[发明专利]一种可见光动态标签及其实现方法

权利要求书

1.一种可见光动态标签，其特征在于，包括：发送端和接收端；

所述发送端包括：直流电源、单片机、驱动电路和LED灯阵，所述直流电源与单片机连接，所述单片机通过驱动电路驱动LED灯阵；

所述单片机用于将接收到的待传输信息进行信息编码转换成比特流，所述驱动电路用于根据比特流调制LED灯阵发光状态；

所述接收端设有摄像模块，所述摄像模块用于拍摄灯光图片，所述接收端将拍摄的灯光图片进行图像分析，得到接收的码流，对码流进行解码获得对应灯光的的信息，加载获取到的链接信息，获得对应的待传输信息。

2.根据权利要求1所述的可见光动态标签，其特征在于，所述LED灯阵采用多组灯珠并联，每一组采用多个LED灯串联，并设有LED聚光透镜，所述LED聚光透镜安装到LED灯阵中。

3.根据权利要求1所述的可见光动态标签，其特征在于，所述摄像模块采用CMOS图像传感器，采用卷帘快门曝光方式。

4.根据权利要求1-3任一项所述可见光动态标签的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

所述发送端进行信息编码，发送bit信息，所述信息编码步骤包括：取待发送信息、字符编码、相位调制、添加帧头和帧头保护；

所述接收端进行图像处理，所述图像处理具体步骤包括：获取摄像头数据、灰度值修正、列像素排序、移动平滑滤波和多项式拟合判决；

采用二项式拟合的方法对数据进行拟合，在得出拟合曲线后，将每一个灰度值和与之对应的拟合值进行比较，得到判决结果；

所述接收端进行数据解调，所述数据解调具体步骤包括：寻找帧头、数据重排、数据缩减和解码原始字符信息；

在数据缩减之后，得到LED灯阵发送的比特流，对所述比特流按照对应编码方法进行解码，得到原始字符信息。

5.根据权利要求4所述可见光动态标签的实现方法，其特征在于，所述字符编码的步骤中，将英文字符、数字符和特殊符号与二进制码元一一对应，构建编码表，将待传输信息通过编码表转换成对应的二进制码元。

6.根据权利要求4所述可见光动态标签的实现方法，其特征在于，所述相位调制的具体步骤包括：

令当前第i位编码为x(i)，相位调制后第i位编码为y(i)，则y(i)与x(i)存在以下关系：

即编码第一位与原始编码相同，从第二位开始，若原编码当前位与前一位相同则将当前位改变电平，若不相同则不变，其中，符号“～”表示取反。

7.根据权利要求4所述可见光动态标签的实现方法，其特征在于，所述发送端进行信息编码的步骤中，加入奇偶校验码，所述接收端进行奇偶校验，若校验结果为有误码存在，则自动重启拍照重新获取一帧数据再次进行处理，直到校验结果为无误码发生才对数据进行解调，还原出原始发送的信息。

8.根据权利要求4所述可见光动态标签的实现方法，其特征在于，所述灰度值修正具体计算公式为：

其中，G表示从手机中获取的灰度值，Gn为经过灰度值校正后的灰度值。

9.根据权利要求4所述可见光动态标签的实现方法，其特征在于，所述列像素排序步骤包括：将帧图像的每一列像素值进行降序排序，确定明暗条纹宽度。

10.根据权利要求4所述可见光动态标签的实现方法，其特征在于，所述移动平滑滤波的具体计算公式为：

其中，Yi表示平滑滤波后的灰度值，M表示每个比特占用的列数，即比特分辨率，Xi表示排序后选定的行第i个列灰度值，w表示列数。