB环境光传感器能感知到来自发送端屏幕发出的光线，并且对光线进行分析，这里阈值法的编码和解码方式，实现对数据的调制和解调，达到实现近场通讯的目的。
以上内容是结合具体实现方式对本发明做的进一步阐述，不应认定本发明的具体实现只局限于以上说明。对于本技术领域的技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，均应视为有本发明所提交的权利要求确定的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、发送端把将要发送的原始数据进行编码，进而形成不同颜色组成的序列；
S2、将编码好的颜色序列通过屏幕播放，每一帧颜色之间相隔的时间已知；
S3、发送端屏幕靠近接收端的RGB环境光传感器；
S4、接收端RGB传感器感知由发射端屏幕闪烁的颜色光，按照预先定义的频率解析光的颜色；
S6、对数据进行解码，还原成原始数据。
2.根据权利要求1所述的使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法，其特征在于：所述步骤S1)中进一步包括如下步骤：
S11)将需要传输的原始数据按照其顺序分解为多个数据位；
S12)依次将未传输的数据位的值，通过给RGB设定一个二分的阈值，使其产生特定的RGB驱动值，使所述屏幕发出不同颜色的光。
3.根据权利要求1所述的使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法，其特征在于：所述步骤S1)中进一步包括如下步骤：
S13)将需要传输的原始数据按照其顺序分解为多个具有相同设定位数的字；
S14)依次将未传输的、相邻的三个字分别作为R、G和B通道的颜色值，产生由该三个字定义的、一帧颜色的驱动序列；重复本步骤直到所有的原始数据均转换为所述驱动序列。
4.根据权利要求2或3所述的使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法，其特征在于：步骤S6之前还包括步骤S5：接收端对接收到的RGB值进行去噪。
5.根据权利要求4所述的使用移动终端的RGB环境光传感器来进行近场通讯的方法，其特征在于：所述步骤S5中，结合对RGB值时域和频域的分析，训练去噪模型，得出可以消除环境光干扰的去噪模型。
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