[发明专利]一种可见光动态标签及其实现方法

说明书

本发明公开了一种可见光动态标签及其实现方法，该可见光动态标签设有发送端和接收端，发送端以单片机作为主控制器，将经过特定协议编码后的数字或字符信息比特流通过驱动电路循环加载到LED灯阵中，使得LED灯光在满足照明需求的同时还能发送信息；接收端利用摄像头作为可见光动态标签的接收元件，使用摄像头拍摄带有调制信息的灯光，通过对接收到的可见光信息按照与编码协议对应的解码协议进行解调从而获得发送端发送的数字或字符信息，即可得到灯光中承载的信息。与二维码等传统实物标签相比，该标签具有制造成本低廉，信息保密性高，灵活应用等特点。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，具体涉及一种可见光动态标签及其实现方法。

背景技术

可见光通信是近年来提出的新一代通信技术，它的发送端是将信息按照一定协议编码得到的载波信号调制到常用的照明灯光中，以自由空间作为传输信道，接收端使用光电探测器对灯光的亮度或者频率进行分析解码得到原始信息来实现通信功能。

当前可视化实物标签形式单一，目前大部分的实物标签都是以图片的形式保存标签数据，印刷在产品的包装上或者产品表面，这种使用印刷的方式承载的标签属于静态标签，一旦标签内容设定印刷后便不可更改，在一些需要经常更改标签的场合欠缺灵活性。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种可见光动态标签及其实现方法，与二维码等传统实物标签相比，该标签具有制造成本低廉，信息保密性高，灵活应用等特点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种可见光动态标签，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。

作为优选的技术方案，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。

作为优选的技术方案，所述摄像模块采用CMOS图像传感器，采用卷帘快门曝光方式。

本发明还提供一种可见光动态标签的实现方法，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。

作为优选的技术方案，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。

作为优选的技术方案，所述相位调制的具体步骤包括：