CN110365410B - 基于可见光通信的数据传输方法及装置、*** - Google Patents

Abstract

本公开涉及可见光通信技术领域，具体涉及一种基于可见光通信的数据传输方法、一种基于可见光通信的数据传输装置、一种基于可见光通信的数据传输***以及一种计算机可读介质。所述方法包括：获取当前环境参数，根据所述环境参数匹配目标光源阵列；对待传输数据按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号；使所述目标光源阵列发送所述目标电信号。本公开可以根据实际环境的变化选择对应的目标光源阵列进行数据传输，有效的提升数据传输的效率。

Description

基于可见光通信的数据传输方法及装置、***

技术领域

本公开涉及可见光通信技术领域，具体涉及一种基于可见光通信的数据传输方法、一种基于可见光通信的数据传输装置、一种基于可见光通信的数据传输***以及一种计算机可读介质。

背景技术

可见光通信(Visible Light Communication，VLC)技术，是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，将高速因特网的电线装置连接在照明装置上，***电源插头即可使用。利用这种技术做成的***能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接，因而具有广泛的开发前景，与传统的射频通信和其他光无线通信相比，不存在电磁辐射，且有光就可以通信，无通信盲区，方便快捷。

目前，可见通信技术主要通过LED灯提供光源来实现通信，在利用可见光进行数据传输时，具有传输方式单一，传输效率慢，无法适应复杂的周围环境等缺陷。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种基于可见光通信的数据传输方法、一种基于可见光通信的数据传输装置、一种基于可见光通信的数据传输***以及一种计算机可读介质，可以根据当前的具体环境配置不同的光源阵列传输数据，提升数据传输速度。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一方面，提供一种基于可见光通信的数据传输方法，包括：

获取当前环境参数，根据所述环境参数匹配目标光源阵列；

对待传输数据按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号；

使所述目标光源阵列发送所述目标电信号。

根据本公开的第二方面，提供一种基于可见光通信的数据传输装置，包括：

光源阵列配置模块，用于获取当前环境参数，根据所述环境参数匹配目标光源阵列；

光信号调制模块，用于对待传输数据按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号；

光信号传输模块，用于使所述目标光源阵列发送所述目标电信号。

根据本公开的第三方面，提供一种基于可见光通信的数据传输***，包括：

发射机，用于获取当前环境参数，根据所述环境参数匹配目标光源阵列；对待传输数据按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号；使所述目标光源阵列发送所述目标电信号；

接收机，用于接收所述目标电信号并对所述目标电信号进行解调以获取所述待传输数据。

根据本公开的第四方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于可见光通信的数据传输方法。

本公开的一种实施例所提供的文件下载方法，通过获取当前环境参数，并根据环境参数匹配目标光源阵列，并对待传输数据进行调制获取对应的目标电信号，再利用目标光源阵列对目标电信号进行传输，从而可以根据实际环境的变化选择对应的目标光源阵列进行数据传输，有效的提升数据传输的效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出本公开示例性实施例中一种基于可见光通信的数据传输方法的流程示意图；

图2示意性示出本公开示例性实施例中一种待传输数据拆分的方法的流程示意图；

图3示意性示出本公开示例性实施例中一种基于可见光通信的数据传输装置的组成示意图；

图4示意性示出本公开示例性实施例中一种基于可见光通信的数据传输***的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

可见光通信技术是利用能够发出可见光的光源所发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息。近年来，随着移动互联网快速发展，基于LED的可见光定位、导航技术得到广泛应用。但在一些使用场景中，由于环境可能发生较大变化，且可见光通信的传输数据方式相对单一，导致传输效率降低。尤其在室外环境中，可能受到天气的影响，使得基于位置信息的应用中数据传输速度下降，并出现用户终端无法收发数据的情况。

针对上述的现有技术的缺点和不足，本示例实施方式中提供了一种基于可见光通信的数据传输方法。参考图1中所示，上述的基于可见光通信的数据传输方法可以包括以下步骤：

S11，获取当前环境参数，根据所述环境参数匹配目标光源阵列；

S12，对待传输数据按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号；

S13，使所述目标光源阵列发送所述目标电信号。

本示例实施方式所提供的基于可见光通信的数据传输方法中，一方面，通过获取当前环境参数，并根据环境参数匹配目标光源阵列，并对待传输数据进行调制获取对应的目标电信号，再利用目标光源阵列对目标电信号进行传输，从而可以根据实际环境的变化选择对应的目标光源阵列进行数据传输。另一方面，通过根据环境参数来选择光源阵列，可以有效的提升数据传输的效率，并保证数据传输的准确性。

下面，将结合附图及实施例对本示例实施方式中的基于可见光通信的数据传输方法的各个步骤进行更详细的说明。

步骤S11，获取当前环境参数，根据所述环境参数匹配目标光源阵列。

本示例实施方式中，在基于可见光的通信的网络传输***在上行和下行两条链路上都采用可见光方式，并采用LED灯作为光源。在下行链路中，光信号的发射机可以是室内或室外的LED光源。举例来说，上述的LED光源阵列可以包含能够分别发射不同颜色光的多个光源阵列，各光源阵列中可以包含多个LED光源组。例如，上述的LED光源可以包含紫色LED光源阵列、红色LED光源阵列等。各颜色的LED光源阵列可以按顺序排列组成LED光源，也可呈圆形使各LED光源阵列相互嵌套组成LED光源，或者各光源阵列也可以其他形式组合。并且，各颜色LED光源阵列可以配置有独立的控制器。

此外，在上述的LED光源所在的发射机上，还可以设置传感器来采集当前的环境参数。举例来说，传感器可以是亮度传感器，来采集当前环境中的光强、色彩数据。此外，对于室外来说，还可以通过传感器来采集当前环境的气象信息；例如，气象信息可以是雨、雾、霾，以及空气中包含的尘埃、杂质，以及对应的可见度、或气象等级信息等。

在获取当前的环境参数后，便可以确定具体使用何种光源来进行数据传输。具体来说，可以预先建立环境参数与光源类型的映射关系列表，在该映射关系表中，并将该映射关系表保存在服务器或存储器中。在读取环境参数后，便可以向服务器或存储器调用杉树的映射关系列表，读取对应的光源类型。

举例来说，当气象信息为雾，对应的可见度等级为一级，由于紫色光具有较强的穿透力，则对应的光源类型为紫色LED光源阵列。在气象信息为霾时，对应的可见度等级为二级，则对应的光源类型为红色LED光源阵列，或者是紫色LED光源阵列与红色LED光源阵列的组合，等等。

进一步的，基于上述内容，本示例实施方式中，在环境参数与光源类型的映射列表中，还可以包含光源阵列的工作参数。例如，在一气象信息下，不同可见度等级时，对应配置LED光源阵列的不同工作参数，以及使用不同数量的LED光源组，工作参数可以是电压、功率或者电流等。举例来说，对于上述的实施例中，当气象信息为雾，可见度等级为一级，则对应的紫色LED光源阵列的功率为500瓦，发光强度为50mcd(坎德拉)；当气象信息为雾，可见度等级为二级，则对应的紫色LED光源阵列的功率为800瓦，发光强度为80mcd(坎德拉)；等等。

步骤S12，对待传输数据按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号。

本示例实施方式中，对于待传输数据，可以对其进行编码，得到对应的数字信号，再对数字信号进行调制，从而获取对应的目标电信号。

此外，在对所述传输数据进行调制的过程中，还可以对编码后的数字信号，或者调制后的目标电信号进行放大、频域变换、时域变换等处理。本公开对此不做特殊限定。

本示例实施方式中，在对待传输数据按预设规则进行调制前，还可以对待传输数据的容量进行读取和判断。具体来说，参考图2所示，可以包括：

步骤S121，获取所述待传输数据的数据容量，并在所述待传输数据的数据容量大于预设阈值时，对所述待传输数据进行拆分以获取若干子待传输数据流；

步骤S122，为所述子待传输数据流配置标识信息，以将配置有标识信息的子待传输数据流进行调制。

举例来说，当待传输数据容量过大时，便可以将其拆分为多个数据包或数据流，并分别为其配置标识信息，该标识信息可以保存在包头或帧数据帧的帧头中。从而使得编码、调制后的电信号后可以包含该些标识信息，进而使得接收机在接收到数据后可以根据标识信息对数据进行还原。

此外，本示例实施方式中，在对待传输数据进行拆分后，还可以为子待传输数据分配对应的光源组。举例来说，在一种颜色包含多个LED光源阵列时，可以为各子待传输数据分配不同的LED光源阵列发送，或者，也可以分配一LED光源阵列中的不同LED光源组发送。

步骤S13，使所述目标光源阵列发送所述目标电信号。

本示例实施方式中，在将待传输数据转换为目标电信号后，便可以根据上述的工作参数利用目标电信号驱动目标光源阵列，向接收机发送光信号。在数据传输时，若目标类型的目标光源阵列具有多个，还可以各光源阵列并行发送数据，从而提高数据传输速度。

对于接收机来说，便可以通过光信号接收设备接收光信息，并对光信息进行解调、编码等处理，还原数据。

基于上述内容，本示例实施方式中，上述的目标光源阵列至少包括第一光源组和第二光源组，即在LED光源中的各LED光源阵列中，可以至少包括两个光源组，并可以配置第一光源组为主发送光源，第二光源组为辅发送光源。在传输光信号的过程中，可以设置主要使用主发送光源进行数据传输。

并且，在使所述目标光源阵列根据所述工作参数发送所述目标电信号时，还可以实时读取所述目标光源阵列中所述第一光源组的当前工作参数；若根据所述当前工作参数判定所述第一光源组发生异常，则关闭所述第一光源组，并使用所述第二光源组根据工作参数发送所述目标电信号。即，当判断主发送光源发生故障、例如功率过大或过小、发光强度异常时，便可以使用辅发送光源进行发送，从而保证数据的稳定、不间断传输。

本公开实施例所提供的方法，发送端在利用可见光传输数据时，利用与周围环境匹配的LED光源阵列进行数据传输，可以有效提高数据传输速度，以及降低了数据传输过程中的衰减，提高了数据传输的稳定性。进而满足用户的需求。

需要注意的是，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

进一步的，参考图3所示，本示例的实施方式中还提供一种基于可见光通信的数据传输装置30，包括：光源阵列配置模块301、光信号调制模块302和光信号传输模块303。其中：

所述光源阵列配置模块301可以用于获取当前环境参数，根据所述环境参数匹配目标光源阵列。

所述光信号调制模块302可以用于对待传输数据按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号。

所述光信号传输模块303可以用于使所述目标光源阵列发送所述目标电信号。

在本公开的一种示例中，所述光信号调制模块302还可以包括：数据拆分单元、拆分第一配置单元(图中未示出)。其中，

所述数据拆分单元可以用于获取所述待传输数据的数据容量，并在所述待传输数据的数据容量大于预设阈值时，对所述待传输数据进行拆分以获取若干子待传输数据流。

所述拆分配置单元可以用于为所述子待传输数据流配置标识信息，以将配置有标识信息的子待传输数据流进行调制。

在本公开的一种示例中，所述光信号调制模块302还可以包括：拆分第二配置单元(图中未示出)。

所述拆分第二配置单元可以用于根据拆分后的所述子待传输数据流的数量配置所述目标光源阵列中发送所述目标电信号的光源组的数量。

在本公开的一种示例中，所述光源阵列配置模块301可以包括：参数配置单元(图中未示出)。其中，

所述参数配置单元可以用于根据所述当前环境参数配置所述目标光源阵列的工作参数。

在本公开的一种示例中，所述目标光源阵列至少包括第一光源组和第二光源组。

在本公开的一种示例中，所述装置还包括：参数读取模块、光源切换模块(图中未示出)。其中，

所述参数读取模块可以用于读取所述目标光源阵列中所述第一光源组的当前工作参数。

所述光源切换模块可以用于在根据所述当前工作参数判定所述第一光源组发生异常，则关闭所述第一光源组，并使用所述第二光源组根据工作参数发送所述目标电信号。

在本公开的一种示例中，所述装置还包括：映射建立模块(图中未示出)。

所述映射建立模块可以用于预先建立环境参数与光源阵列类型、光源阵列工作参数的映射关系，并保存所述映射关系。

上述的文件下载装置中各模块的具体细节已经在对应的文件下载方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

进一步的，参考图4所示，本示例的实施方式中还提供一种基于可见光通信的数据传输***，包括：

发射机401，用于获取当前环境参数，根据所述环境参数匹配目标光源阵列；对待传输数据按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号；使所述目标光源阵列发送所述目标电信号；

接收机402，用于接收所述目标电信号并对所述目标电信号进行解调以获取所述待传输数据。

举例来说，发射机可以配置有光源，传感器，存储器等。接收机可以应用于移动终端，例如，手机、平板电脑中，用户可以利用手机接收LED光源发出的数据信息，然后，根据数据信息进行定位、网路通话、浏览网页或者传输即时消息等操作。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

需要说明的是，作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如下述实施例中所述的方法。例如，所述的电子设备可以实现如图1所示的各个步骤。

此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

Claims (7)

1.一种基于可见光通信的数据传输方法，其特征在于，包括：

预先建立环境参数与光源阵列类型、光源阵列工作参数的映射关系，并保存所述映射关系；其中，所述环境参数包括光强、色彩数据，以及针对室外环境的气象信息；所述气象信息包括气象类型、气象等级信息；

获取当前环境参数，基于所述映射关系根据所述环境参数匹配目标光源阵列；

获取待传输数据的数据容量，并在所述待传输数据的数据容量大于预设阈值时，对所述待传输数据进行拆分以获取若干子待传输数据流；并为所述子待传输数据流配置标识信息，以将配置有标识信息的子待传输数据流进行调制；以及，根据拆分后的所述子待传输数据流的数量配置所述目标光源阵列中发送目标电信号的光源组的数量；

对所述子待传输数据流按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号；

使所述目标光源阵列中已配置数量的光源组发送所述目标电信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述环境参数匹配目标光源阵列时，所述方法还包括：

根据所述当前环境参数配置所述目标光源阵列的工作参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标光源阵列至少包括第一光源组和第二光源组。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述使所述目标光源阵列发送所述目标电信号时，所述方法还包括：

读取所述目标光源阵列中所述第一光源组的当前工作参数；

若根据所述当前工作参数判定所述第一光源组发生异常，则关闭所述第一光源组，并使用所述第二光源组根据工作参数发送所述目标电信号。

5.一种基于可见光通信的数据传输装置，其特征在于，包括：

映射建立模块，用于预先建立环境参数与光源阵列类型、光源阵列工作参数的映射关系，并保存所述映射关系；其中，所述环境参数包括光强、色彩数据，以及针对室外环境的气象信息；所述气象信息包括气象类型、气象等级信息；

光源阵列配置模块，用于获取当前环境参数，基于所述映射关系根据所述环境参数匹配目标光源阵列；

光信号调制模块，用于对待传输数据按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号，包括：数据拆分单元，用于获取待传输数据的数据容量，并在所述待传输数据的数据容量大于预设阈值时，对所述待传输数据进行拆分以获取若干子待传输数据流；以及，拆分配置单元，用于为所述子待传输数据流配置标识信息，以将配置有标识信息的子待传输数据流进行调制；拆分第二配置单元，用于根据拆分后的所述子待传输数据流的数量配置所述目标光源阵列中发送所述目标电信号的光源组的数量；对所述子待传输数据流按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号；

光信号传输模块，用于使所述目标光源阵列中已配置数量的光源组发送所述目标电信号。

6.一种基于可见光通信的数据传输***，其特征在于，包括：

发射机，用于预先建立环境参数与光源阵列类型、光源阵列工作参数的映射关系，并保存所述映射关系；其中，所述环境参数包括光强、色彩数据，以及针对室外环境的气象信息；所述气象信息包括气象类型、气象等级信息；获取当前环境参数，根据所述环境参数匹配目标光源阵列；获取待传输数据的数据容量，并在所述待传输数据的数据容量大于预设阈值时，对所述待传输数据进行拆分以获取若干子待传输数据流；并为所述子待传输数据流配置标识信息，以将配置有标识信息的子待传输数据流进行调制；以及，根据拆分后的所述子待传输数据流的数量配置所述目标光源阵列中发送目标电信号的光源组的数量；并对所述子待传输数据流按预设规则进行调制以获取对应的目标电信号；使所述目标光源阵列中已配置数量的光源组发送所述目标电信号；

接收机，用于接收所述目标电信号并对所述目标电信号进行解调以获取所述待传输数据。

7.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的基于可见光通信的数据传输方法。

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