[发明专利]一种基于光强度的可见光语音图像混合传输系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于光强度的可见光语音图像混合传输系统及方法，包括摄像头，语音解码芯片，FPGA开发板，两路LED驱动电路，光电探测模块，ADC模块和上位机。发送端由两部分组成，一是采集JPEG格式的图像数据，另一个则采集语音数据，将两种数据分别通过两个LED驱动电路进行发送，通过设置相对位置，让两路LED光同时投射到单个光电探测器上面，接收端将光信号转换为电信号之后通过AD模块传输至FPGA内部，然后对两路光强度进行判别处理，分离出相对应的语音数据和图像数据。将图像数据送进上位机，语音信号送至扬声器，便可以进行实时语音和图像的传输了。本发明不但降低了传输速率，而且使得接收端恢复更为简单。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，具体涉及一种基于光强度的可见光语音图像混合传输系统及方法。

背景技术

随着社会的高速发展及各种电子产品和智能设备的普及，无线频谱资源变得越来越短缺，可见光通信(Vsible Light Communication,VLC)作为一种新兴的通信技术，由于其具有更高的传输速率，更广泛的实用性和更高的安全性等优点，已经引起国内外研究人员的共同关注。此外，可见光通信是用目前使用最为广泛的LED灯作为光源，所以可见光通信具有通信和照明的双重功能。目前，可见光通信已经成为无线通信领域的热点研究方向，其应用前景非常广阔。

现有的可见光定通信技术，由于速率的限制，大部分只进行单个实时语音数据传输或者单个图像传输通信，特别对于图像数据的传输，由于其庞大的数据量，要想进行实时传输，对硬件电路的要求比较高，如果加上语音数据，速率将会更高，不利于传输。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种基于光强度的可见光语音图像混合传输系统及方法，不但降低了传输速率，而且使得接收端恢复更为简单。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种基于光强度的可见光语音图像混合传输系统，所述系统包括摄像头，语音解码芯片，FPGA开发板，两路波长相同的LED驱动电路，光电探测模块，AD采集模块和上位机；发送端由两部分组成，一是采集JPEG格式的图像数据，另一个则采集语音数据，将两种数据分别通过两路LED驱动电路进行发送，通过设置相对位置，让两路LED光同时投射到单个光电探测器上面，利用AD采集模块将数据传输至FPGA开发板内部，通过对两路光强的判别处理，分离出相对应的语音数据和图像数据；分别传输至对应的终端即可。

一种基于光强度的可见光语音图像混合传输方法，所述方法包括以下步骤，

(1)、利用FPGA驱动摄像头，采集JPEG格式的图像数据，然后通过驱动语音解码芯片，采集语音数据，将两路数据分别加载至两路波长相同的LED驱动电路，通过位置调整，将两个LED发出的光同时投射到光电探测器上面；

(2)、经光电转换之后的电压信号呈现高、中高、中低、低四种状态；高状态是两路数据高电平时的叠加，中高和中低状态是一路数据为低电平一路数据为高电平的叠加，低状态则是两路同为低电平的叠加；

(3)、四种状态可根据阈值的设定来分离图像数据和语音数据，对于中高状态为高电平的情况，直接选取中高状态和中低状态之间的值作为阈值进行判别，设此阈值为b；对于图像数据，当电压信号大于b时，图像数据为1，当电压信号小于b时，图像数据为0。对于语音数据，需要另外两个阈值，即高状态和中高状态之间选取的阈值a，中低状态和低状态之间选取的阈值c；当大于a或大于c小于b时，语音数据为1；当小于c或大于b小于a时，语音数据为0；对于中高状态为低电平的情况，直接选取中高状态和中低状态之间的值作为阈值进行判别，设此阈值为B，对于语音数据，当电压信号大于B时，语音数据为1，当电压信号小于B时，语音数据为0。对于图像数据，同样需要另外两个阈值，即高状态和中高状态之间选取的阈值A，中低状态和低状态之间选取的阈值C；当大于A或大于C小于B时，图像数据为1；当小于C或大于B小于A时，图像数据为0；