專利名稱：具備車隊紅外通訊功能的車燈系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通訊控制技術(shù)，屬于一種具備車隊紅外通訊功能的車燈系 統(tǒng)，通過對車燈系統(tǒng)的改造實現(xiàn)無線電靜默條件下，車隊行進中用于行車指令 傳輸?shù)耐ㄓ嵪到y(tǒng)。尤其適用于反電子偵察、電子戰(zhàn)壓制等復(fù)雜條件下軍隊機械 化隱蔽拉動過程中的指揮與聯(lián)絡(luò)。
背景技術(shù)：
目前的車隊通訊普遍采用無線電通訊方式，在電子戰(zhàn)壓制和無線電靜默條 件下無法有效發(fā)揮作用。目前所能采取的補救的辦法通常是使用旗語、燈語等 視覺信號，或事先規(guī)定的鳴笛編碼。旗語只能在白晝使用，并且受到視覺條件
的限制；燈語在夜間容易暴露目標(biāo)；并且旗語和燈語與鳴笛編碼相似，其所能 包含的信息量有限，只能傳輸少數(shù)指令。而鳴笛編碼不僅信息容量低，而且傳 輸距離也相當(dāng)有限，并且傳輸中容易相互間干擾而誤傳命令。因此，從實戰(zhàn)角 度出發(fā)，迫切需要一種隱蔽、安全、有效的，適應(yīng)于現(xiàn)代化高技術(shù)戰(zhàn)爭條件下 復(fù)雜電磁環(huán)境的，車隊行進過程中的指揮通訊系統(tǒng)。 專利內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種具備車隊紅外通訊功能的車燈系統(tǒng)，通過無線 光通訊的方式實現(xiàn)指令的傳輸，在根本上解決了傳統(tǒng)通訊方式所存在的上述問 題。對于以行軍隊列開進的車隊，由指揮車通過改造后的車燈系統(tǒng)向車前、車 后發(fā)出加載指令編碼的調(diào)制光信號，前后車輛接收指令信息，解碼后顯示指令 內(nèi)容，并向前后方進行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，直至指令信息傳至整個車隊。本系統(tǒng)可以采 用可見光及非可見光光源作為信息載體，從而能夠在無線電靜默、電子戰(zhàn)壓制 和夜間燈火管制等多重限制條件下實現(xiàn)車隊的隱蔽拉動中的指令傳輸。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，控制中心利用通訊網(wǎng)絡(luò)連線和發(fā)射與接收裝 置連接，所述控制中心包括第一MCU單片機及命令控制鍵盤，所述第一MCU 單片機用于監(jiān)控命令控制鍵盤的工作狀態(tài)；所述發(fā)射與接收裝置包括第二 MCU 單片機、發(fā)射脈沖調(diào)制電路及接收脈沖調(diào)制電路，第二MCU單片機用于監(jiān)控發(fā) 射脈沖調(diào)制電路及接收脈沖調(diào)制電路的工作狀態(tài)；在發(fā)射脈沖調(diào)制電路的輸出 端連接集成于車燈內(nèi)的光發(fā)射器，在接收脈沖調(diào)制電路的輸入端連接集成于車 燈內(nèi)的光接收器；
當(dāng)命令控制鍵盤發(fā)出指令，第一 MCU單片機對所述指令進行編碼并通過通 訊網(wǎng)絡(luò)傳送至發(fā)射與接收裝置，發(fā)射與接收裝置中的發(fā)射脈沖調(diào)制電路對集成 于車燈內(nèi)的光發(fā)射器所發(fā)出的光信號進行調(diào)制，并將指令信號加載在調(diào)制后的 光信號中通過光發(fā)射器發(fā)出；當(dāng)集成于車燈內(nèi)的光接收器收到所述光信號后， 發(fā)射與接收裝置中的接收脈沖調(diào)制電路對光信號進行解調(diào)，再將解調(diào)后的光信 號通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳送至控制中心。所述控制中心還包括LCM顯示語音提示電路，控制中心對接收到的光信號進行判讀后，再決定采取顯示與語音提示或轉(zhuǎn)發(fā)。
所述車燈包括車前燈與車后燈；所述光發(fā)射器與光接收器同時設(shè)置于車前 燈和車后燈上。所述車燈為LED車燈，所述LED車燈包括陣列于喇叭狀反光罩 底部的若干LED照明燈，及位于喇叭狀反光罩開口端的配光板，在LED照明燈 間間隔設(shè)置光接收器與光發(fā)射器。所述車燈為傳統(tǒng)的熱光源燈，所述熱光源燈 包括反光碗，和位于反光碗焦點上的燈絲型熱光源，及位于反光碗開口端的配 光板；在燈絲型熱光源與配光板間設(shè)置支架，在支架上設(shè)置光接收器與光發(fā)射器。
所述第二 MCU單片機位于控制中心內(nèi)，并與第一 MCU單片機合成一個單 片機。
本發(fā)明的特點如下
1:本系統(tǒng)通過對車輛原本用于照明與指示的車燈系統(tǒng)進行改進設(shè)計，添加
信號發(fā)射源、信號接收器以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)車隊內(nèi)部行車指令的無線 光通訊傳輸。
2:本系統(tǒng)將通訊系統(tǒng)的發(fā)射與接收裝置集成在車輛的車燈系統(tǒng)里，以便在 不破壞車輛整體結(jié)構(gòu)設(shè)計與造型的條件下實現(xiàn)功能的添加，同時對車燈的供電 系統(tǒng)、配光系統(tǒng)、防護系統(tǒng)和安裝位置最大限度的加以利用。
3:本系統(tǒng)由控制中心、車前發(fā)射與接收裝置、車后發(fā)射與接收裝置以及車 內(nèi)通訊網(wǎng)路組成。指揮員通過控制中心發(fā)出指令，各車間通過向車前車后發(fā)出 指令和自車前車后接收信息，形成集群內(nèi)部的信息中繼傳送通訊鏈路。
4:集群內(nèi)各車輛通過車前接受系統(tǒng)和車后接收系統(tǒng)接收指令信息，收到指 令信號后經(jīng)控制中心分析、解碼、顯示并發(fā)出"收到"信息予以確認(rèn)，同時分 別通過車前發(fā)射系統(tǒng)和車后發(fā)射系統(tǒng)向車前車后轉(zhuǎn)發(fā)指令信息。
如上所述，系統(tǒng)通訊鏈路為一對多的中繼通訊網(wǎng)絡(luò)，發(fā)出指令的指揮車可 能處于網(wǎng)絡(luò)的任何一個節(jié)點。指揮車通過車燈集成的車前發(fā)射裝置和車后發(fā)射 裝置向車前車后一定角度范圍發(fā)出指令信號，接收到指令的車輛通過控制器顯
示指令信息，并向前后兩個方向發(fā)出指令中繼信號和應(yīng)答確認(rèn)信號。隨著各車 的中繼傳輸，通訊信號傳遍整個車隊，形成如圖l所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?


圖l是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
圖2是本發(fā)明框圖。
圖3是傳統(tǒng)的LED車燈。
圖4是本發(fā)明LED車燈。
圖5是傳統(tǒng)的熱光源車燈。
圖6是本發(fā)明的熱光源車燈。
如圖所示控制中心利用通訊網(wǎng)絡(luò)連線和發(fā)射與接收裝置連接，所述控制 中心包括第一 MCU單片機及命令控制鍵盤，所述第一 MCU單片機用于監(jiān)控命 令控制鍵盤的工作狀態(tài)；所述發(fā)射與接收裝置包括第二MCU單片機、發(fā)射脈沖
調(diào)制電路及接收脈沖調(diào)制電路，第二MCU單片機用于監(jiān)控發(fā)射脈沖調(diào)制電路及 接收脈沖調(diào)制電路的工作狀態(tài)；在發(fā)射脈沖調(diào)制電路的輸出端連接集成于車燈 內(nèi)的光發(fā)射器，在接收脈沖調(diào)制電路的輸入端連接集成于車燈內(nèi)的光接收器；
當(dāng)命令控制鍵盤發(fā)出指令，第一 MCU單片機對所述指令進行編碼并通過通 訊網(wǎng)絡(luò)傳送至發(fā)射與接收裝置，發(fā)射與接收裝置中的發(fā)射脈沖調(diào)制電路對集成 于車燈內(nèi)的光發(fā)射器所發(fā)出的光信號進行調(diào)制，并將指令信號加載在調(diào)制后的 光信號中通過光發(fā)射器發(fā)出；當(dāng)集成于車燈內(nèi)的光接收器收到所述光信號后， 發(fā)射與接收裝置中的接收脈沖調(diào)制電路對光信號進行解調(diào)，再將解調(diào)后的光信 號通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳送至控制中心。所述控制中心還包括LCM顯示語音提示電路， 控制中心對接收到的光信號進行判讀后，再決定采取顯示與語音提示或轉(zhuǎn)發(fā)。
所述車燈包括車前燈與車后燈；所述光發(fā)射器與光接收器同時設(shè)置于車前 燈和車后燈上。
所述車燈可以采用為LED車燈，所述LED車燈包括陣列于喇叭狀反光罩2 底部的若干LED照明燈1，及位于喇叭狀反光罩2開口端的配光板3，在LED 照明燈1間間隔設(shè)置光接收器6與光發(fā)射器5。所述車燈也可以采用傳統(tǒng)的熱光 源燈，所述熱光源燈包括反光碗8，和位于反光碗8焦點上的燈絲型熱光源7， 及位于反光碗8開口端的配光板3;在燈絲型熱光源7與配光板3間設(shè)置支架9， 在支架9上設(shè)置光接收器6與光發(fā)射器5。
由于燈絲型熱光源車燈具有較強的熱慣性，無法在較高的調(diào)制頻率下工作， 但發(fā)光強度大，適合于信息含量較小的簡單指令大范圍遠(yuǎn)距離傳輸。半導(dǎo)體類 固體發(fā)光源(LED等)體積小、頻率響應(yīng)高，但發(fā)光強度略低，適合于較小范 圍大信息量復(fù)雜指令的傳輸。本系統(tǒng)根據(jù)實際通訊要求不同，在實現(xiàn)上可采用 LED、 LD、 OLED、普通信號燈、熱光源照明燈或它們的組合作為信號發(fā)射源。 此外，為了加強抗干擾特性，還可以通過采用多光源多波段組合的方式實施指 令信號的發(fā)射。以下面兩個實例方案為例
實施例一，LED車燈方案-
隨著超高亮度發(fā)光二極管技術(shù)的發(fā)展和大范圍應(yīng)用，LED用于車燈系統(tǒng)已 成為現(xiàn)實。目前的LED車燈主要應(yīng)用在剎車燈、轉(zhuǎn)向燈等指示類燈具上。本實 例方案將通訊系統(tǒng)的發(fā)射與接收系統(tǒng)集成在車輛的半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)車 燈之中，由于發(fā)光二極管具有很高的頻率響應(yīng)，只需對車燈系統(tǒng)的驅(qū)動電路進 行適當(dāng)?shù)母脑旒纯蓾M足大信息量復(fù)雜指令的通訊的要求。
此時，車燈的供電電路4、配光系統(tǒng)均可得到充分的利用，對車燈的整體結(jié) 構(gòu)設(shè)計也幾乎可以不需進行過多的修改而加以利用。只需在車燈內(nèi)某些位置將 照明用LED替換成通訊用LDE或LD等器件，(必要時也可將照明用LED直接 用于通訊指令的發(fā)送)并在適當(dāng)?shù)奈恢眉友b接收元件及其電路即可。如圖4所 示。發(fā)射和接收元件在車燈中的安置，根據(jù)配光設(shè)計的要求可以與照明元件混 合排列也可以劃分為不同的功能區(qū)域集中排列。根據(jù)不同的使用環(huán)境，發(fā)射元 件可以采用不同波長組合設(shè)置，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
實施例二，燈絲型熱光源車燈附加半導(dǎo)體通訊光源方案
燈絲型熱光源車燈發(fā)光強度較高，車大燈及霧燈目前基本上依然采用這種 形式。由于光源的熱慣性，用于通訊只能傳遞信息量較低的簡單指令，在車燈
內(nèi)加裝固體發(fā)光光源和接收器件，可以較好的解決頻率響應(yīng)問題。如圖6所示。 燈絲型熱光源車燈通常采用拋物面反光碗加配光板的形式實現(xiàn)要求的照明效 果，在燈頭前通過球面反光罩將前向出射的光能后向反射，再通過反光碗反射 后出射對照明效果基本上不會帶來影響。因此本方案以前端反光罩作為通訊收 發(fā)器件的安裝支架，只需對配光板作局部改進設(shè)計即可在保持車燈原有照明效 果的同時，將通訊收發(fā)裝置集成在車燈里。本實例在不改變原有車燈系統(tǒng)整體 結(jié)構(gòu)的情況下，不僅可以通過對配光板的局部改進實現(xiàn)收發(fā)系統(tǒng)所需的光學(xué)性 能，而且還可利用車燈反光碗改善信號接收的可響應(yīng)角度。
本系統(tǒng)提供的通訊方法不僅具有很好的適應(yīng)性與可靠性，而且隱蔽性好、 可有效地防止監(jiān)聽，并且若采用紅外線通訊對雨霧塵霾有較強的穿透能力。同 時，采用中繼轉(zhuǎn)發(fā)的形式延伸了信號傳輸?shù)淖饔镁嚯x與作用范圍，使得無線光 通訊在較大的空間范圍內(nèi)得以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、具備車隊紅外通訊功能的車燈系統(tǒng)，其特征是控制中心利用通訊網(wǎng)絡(luò)連線和發(fā)射與接收裝置連接，所述控制中心包括第一MCU單片機及命令控制鍵盤，所述第一MCU單片機用于監(jiān)控命令控制鍵盤的工作狀態(tài)；所述發(fā)射與接收裝置包括第二MCU單片機、發(fā)射脈沖調(diào)制電路及接收脈沖調(diào)制電路，第二MCU單片機用于監(jiān)控發(fā)射脈沖調(diào)制電路及接收脈沖調(diào)制電路的工作狀態(tài)；在發(fā)射脈沖調(diào)制電路的輸出端連接集成于車燈內(nèi)的光發(fā)射器，在接收脈沖調(diào)制電路的輸入端連接集成于車燈內(nèi)的光接收器；當(dāng)命令控制鍵盤發(fā)出指令，第一MCU單片機對所述指令進行編碼并通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳送至發(fā)射與接收裝置，發(fā)射與接收裝置中的發(fā)射脈沖調(diào)制電路對集成于車燈內(nèi)的光發(fā)射器所發(fā)出的光信號進行調(diào)制，并將指令信號加載在調(diào)制后的光信號中通過光發(fā)射器發(fā)出；當(dāng)集成于車燈內(nèi)的光接收器收到所述光信號后，發(fā)射與接收裝置中的接收脈沖調(diào)制電路對光信號進行解調(diào)，再將解調(diào)后的光信號通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳送至控制中心。
2、 如權(quán)利要求1所述具備車隊紅外通訊功能的車燈系統(tǒng)，其特征是所述 車燈包括車前燈與車后燈；所述光發(fā)射器與光接收器同時設(shè)置于車前燈和車后 燈上。
3、 如權(quán)利要求1所述具備車隊紅外通訊功能的車燈系統(tǒng)，其特征是所述 控制中心還包括LCM顯示語音提示電路，控制中心對接收到的光信號進行判讀 后，再決定采取顯示與語音提示或轉(zhuǎn)發(fā)。
4、 如權(quán)利要求1或2所述具備車隊紅外通訊功能的車燈系統(tǒng)，其特征是 所述車燈為LED車燈，所述LED車燈包括陣列于喇叭狀反光罩(2)底部的若 干LED照明燈(1)，及位于喇叭狀反光罩(2)開口端的配光板(3)，在LED 照明燈(1)間設(shè)置光接收器(6)與光發(fā)射器(5)。
5、 如權(quán)利要求1或2所述具備車隊紅外通訊功能的車燈系統(tǒng)，其特征是 所述車燈為傳統(tǒng)的熱光源燈，所述熱光源燈包括反光碗(8)，和位于反光碗(8) 焦點上的燈絲型熱光源(7)，及位于反光碗(8)開口端的配光板(3);在燈絲 型熱光源(7)與配光板(3)間設(shè)置支架(9)，在支架(9)上設(shè)置光接收器(6) 與光發(fā)射器(5)。
6、 如權(quán)利要求1所述具備車隊紅外通訊功能的車燈系統(tǒng)，其特征是所述 第二 MCU單片機位于控制中心內(nèi)，并與第一 MCU單片機合成一個單片機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通訊控制技術(shù)，屬于一種具備車隊紅外通訊功能的車燈系統(tǒng)。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，控制中心利用通訊網(wǎng)絡(luò)連線和發(fā)射與接收裝置連接，所述控制中心包括第一MCU單片機及命令控制鍵盤，所述第一MCU單片機用于監(jiān)控命令控制鍵盤的工作狀態(tài)；所述發(fā)射與接收裝置包括第二MCU單片機、發(fā)射脈沖調(diào)制電路及接收脈沖調(diào)制電路，第二MCU單片機用于監(jiān)控發(fā)射脈沖調(diào)制電路及接收脈沖調(diào)制電路的工作狀態(tài)；在發(fā)射脈沖調(diào)制電路的輸出端連接集成于車燈內(nèi)的光發(fā)射器，在接收脈沖調(diào)制電路的輸入端連接集成于車燈內(nèi)的光接收器。本發(fā)明可以適用于反電子偵察、電子戰(zhàn)壓制等復(fù)雜條件下軍隊機械化隱蔽拉動過程中的指揮與聯(lián)絡(luò)。
文檔編號B60Q1/00GK101337523SQ20081002176
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者徐毅剛 申請人:無錫市星迪儀器有限公司