一種基于可見(jiàn)光的通信方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于可見(jiàn)光的通信方法，信息發(fā)送步驟：獲取通信信息和位置信息；對(duì)通信信息和位置信息進(jìn)行編碼；將編碼后的信息調(diào)制到可見(jiàn)光信號(hào)中；發(fā)送可見(jiàn)光信息號(hào)；信息接收步驟：捕獲可見(jiàn)光信號(hào)；可見(jiàn)光信號(hào)解調(diào)；還原通信信息和位置信息；輸出。本發(fā)明實(shí)施例提供的基于可見(jiàn)光的通信方法，通過(guò)可見(jiàn)光的傳播特性，可以在緊急情況下建立一條不依賴(lài)于現(xiàn)有任何通信基礎(chǔ)設(shè)施的緊急通信通道，適用于山區(qū)、野外等環(huán)境開(kāi)闊的應(yīng)急需要，為搶險(xiǎn)救災(zāi)和突發(fā)事件應(yīng)急救援提供可靠的信息傳輸途徑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于可見(jiàn)光的通信方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種利用可見(jiàn)光進(jìn)行信息傳遞的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在過(guò)去的雪災(zāi)、地震等一系列自然災(zāi)害中，通信基礎(chǔ)設(shè)施常常被損毀，導(dǎo)致災(zāi)區(qū)的 通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓，災(zāi)區(qū)無(wú)法與外部聯(lián)系，由于通信網(wǎng)絡(luò)的中斷，也給外部了解災(zāi)區(qū)情況，組織 和安排營(yíng)救工作帶來(lái)了極大的困難，目前，在遠(yuǎn)距離的通信上可以采用臨時(shí)調(diào)度衛(wèi)星通信 來(lái)解決，但是，在災(zāi)區(qū)，尤其是山區(qū)中配備專(zhuān)門(mén)的衛(wèi)星通信設(shè)備顯然是不現(xiàn)實(shí)的。
[0003] 因此，當(dāng)突發(fā)性災(zāi)害降臨時(shí)，災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的電力、通訊、交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施可能遭 到損毀，如何在第一時(shí)間將災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況傳遞出去，或者單獨(dú)個(gè)體之間的信號(hào)求救， 以便于救援隊(duì)開(kāi)展應(yīng)急救援工作，顯得非常重要。
[0004] 目前，并沒(méi)有適合上述情況的廉價(jià)、簡(jiǎn)單、可靠的通信方法來(lái)解決通信問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提出一種基于可見(jiàn)光的通信方法，能夠在不依賴(lài)于任何固有通信基 礎(chǔ)設(shè)施的情況下，實(shí)現(xiàn)求救和應(yīng)急通信。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于可見(jiàn)光的通信方法，信息發(fā)送步驟：獲取通信信息和 位置信息；對(duì)通信信息和位置信息進(jìn)行編碼；將編碼后的信息調(diào)制到可見(jiàn)光信號(hào)中；發(fā)送 可見(jiàn)光信息號(hào)；信息接收步驟：捕獲可見(jiàn)光信號(hào)；可見(jiàn)光信號(hào)解調(diào)；還原通信信息和位置信 息；輸出。
[0007] 更進(jìn)一步，所述可見(jiàn)光信號(hào)采用不同顏色可見(jiàn)光編碼發(fā)送信息。
[0008] 更進(jìn)一步，所述可見(jiàn)光信號(hào)采用明暗模式編碼發(fā)送。
[0009] 更進(jìn)一步，所述可見(jiàn)光信號(hào)采用亮滅模式編碼發(fā)送。
[0010] 更進(jìn)一步，所述位置信息由GPS或北斗定位模塊獲得。
[0011] 更進(jìn)一步，所述不同顏色的可見(jiàn)光為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色中的兩種以上。
[0012] 本發(fā)明還提供一種應(yīng)用所述的基于可見(jiàn)光通信的系統(tǒng)。
[0013] 更進(jìn)一步，所述可見(jiàn)光信號(hào)采用不同顏色可見(jiàn)光編碼發(fā)送信息。
[0014] 更進(jìn)一步，所述不同顏色的可見(jiàn)光為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色中的兩種以上。
[0015] 更進(jìn)一步，所述系統(tǒng)為兩個(gè)以上能夠相互識(shí)別可見(jiàn)光信號(hào)的便攜式手電筒。
[0016] 本發(fā)明實(shí)施例提供的基于可見(jiàn)光的通信方法，通過(guò)可見(jiàn)光的傳播特性，可以在緊 急情況下建立一條不依賴(lài)于現(xiàn)有任何通信基礎(chǔ)設(shè)施的緊急通信通道，適用于山區(qū)、野外等 環(huán)境開(kāi)闊的應(yīng)急需要，為搶險(xiǎn)救災(zāi)和突發(fā)事件應(yīng)急救援提供可靠的信息傳輸途徑。
[0017]

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本發(fā)明提供的基于可見(jiàn)光的通信方法的一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)發(fā)送流程示意 圖； 圖2是本發(fā)明提供的基于可見(jiàn)光的通信方法的一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)接收流程示意圖； 圖3是本發(fā)明提供的基于可見(jiàn)光的通信方法的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明提供的基于可見(jiàn)光的通信方法的另一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)急通信裝置方法包括信息發(fā)送和信息接收兩步，如圖1、圖2所 /_J、1 〇
[0021] 在圖1中，公開(kāi)了本發(fā)明實(shí)施例中信息發(fā)送步驟： 101，獲取通信信息和位置信息，通信信息可以通過(guò)語(yǔ)音的方式，也可以通過(guò)文本的方 式，例如，用麥克風(fēng)錄入語(yǔ)音信號(hào)，或者，讀入文件中的文本信息，甚至是現(xiàn)場(chǎng)編寫(xiě)文本信息 輸入等，都可以完成通信信息的獲?。划?dāng)發(fā)生緊急通信需求時(shí)，可以按住緊急通信裝置的通 話(huà)按鈕，然后講出需要通信的話(huà)，如果在非常緊急情況下無(wú)法講話(huà)，可以按下緊按鈕，啟動(dòng) 緊急S0S呼救缺省設(shè)置，代替本步驟的通信信息輸入。位置信息的獲取，則可以通過(guò)位置定 位模塊，例如GPS衛(wèi)星定位導(dǎo)航模塊，或北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航模塊等全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定 位終端模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)源被動(dòng)定位，獲取當(dāng)前經(jīng)緯度信息。
[0022] 102,對(duì)通信信息和位置信息進(jìn)行編碼。這一步中，可以對(duì)獲取的通信信號(hào)進(jìn)行進(jìn) 行處理，例如，語(yǔ)音信號(hào)需要對(duì)信號(hào)增強(qiáng)，并對(duì)背景音弱化，再對(duì)語(yǔ)音信息進(jìn)行提取，編碼后 獲得通信數(shù)字信號(hào)。如果是文本信息，則可以直接對(duì)文本信息進(jìn)行編碼，獲得通信數(shù)字信 號(hào)。
[0023] 103,將通信數(shù)字信號(hào)調(diào)制到可見(jiàn)光信號(hào)中，一般可以按照光幀的格式進(jìn)行調(diào)制， 例如，可見(jiàn)光幀包括前導(dǎo)碼、開(kāi)始標(biāo)識(shí)、信息塊、結(jié)束標(biāo)識(shí)、位置標(biāo)識(shí)符等?？梢?jiàn)光信號(hào)根據(jù) 傳播方式，編碼可以采用顏色編碼，也可以采用明暗編碼或亮滅編碼等。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)可見(jiàn)光光波不同，呈現(xiàn)不同的顏色，如紅色：620nm-760nm， 澄色 592nm-620nm，黃色 578nm - 592nm，綠色 500nm - 578nm，青色 464nm-500nm ,藍(lán)色 446nm -464nm，紫色400nm-446nm?？梢?jiàn)，7種常見(jiàn)的顏色波長(zhǎng)是不一樣的，在400nm到 700nm之間，通過(guò)7種顏色的兩種以上就可以進(jìn)行編碼，最簡(jiǎn)單的編碼例如采用二進(jìn)制0和 1，比如紅色代表0,橙色代表1，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼發(fā)送，接收一方通過(guò)對(duì)捕獲信號(hào)的波長(zhǎng)或 者顏色進(jìn)行解讀，即可解碼。
[0025] 在另一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)可見(jiàn)光的明暗度進(jìn)行編碼，例如，亮度在閾值以上，代表 1，亮度在閾值一下，代表〇,通過(guò)亮度的一連串變化來(lái)調(diào)制通信信息。
[0026] 在另一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)可見(jiàn)光的亮滅進(jìn)行編碼，例如，可見(jiàn)光亮起的時(shí)候代表1， 可見(jiàn)光熄滅的時(shí)候代表〇,通過(guò)亮滅的一連串變化來(lái)調(diào)制通信信息。
[0027] 104,將調(diào)制好的可見(jiàn)光信息通過(guò)可見(jiàn)光發(fā)生模塊發(fā)送出去。
[0028] 在圖4中，公開(kāi)了本發(fā)明實(shí)施例中信息接收步驟： 201，捕獲對(duì)應(yīng)的可見(jiàn)光信號(hào)。根據(jù)調(diào)制和發(fā)送方式，以及發(fā)送可見(jiàn)光的類(lèi)型，捕獲可見(jiàn) 光信號(hào)。
[0029] 202,將可見(jiàn)光信號(hào)按照調(diào)制方式解調(diào)為通信數(shù)字信息號(hào)。
[0030] 203,將通信數(shù)字信號(hào)解碼轉(zhuǎn)換為通信信息和位置信息。
[0031] 204,輸出。
[0032] 參見(jiàn)圖3,是本發(fā)明提供的基于可見(jiàn)光的通信方法相應(yīng)裝置的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0033] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于可見(jiàn)光的通信方法相應(yīng)裝置，具體結(jié)構(gòu)包括： 301，語(yǔ)音模塊，該語(yǔ)音模塊具有語(yǔ)音錄入和輸出功能，可以使麥克風(fēng)和喇叭的結(jié)合，并 且語(yǔ)音模塊的麥克風(fēng)功能能夠?qū)⑤斎氲恼Z(yǔ)音捕獲后，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，該過(guò)程可以采用語(yǔ) 音編碼，例如波形編碼、參量編碼或混合編碼等方式，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行取樣、量化、編碼后， 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。在編碼后的數(shù)字信號(hào)中，按照語(yǔ)音自然語(yǔ)句進(jìn)行劃分，在編碼中加入前導(dǎo) 碼、開(kāi)始標(biāo)示符、結(jié)束標(biāo)示符以及位置標(biāo)示符等。同理，語(yǔ)音模塊也可以將解碼后的數(shù)字信 號(hào)還原成語(yǔ)音信號(hào)，并進(jìn)行播發(fā)。
[0034] 302,可見(jiàn)光模塊，該可見(jiàn)光模塊具有發(fā)出和感應(yīng)可見(jiàn)光信號(hào)的功能，包括可見(jiàn)光 的發(fā)生和可見(jiàn)光的感應(yīng)，一般來(lái)說(shuō)，兩者采用同樣波長(zhǎng)的光源，例如都才要鐳射光，使得兩 者能夠配合使用?？梢?jiàn)光模塊將語(yǔ)音模塊轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)，按照預(yù)設(shè)的編碼形式，可見(jiàn) 光的方式發(fā)送出去，其中，可見(jiàn)光也可以采用與語(yǔ)音信號(hào)一樣的編碼形式，按照幀的方式進(jìn) 行編碼，例如，可見(jiàn)光幀包括前導(dǎo)碼、開(kāi)始標(biāo)識(shí)、信息塊、結(jié)束標(biāo)識(shí)、位置標(biāo)識(shí)符等。同理，可 見(jiàn)光模塊可以捕捉到對(duì)應(yīng)頻率光源發(fā)送過(guò)來(lái)的可見(jiàn)光信號(hào)，并將捕獲到的可見(jiàn)光信號(hào)轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號(hào)?？梢?jiàn)光模塊的光源可以在可見(jiàn)光序列中進(jìn)行選取，優(yōu)選的，可以考慮射程較 遠(yuǎn)、穿透力較強(qiáng)的可見(jiàn)光，例如鐳射光。
[0035] 303,位置信息模塊，該模塊可以獲取所述基于可見(jiàn)光的通信方法的位置信息，例 如，該位置信息模塊可以是GPS模塊，北斗定位模塊，或者格洛納斯定位模塊等在用的全球 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位終端模塊，這些定位系統(tǒng)可以在野外實(shí)現(xiàn)無(wú)源定位，獲取所述基于可見(jiàn) 光的通信方法的經(jīng)緯度坐標(biāo)，且一般精確度可達(dá)10米以?xún)?nèi)，在應(yīng)急通信中，可以將該位置 信息調(diào)制在可見(jiàn)光信號(hào)中發(fā)送出去，對(duì)方在接收到可見(jiàn)光信號(hào)后編譯即可獲得基于可見(jiàn)光 的通信方法的精確位置，為下一步搶險(xiǎn)救援提供了精確的位置導(dǎo)向。
[0036] 304,電源模塊，該模塊負(fù)責(zé)給整個(gè)基于可見(jiàn)光的通信方法的各個(gè)模塊進(jìn)行供電， 可采用一般的蓄電池，充電電池等，尤其的，還可以是太陽(yáng)能電池，用于可以持續(xù)獲得太陽(yáng) 能的情況下自行充電。
[0037] 在圖4中，公開(kāi)了本發(fā)明實(shí)施例的基于可見(jiàn)光的通信方法相應(yīng)裝置的另一個(gè)實(shí)施 例結(jié)構(gòu)圖。
[0038] 401，語(yǔ)音輸入模塊，該語(yǔ)音輸入模塊用于接收外部語(yǔ)音信號(hào)，可以使用高靈敏度 的麥克風(fēng)，將輸入的語(yǔ)音捕獲后，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，該過(guò)程可以采用語(yǔ)音編碼，例如波形編 碼、參量編碼或混合編碼等方式，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行取樣、量化、編碼后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。在 編碼后的數(shù)字信號(hào)中，按照語(yǔ)音自然語(yǔ)句進(jìn)行劃分，在編碼中加入前導(dǎo)碼、開(kāi)始標(biāo)示符、結(jié) 束標(biāo)示符以及位置標(biāo)示符等。在另外一個(gè)實(shí)施例中，還可以具有背景聲去除子模塊，對(duì)捕獲 到的語(yǔ)音信號(hào)的背景聲進(jìn)行減弱和去除，從而提高語(yǔ)音編碼的準(zhǔn)確度。
[0039] 402,可見(jiàn)光發(fā)生模塊，該模塊從語(yǔ)音輸入模塊中獲取到編碼后的數(shù)字信號(hào)后，將 所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制到可見(jiàn)光信號(hào)中，可見(jiàn)光信號(hào)的編碼可以采用明暗模式和亮 滅模式，按照幀的方式進(jìn)行編碼，例如，可見(jiàn)光幀包括前導(dǎo)碼、開(kāi)始標(biāo)識(shí)、信息塊、結(jié)束標(biāo)識(shí)、 位置標(biāo)識(shí)符等?？梢?jiàn)光模塊的光源可以在可見(jiàn)光序列中進(jìn)行選取，優(yōu)選的，可以考慮射程較 遠(yuǎn)、穿透力較強(qiáng)的可見(jiàn)光，例如鐳射光。
[0040] 403,位置信息模塊，該模塊可以獲取所述基于可見(jiàn)光的通信方法的位置信息，例 如，該位置信息模塊可以是GPS模塊，北斗定位模塊，或者格洛納斯定位模塊等在用的全球 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位終端模塊，這些定位系統(tǒng)可以在野外實(shí)現(xiàn)無(wú)源定位，獲取所述基于可見(jiàn) 光的通信方法的經(jīng)緯度坐標(biāo)，且一般精確度可達(dá)10米以?xún)?nèi)，在應(yīng)急通信中，可以將該位置 信息調(diào)制在可見(jiàn)光信號(hào)中發(fā)送出去，對(duì)方在接收到可見(jiàn)光信號(hào)后編譯即可獲得基于可見(jiàn)光 的通信方法的精確位置，為下一步搶險(xiǎn)救援提供了精確的位置導(dǎo)向。
[0041] 404,可見(jiàn)光感應(yīng)模塊，該模塊可以捕捉到對(duì)應(yīng)頻率光源發(fā)送過(guò)來(lái)的可見(jiàn)光信號(hào)， 并將捕獲到的可見(jiàn)光信號(hào)進(jìn)行解碼，還原成數(shù)字信號(hào)。
[0042] 405,語(yǔ)音輸出模塊，該模塊可以還原的數(shù)字信號(hào)解碼，還原出自然語(yǔ)句，并通過(guò)聲 音進(jìn)行播發(fā)。
[0043] 406,電源模塊，該模塊負(fù)責(zé)給整個(gè)基于可見(jiàn)光的通信方法的各個(gè)模塊進(jìn)行供電， 可采用一般的蓄電池，充電電池等，尤其的，還可以是太陽(yáng)能電池，用于可以持續(xù)獲得太陽(yáng) 能的情況下自行充電。
[0044] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，語(yǔ)音信號(hào)的輸入通過(guò)一個(gè)控制按鈕來(lái)觸發(fā)，當(dāng)該按 鈕被按下時(shí)，才會(huì)捕獲語(yǔ)音信號(hào)，從而激發(fā)基于可見(jiàn)光的通信方法進(jìn)行通信。
[0045] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，基于可見(jiàn)光的通信方法具有一個(gè)缺省模式，即，激發(fā) 一個(gè)按鈕，自動(dòng)發(fā)出S0S求救信號(hào)，從而不需要語(yǔ)音信號(hào)的輸入也可以實(shí)現(xiàn)求救信號(hào)的通 ?目。
[0046] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述緊急通信裝置優(yōu)選為一便攜式手電筒。
[0047] 本發(fā)明實(shí)施例提供的基于可見(jiàn)光的通信方法，通過(guò)可見(jiàn)光的編碼進(jìn)行信息傳遞的 載體，在緊急情況下，可以快速地建立起不依賴(lài)于現(xiàn)有通信設(shè)施的信息傳遞通道，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急 通信。該裝置才成本低廉，攜帶方便，使用簡(jiǎn)單，適用于山區(qū)、野外、災(zāi)區(qū)等環(huán)境下的應(yīng)急需 要，為應(yīng)急救援、抗震救災(zāi)和各類(lèi)突發(fā)事件的應(yīng)急救援提供可靠的信息傳輸通道。
[〇〇48] 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于可見(jiàn)光的通信方法，其特征在于， 信息發(fā)送步驟：獲取通信信息和位置信息；對(duì)通信信息和位置信息進(jìn)行編碼；將編碼 后的信息調(diào)制到可見(jiàn)光信號(hào)中；發(fā)送可見(jiàn)光信息號(hào)； 信息接收步驟：捕獲可見(jiàn)光信號(hào)；可見(jiàn)光信號(hào)解調(diào)；還原通信信息和位置信息；輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于可見(jiàn)光的通信方法，其特征在于，所述可見(jiàn)光信號(hào)采用不 同顏色可見(jiàn)光編碼發(fā)送信息。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于可見(jiàn)光的通信方法，其特征在于，所述可見(jiàn)光信號(hào)采用明 暗模式編碼發(fā)送。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于可見(jiàn)光的通信方法，其特征在于，所述可見(jiàn)光信號(hào)采用亮 滅模式編碼發(fā)送。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于可見(jiàn)光的通信方法，其特征在于，所述位置信息由GPS或北 斗定位模塊獲得。
6. 如權(quán)利要求2所述的基于可見(jiàn)光的通信方法，其特征在于，所述不同顏色的可見(jiàn)光 為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色中的兩種以上。
7. -種應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的基于可見(jiàn)光通信的系統(tǒng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的基于可見(jiàn)光通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述可見(jiàn)光信號(hào)采用不 同顏色可見(jiàn)光編碼發(fā)送信息。
9. 如權(quán)利要求8所述的基于可見(jiàn)光通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述不同顏色的可見(jiàn)光 為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色中的兩種以上。
10. 如權(quán)利要求7所述的基于可見(jiàn)光通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)為兩個(gè)以上能 夠相互識(shí)別可見(jiàn)光信號(hào)的便攜式手電筒。
【文檔編號(hào)】H04B10/116GK104104437SQ201310123930
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月11日
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