WANG LU (CN)
HE LINGLI (CN)
CN108736970A | 2018-11-02 | |||
CN106301559A | 2017-01-04 | |||
CN102957479A | 2013-03-06 | |||
CN105162519A | 2015-12-16 |
权利要求书 [权利要求 1] 一种基于反射光的可见光通信盲区覆盖及越区切换方法, 其特征在于 , 包括以下步骤: 步骤 SI, 移动智能设备接收来自 LED灯旁边的反射光信号来进行通信 步骤 S2, 所述移动智能设备通过移动网络控制设置于所述 LED灯旁的 镜子进行旋转, 使得镜子的反射光信号能够实时照射到所述移动智能 设备; 步骤 S3 , 所述移动智能设备接收到反射光信号后, 在移动经过盲区时 进行无缝越区切换通信, 切换至新的 LED灯照射区域。 [权利要求 2] 根据权利要求 1所述的基于反射光的可见光通信盲区覆盖及越区切换 方法, 其特征在于, 所述步骤 S1中, 所述 LED灯为包括通信模块和照 明模块的智能 LED灯, 所述智能 LED灯为反射光信号的发射端; 所述 LED灯旁边设置有用于实现反射的镜子, 所述镜子根据所述移动智能 设备的运动而实时跟随转动; 所述移动智能设备包括光电感应器、 加 速度计传感器以及方向传感器中的一种或几种。 [权利要求 3] 根据权利要求 1所述的基于反射光的可见光通信盲区覆盖及越区切换 方法, 其特征在于, 所述镜子包括镜子本体、 转动组件和控制端, 所 述镜子本体安装于所述转动组件上, 所述转动组件和控制端相连接, 所述移动智能设备通过 WIFI模块与所述控制端相连接。 [权利要求 4] 根据权利要求 1至 3任意一项所述的基于反射光的可见光通信盲区覆盖 及越区切换方法, 其特征在于, 所述步骤 S2包括以下子步骤: 步骤 S21, 建立所述镜子的三维坐标轴, 并建立移动智能设备与所述 镜子之间的数学模型; 步骤 S22, 通过移动智能设备中获得所述移动智能设备的传感数据, 并根据所述步骤 S21中得到的数学模型, 计算所述镜子需要转动的左 右角度 oc和上下角度(3; 步骤 S23 , 移动智能设备将计算得到的左右角度 oc和上下角度(3通过移 动网络发送给所述镜子的控制端, 从而控制所述镜子跟随所述移动智 能设备的运动而实时转动。 [权利要求 5] 根据权利要求 4所述的基于反射光的可见光通信盲区覆盖及越区切换 方法, 其特征在于, 所述步骤 S22包括以下子步骤: 步骤 S221, 通过所述移动智能设备获取其方向传感数据; 步骤 S222, 将所述方向传感数据转换成平面坐标系的角度数据, 得到 所述镜子需要转动的左右角度 oc ; 步骤 S223, 通过所述移动智能设备获取其加速度传感数据和运动速度 数据, 进而计算得到所述镜子需要转动的上下角度(3。 [权利要求 6] 根据权利要求 5所述的基于反射光的可见光通信盲区覆盖及越区切换 方法, 其特征在于, 所述步骤 S223中, 通过累计所述移动智能设备的 位移得到其运动速度数据, 然后通过位移所对应的时间, 可以计算得 到所述移动智能设备的瞬时移动速度, 进而得到所述镜子需要转动的 上下角度(3。 [权利要求 7] 根据权利要求 4所述的基于反射光的可见光通信盲区覆盖及越区切换 方法, 其特征在于, 所述步骤 S3包括以下子步骤: 步骤 S31、 移动智能设备正常接收 LED灯发出的光信号, 并计算其接 收信号强度 RSI; 步骤 S32, 移动智能设备通过比较计算所得的接收信号强度 RSI与预 设的接收信号强度阈值, 进而判断所述移动智能设备是否移动到 LED 灯的服务区域边界; 步骤 S33 , 当所述移动智能设备移动到 LED灯的服务区域边界时, 所 述移动智能设备控制所述镜子转动, 使得所述镜子的反射光信号得以 覆盖通信盲区; 步骤 S34, 所述移动智能设备在通信盲区的反射光信号中, 计算新的 接收信号强度 RSI, 判断该新的接收信号强度 RSI是否达到所述接收 信号强度阈值, 以此判断是否切换至新的通信服务区。 [权利要求 8] 根据权利要求 7所述的基于反射光的可见光通信盲区覆盖及越区切换 方法, 其特征在于, 所述步骤 S32中, 判断所述移动智能设备是否移 动到 LED灯的服务区域边界的过程为, 对接收信号强度 RSI与预设的 接收信号强度阈值进行比较, 当接收信号强度 RSI小于所述接收信号 强度阈值且排除干扰情况, 则判断所述移动智能设备已移动到所述 L ED灯的服务边界; 所述排除干扰情况指的是从时间域上判断所述接 收信号强度 RSI是否为连续变化, 若否则判断为干扰。 [权利要求 9] 根据权利要求 7所述的基于反射光的可见光通信盲区覆盖及越区切换 方法, 其特征在于, 所述步骤 S33中, 当所述移动智能设备移动到 LE D灯的服务区域边界时, 所述移动智能设备将所述镜子需要转动的左 右角度 oc和上下角度(3发送至所述镜子的控制端, 进而控制所述镜子 实时跟随转动左右角度 oc和上下角度(3; 所述移动智能设备接收转动 后的镜子的反射光信号, 实现通信盲区的镜面反射光通信。 [权利要求 10] 根据权利要求 7所述的基于反射光的可见光通信盲区覆盖及越区切换 方法, 其特征在于, 所述步骤 S34中, 判断是否切换至新的通信服务 区的过程为: 判断该新的接收信号强度 RSI是否大于所述接收信号强 度阈值且为连续信号, 若是则判断为已切换至新的通信服务区; 所述 步骤 S34还将判断结果反馈至所述 LED灯中, 进而实现将通信控制主 权转交至新的通信服务区。 |
[0001] 本发明涉及一种可见光通信覆盖方法, 尤其涉及一种基于反射光的可见光通信 盲区覆盖及越区切换方法。
背景技术
[0002] “智慧家庭”的兴起, 计算机, 智能设备的迅速普及, 使得移动数字终端的范畴 发生革命性的变化, 给传统接入网技术带来了巨大的考验。 光纤到户“最后一公 里路”的困境、 无线接入网频谱资源紧张、 光载无线通信的不成熟和电磁辐射都 制约这个瓶颈的突破; 当今世上正在演绎一场“随时随地”的接入方 式的深刻变革 , 社会也呼唤一种拓宽频谱资源、 绿色节能以及可移动的接入方式。 由此, 可 见光通信应运而生。
[0003] 可见光通信于 2000年横空出世, 其利用发光二极管 (LED灯) 作为光源, 在 LE D灯照明的同时还可以高速地通信。 白光 LED灯现已经被广泛应用于信号发射、 显示、 照明灯领域; 与其他光源相比, 白光具有更高的调制带宽, 还具有调制 性能好和响应灵敏度高的优点, 利用这些特性, 可以将信号调制到 LED灯发出的 可见光上进行传输。
[0004] 可见光的频谱不仅丰富, 而且无需要授权, 并具有安全性高和保密性好等众多 优点, 所以可见光通信备受学术界和工业界关注; 在可见光通信技术迅猛发展 的同时, 可见光也被认为极具有吸引力的室内定位技术 的解决方案; 又因为室 内可见光通信的逐渐成熟, 也被用于室内动作识别; 由于其安全保密还可以用 于医院和飞机等电磁波干扰较大的场景中的无 线通信。
[0005] 但是, 由于 LED灯的光传播特性是直线传播, 并且有一定的传播范围以及容易 被物体阻隔, 所以在地下车库或者较空旷的室内等地方会出 现光线照射不到的 区域, 即存在可见光照射盲区。 当在移动通信的场景下 (移动通信、 室内定位 、 室内导航和室内识别等) , 接收端移动到盲区的时候, 会出现通信中断的情 况。 所以在移动场景下, 从一个光源经过盲区再到另一个光源之间的越 区切换 是个很大的问题。 一种解决方法依赖于终端缓冲区的增大, 当终端离开 LED灯光 小区的时候, 根据存储一定的比特数, 这是移动终端在找到新的射灯小区前, 将会损失的最少比特数。 这种方法提供了被动型的切换执行方法, 这意味着移 动终端在断开与 LED灯光小区的连接之前就开启切换。 在离开 LED灯光小区之前 , 移动终端可以知道它是否会找到一个新的、 邻近的射灯小区, 这通过做一个 强度测试即可。
[0006] 当移动终端接近 LED灯光小区的边界时, 它会通过任意一个接受信号强度来判 断是否有其他射灯小区的存在。 一旦接收光服务小区的接受信号强度 (Received Signal Intensity.RSl) 低于原先设定的阈值, 若周围没有照射小区, 则移动终端 的缓冲区会增大, 已存储更多的比特数。 这种解决方案的优点是, 只需要在接 收端增加缓冲区即可, 简单方便, 但是当盲区较大所需要的缓冲区较大, 对于 移动设备, 此法会增加内存消耗, 而且用户体验因为时延的原因会受到影响。 另一种解决方案是, 整个房间的可用于通信的 LED灯都由一个服务器监管, 通过 定位的方法和机器学习的方法预测移动终端的 移动方向, 从而在服务器端进行 提前预切换; 这种方法由服务器统一管理, 高效规整, 但是如果房间较大, 所 需要提前存储的信息较多, 对计算机的处理和计算能力需求较大。
发明概述
技术问题
问题的解决方案
技术解决方案
[0007] 本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能 够自动实现通信盲区的覆盖, 进 而解决可见光照射盲区问题, 从而实现盲区通信的越区切换的可见光通信盲 区 覆盖及越区切换方法。
[0008] 对此, 本发明提供一种基于反射光的可见光通信盲区 覆盖及越区切换方法, 包 括以下步骤:
[0009] 步骤 SI, 移动智能设备接收来自 LED灯旁边的反射光信号来进行通信;
[0010] 步骤 S2, 所述移动智能设备通过移动网络控制设置于所 述 LED灯旁的镜子进行 旋转, 使得镜子的反射光信号能够实时照射到所述移 动智能设备; [0011] 步骤 S3, 所述移动智能设备接收到反射光信号后, 在移动经过盲区时进行无缝 越区切换通信, 切换至新的 LED灯照射区域。
[0012] 本发明的进一步改进在于, 所述步骤 S1中, 所述 LED灯为包括通信模块和照明 模块的智能 LED灯, 所述智能 LED灯为反射光信号的发射端; 所述 LED灯旁边设 置有用于实现反射的镜子, 所述镜子根据所述移动智能设备的运动而实时 跟随 转动; 所述移动智能设备包括光电感应器、 加速度计传感器以及方向传感器中 的一种或几种。
[0013] 本发明的进一步改进在于, 所述镜子包括镜子本体、 转动组件和控制端, 所述 镜子本体安装于所述转动组件上, 所述转动组件和控制端相连接, 所述移动智 能设备通过 WIFI模块与所述控制端相连接。
[0014] 本发明的进一步改进在于, 所述步骤 S2包括以下子步骤:
[0015] 步骤 S21, 建立所述镜子的三维坐标轴, 并建立移动智能设备与所述镜子之间 的数学模型;
[0016] 步骤 S22, 通过移动智能设备中获得所述移动智能设备的 传感数据, 并根据所 述步骤 S21中得到的数学模型, 计算所述镜子需要转动的左右角度 oc和上下角度(3
[0017] 步骤 S23 , 移动智能设备将计算得到的左右角度 oc和上下角度(3通过移动网络发 送给所述镜子的控制端, 从而控制所述镜子跟随所述移动智能设备的运 动而实 时转动。
[0018] 本发明的进一步改进在于, 所述步骤 S22包括以下子步骤:
[0019] 步骤 S221, 通过所述移动智能设备获取其方向传感数据;
[0020] 步骤 S222, 将所述方向传感数据转换成平面坐标系的角度 数据, 得到所述镜子 需要转动的左右角度 oc;
[0021] 步骤 S223, 通过所述移动智能设备获取其加速度传感数据 和运动速度数据, 进 而计算得到所述镜子需要转动的上下角度(3
[0022] 本发明的进一步改进在于, 所述步骤 S223中, 通过累计所述移动智能设备的位 移得到其运动速度数据, 然后通过位移所对应的时间, 可以计算得到所述移动 智能设备的瞬时移动速度, 进而得到所述镜子需要转动的上下角度(3。 [0023] 本发明的进一步改进在于, 所述步骤 S3包括以下子步骤:
[0024] 步骤 S31、 移动智能设备正常接收 LED灯发出的光信号, 并计算其接收信号强 度 RSI;
[0025] 步骤 S32, 移动智能设备通过比较计算所得的接收信号强 度 RSI与预设的接收信 号强度阈值, 进而判断所述移动智能设备是否移动到 LED灯的服务区域边界; [0026] 步骤 S33 , 当所述移动智能设备移动到 LED灯的服务区域边界时, 所述移动智 能设备控制所述镜子转动, 使得所述镜子的反射光信号得以覆盖通信盲区 ;
[0027] 步骤 S34, 所述移动智能设备在通信盲区的反射光信号中 , 计算新的接收信号 强度 RSI, 判断该新的接收信号强度 RSI是否达到所述接收信号强度阈值, 以此 判断是否切换至新的通信服务区。
[0028] 本发明的进一步改进在于, 所述步骤 S32中, 判断所述移动智能设备是否移动 到 LED灯的服务区域边界的过程为, 对接收信号强度 RSI与预设的接收信号强度 阈值进行比较, 当接收信号强度 RSI小于所述接收信号强度阈值且排除干扰情况 , 则判断所述移动智能设备已移动到所述 LED灯的服务边界; 所述排除干扰情况 指的是从时间域上判断所述接收信号强度 RSI是否为连续变化, 若否则判断为干 扰。
[0029] 本发明的进一步改进在于, 所述步骤 S33中, 当所述移动智能设备移动到 LED 灯的服务区域边界时, 所述移动智能设备将所述镜子需要转动的左右 角度 oc和上 下角度(3发送至所述镜子的控制端, 进而控制所述镜子实时跟随转动左右角度 oc 和上下角度(3; 所述移动智能设备接收转动后的镜子的反射光 信号, 实现通信盲 区的镜面反射光通信。
[0030] 本发明的进一步改进在于, 所述步骤 S34中, 判断是否切换至新的通信服务区 的过程为: 判断该新的接收信号强度 RSI是否大于所述接收信号强度阈值且为连 续信号, 若是则判断为已切换至新的通信服务区; 所述步骤 S34还将判断结果反 馈至所述 LED灯中, 进而实现将通信控制主权转交至新的通信服务 区。
发明的有益效果
有益效果
[0031] 与现有技术相比, 本发明的有益效果在于: 基于室内环境下的可见光实现无线 通信, 并在 LED灯旁边配置一面能够跟随移动智能设备运动 而转动的镜子, 不需 要修改室内原本的路线和照明装置, 就能够有效覆盖原本的通信盲区, 本发明 实现方式简单有效且方便经济。
[0032] 更为具体的, 本发明是利用所述 LED灯的侧面光线, 通过调整镜子的角度将光 线反射到原本 LED灯的照射盲区, 进而使得原本的 LED灯盲区也实现了覆盖, 在 此基础上, 还能够进一步限定盲区越区切换协议, 从而实现在移动通信的场景 下, 无缝实现通信服务区的切换, 以保证通信的连续性和可靠性。
[0033] 并且在此过程中还涉及到镜子可以随着移动智 能设备的运动而旋转, 因此, 本 发明能够解决可见光通信中的盲区问题和盲区 越区切换问题, 对可见光通信系 统有着很重要的意义。
对附图的简要说明
附图说明
[0034] 图 2是本发明一种实施例的结构原理示意图;
[0035] 图 3是本发明一种实施例的系统工作流程简图;
[0036] 图 4为本发明的一种实施例的反射光信号覆盖可 光盲区及越区通信切换的实 现流程示意图;
[0037] 图 5为本发明的一种实施例的越区切换协议的实 过程示意图。
发明实施例
本发明的实施方式
[0038] 下面结合附图, 对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明 。
[0039] 如图 1至图 3所示, 本例提供一种基于反射光的可见光通信盲区覆 盖及越区切换 方法, 包括以下步骤:
[0040] 步骤 SI, 移动智能设备接收来自 LED灯旁边的反射光信号来进行通信;
[0041] 步骤 S2, 所述移动智能设备通过移动网络控制设置于所 述 LED灯旁的镜子进行 旋转, 使得镜子的反射光信号能够实时照射到所述移 动智能设备, 所述移动网 络优选为 WIFI网络;
[0042] 步骤 S3, 所述移动智能设备接收到反射光信号后, 在移动经过盲区时进行无缝 越区切换通信, 切换至新的 LED灯照射区域。 新的 LED灯照射区域, 实际上就是 可见光的新的通信服务区。
[0043] 也就是说, 本例通过在 LED灯旁配置一面单面镜子并利用其反射光来覆 盖 LED 灯的通信盲区。 图 3中, 反射通道对应的是步骤 S1, 总结起来就是步骤 S1用于建 立反射通道; 镜子转动对应的是步骤 S2, 总结起来就是步骤 S2用于实现镜子的 实时跟随转动; 越区切换对应的是步骤 S3 , 总结起来就是步骤 S3用于实现无缝 越区切换控制。
[0044] 由于固状 LH)灯的迅猛发展, 又因 Lm)灯寿命长、 节能环保、 安全性能高和大 量无需授权的带宽, 使得 LED灯可以同时用于通信和照明, 有研究表明用 LED灯 进行无线通信, 通信速度可以达到十几 G bit/s。 随着 LED灯产业的进一步发展以 及用 LED灯进行无线通信的研究也逐步发展成熟, 室内无线可见光通信在不久将 来可能会占据重要地位。 有研究表明可用可见光来实现室内定位, 定位精度可 以达到毫米级, 这是一个很大的突破, 因为灯无处不在, 又不需要额外的成本 和人力去部署额外的设备, 利用现成的 LED灯泡就可以实现室内定位。 利用 LED 灯泡来实现室内定位的方法不同研究人员有不 同的方法, 常见的方法就是在 LED 灯中嵌入 LED灯的唯一标志, 然后通过光信号将 LED灯的唯一标志进行不间断的 广播, 用手机摄像头或者光电感应器都可以识别解码 出 LED灯标志, 从而达到定 位的目的。 还有研究人员利用可见光通信来做人的手势识 别, 原理就是 LED灯正 常照射, 在地面部署光电感应器, 然后通过识别人的手势动作的影子来达到识 别的目的。 当然还有很多有关可见光通信其它方面的研究 。 但是由于 LED灯有一 定的照射范围, 也即可见光通信存在照射盲区, 换句话说, 即光线照射不到, 或者照射的光线非常弱小, 弱小到达不到通信的要求。
[0045] 所以为解决这个问题, 本例首次提出在 LED灯旁配置一面轻便灵活可旋转的镜 子, 利用 LED灯的侧面光线, 通过调整镜子的角度, 来实现盲区的覆盖。 由于 L ED灯的类型也非常繁多, 本例以圆形带有灯罩的 LED灯为优选例子, 这样便可 以使得附加的镜子当灯罩, 既不影响原本 LED灯的光照区域, 又能通过旋转镜子 , 将光线反射到 LED灯的光照盲区。 本例提出的技术方案经济实惠, 方便简单, 有实用的价值。
[0046] 本例提出的方案相当于是可见光盲区覆盖方法 及移动越区切换系统, 如图 2所 示, 其硬件部分分为发送端和接收端, 发送端包括一个可调整的智能 LED灯和一 个镜子, WIFI接收芯片可嵌入至 LED灯中, 亦可独立存在, 若是独立存在, 则 需要一个总控节点, 来控制通信收发过程。 由 LED灯发出的无线光信号, 通过室 内无线自由空间, 再由接收端的光电感应器接收和解调, 所述接收端为移动智 能设备, 比如智能手机、 平板以及智能手表等, 用于计算其接收信号强度 RSI和 镜子转动角度, 再由 WIFI网络发送器反馈到发送端, 从而实现正常的通信。
[0047] 具体地, 所述步骤 S1移动端接收来自通过 LED灯旁镜子的反射光信号中, 所述 发送端优选为集通信和照明于一体的智能 LED灯; 可用于通信的智能 LED灯旁边 设置有由机械控制的合适大小的镜子; 所述智能移动设备为外接 USB光电感应器 (PD) 型或者为嵌入式光电感应器的智能移动设备。
[0048] 发送端的 LH)灯嵌入 Linux系统的芯片, 此芯片可用于调制编码发送的可见光 信号, 这种智能灯泡既可以用于生活照明, 又可以用于传输信号从而实现通信 。 本例提出在 LED灯旁边附加一面可旋转的镜子, 通过调整镜子的角度使得经过 镜子反射的光线能覆盖到照射盲区。 在实现上, 本例只需要加一个轻便的机械 总舵, 便可以通过接收端发送控制指令即可控制镜子 旋转。 接收端可以是 USB可 拔插的光电感应器 (PD) , 亦可以是嵌入智能可移动设备芯片中光电感应 器。 光电感应器 (PD) 通过接收到光信号, 再将其转换为电信号, 然后再调制解码 收到的信号, 便可以接收通信数据。
[0049] 本例所述步骤 S2中, 所述移动智能设备控制 LED灯旁的镜子旋转是基于从智能 手机等移动智能设备上加速度传感器和方向传 感器获得数据, 进而计算其转动 角度, 从而控制镜子旋转。 因此, 移动智能设备需要为嵌入加速度传感器和方 向传感器的智能设备。
[0050] 综上, 本例所述步骤 S1中, 所述 LED灯为包括通信模块和照明模块的智能 LED 灯, 所述智能 LED灯为反射光信号的发射端; 所述 LED灯旁边设置有用于实现反 射的镜子, 所述镜子根据所述移动智能设备的运动而实时 跟随转动; 所述移动 智能设备包括光电感应器、 加速度计传感器以及方向传感器中的一种或几 种。
[0051] 本例所述镜子包括镜子本体、 转动组件和控制端, 所述镜子本体安装于所述转 动组件上, 所述转动组件和控制端相连接, 所述移动智能设备通过 WIFI模块与 所述控制端相连接, 进而使得所述控制端接收 WIFI控制信号控制转动组件实现 镜子本体的转动。
[0052] 本例所述步骤 S2包括以下子步骤:
[0053] 步骤 S21, 建立所述镜子的三维坐标轴, 并建立移动智能设备与所述镜子之间 的数学模型;
[0054] 步骤 S22, 通过移动智能设备中获得所述移动智能设备的 传感数据, 并根据所 述步骤 S21中得到的数学模型, 计算所述镜子需要转动的左右角度 oc和上下角度(3
[0055] 步骤 S23 , 移动智能设备将计算得到的左右角度 oc和上下角度(3通过移动网络发 送给所述镜子的控制端, 从而控制所述镜子跟随所述移动智能设备的运 动而实 时转动。
[0056] 本例所述步骤 S22包括以下子步骤:
[0057] 步骤 S221, 通过所述移动智能设备获取其方向传感数据;
[0058] 步骤 S222, 将所述方向传感数据转换成平面坐标系的角度 数据, 得到所述镜子 需要转动的左右角度 oc;
[0059] 步骤 S223, 通过所述移动智能设备获取其加速度传感数据 和运动速度数据, 进 而计算得到所述镜子需要转动的上下角度(3
[0060] 本例所述步骤 S223中, 通过累计所述移动智能设备的位移得到其运动 速度数据 , 然后通过位移所对应的时间, 可以计算得到所述移动智能设备的瞬时移动速 度, 进而得到所述镜子需要转动的上下角度(3。
[0061] 优先地, 本例将 LED旁边镜子的模型抽象成三维坐标轴, 从而建立移动智能设 备和发送端 (LED灯和镜子) 之间的几何模型 (数学模型) , 该几何模型 (数学 模型) 还可以将镜子反射光信号这一参数加进去。 从抽象出的几何模型中, 所 述镜子左右转动角度 oc可以通过智能手机内置的方向传感器获取, 具体为: 由于 方向传感器获得的数据是方位角度, 此处还需要将方位角度转换成平面坐标系 的角度; 当移动智能设备左右移动时, 镜子也应该移动同样大小的角度, 因为 镜子需要随移动智能设备的移动而转动。 而镜子上下角度(3 , 本例通过数学建模 得知上下角度(3与移动智能设备的速度有关 而移动智能设备的速度可以通过智 能手机内置的加速度传感器中的数据进行计算 得到; 而本例所采用的计算速度 的方法, 优选通过累计移动智能设备移动的位移, 然后再比上所花费的时间, 即可得到移动智能设备的瞬时移动速度, 进而通过之前建立的数学模型计算便 能够得到镜子需要上下转动的上下角度(3。 本例就不对如何计算这两个角度进行 展开描述, 通过现在的建模和数学运算即可实现。 本例所述移动智能设备通过 W IFI通信将计算得到左右角度 oc和上下(3传送到控制镜子转动的控制端, 从而实现 镜子随移动智能设备的移动而实时转动。
[0062] 本例所述步骤 S3包括以下子步骤:
[0063] 步骤 S31、 移动智能设备正常接收 LED灯发出的光信号, 并计算其接收信号强 度 RSI;
[0064] 步骤 S32, 移动智能设备通过比较计算所得的接收信号强 度 RSI与预设的接收信 号强度阈值, 进而判断所述移动智能设备是否移动到 LED灯的服务区域边界;
[0065] 步骤 S33 , 当所述移动智能设备移动到 LED灯的服务区域边界时, 所述移动智 能设备控制所述镜子转动, 使得所述镜子的反射光信号得以覆盖通信盲区 ;
[0066] 步骤 S34, 所述移动智能设备在通信盲区的反射光信号中 , 计算新的接收信号 强度 RSI, 判断该新的接收信号强度 RSI是否达到所述接收信号强度阈值, 以此 判断是否切换至新的通信服务区。
[0067] 本例所述步骤 S32中, 判断所述移动智能设备是否移动到 LED灯的服务区域边 界的过程为, 对接收信号强度 RSI与预设的接收信号强度阈值进行比较, 当接收 信号强度 RSI小于所述接收信号强度阈值且排除干扰情况 , 则判断所述移动智能 设备已移动到所述 LED灯的服务边界; 所述排除干扰情况指的是从时间域上判断 所述接收信号强度 RSI是否为连续变化, 若否则判断为干扰。
[0068] 本例所述步骤 S33中, 当所述移动智能设备移动到 LED灯的服务区域边界时, 所述移动智能设备将所述镜子需要转动的左右 角度 oc和上下角度(3发送至所述镜 子的控制端, 进而控制所述镜子实时跟随转动左右角度 oc和上下角度(3; 所述移 动智能设备接收转动后的镜子的反射光信号, 实现通信盲区的镜面反射光通信
[0069] 本例所述步骤 S34中, 判断是否切换至新的通信服务区的过程为: 判断该新的 接收信号强度 RSI是否大于所述接收信号强度阈值且为连续信 号, 若是则判断为 已切换至新的通信服务区; 所述步骤 S34还将判断结果反馈至所述 LED灯中, 进 而实现将通信控制主权转交至新的通信服务区 。
[0070] 本例提出用镜面反射光来解决可见光盲区覆盖 的问题, 当移动智能设备从一个 LED服务区域移动经过一段盲区之后再到另外一 个 LED服务区域, 本例所述 LED 服务区域也称为 LED服务区或通信服务区; 此场景下, 移动端移动到盲区时, 会 导致通信的中断, 而本例提供的方法, 可以使得移动端移动到盲区乃至一直从 当前 LED服务区移动到新的 LED服务区通信不中断。
[0071] 所述移动智能设备从当前能通信的 LED服务区开始移动, 并计算实时的接收信 号强度 RSI, 当接收信号强度 RSI小于提前提供的接收信号强度阈值时, 有可能 表示移动端移动到 LED服务区域的边界, 也可能受到干扰或者阻碍, 此处可以通 过是否为突然降低还是连续降低来判断。 当接收信号强度 RSI小于接收信号强度 阈值是由于移动端移动到边界时, 即将进入通信盲区, 移动端将切换信号、 左 右角度 oc和上下角度(3—同通过 WIFI传递给发送端, 由发送端执行切换命令和控 制镜子转动, 也即, 此时移动端通过接收镜面反射通信, 避免了移动到盲区通 信中断的发生。 当接收信号强度 RSI再次增强的时候, 说明进入新的 LED服务区 域, 此时传递切换信号, 将通信过程交由新的 LED服务区域的控制端。
[0072] 本本例还包括所述步骤 S34中还包括了反射光通信的可行性判断, 以及确定预 定的接收信号强度阈值。
[0073] 本例基于光的镜面反射的无线网络信号传输技 术, 提供了一种应用了所述基于 反射光的可见光通信盲区覆盖及越区切换方法 的可见光通信盲区覆盖及越区切 换系统, 具体包括:
[0074] 镜面反射通信信道模型建立模块, 用于接收端接收来自通过镜面反射的 LED反 射光信号;
[0075] 调制方式的选择模块, 用于对接收的 LED反射光信号进行调整以实现可见光通 信, 因为要能够实现正常的通信, 合适的调制方式是需要确定的;
[0076] 接收信号强度阈值确定模块, 根据通道模型确定反射信道的特性, 根据比特错 误率得到 LED服务区域边界的接收信号强度阈值; [0077] 越区切换模块, 根据接收信号强度阈值实现通信盲区和新的 LED通信服务区之 间的切换。
[0078] 其中, 本例所述调制方式的选择模块中调制方式包括 : 调制方式选择, 由于光 传输的特殊性, 5见有的调制方式为光强 /直接调制, 所以本例同样采取光强 /直接 调制; 光强 /直接调制又包含开关调制 (OOK) , 以及脉冲调制 (PPM, PAM , PWM等) 。
[0079] 本例所述接收信号强度阈值的确定包括: 由步骤 S34可以确定反射通信的信道 和调制方法, 根据此, 计算通道的比特错误率 BER,从而根据比特错误率 BER确 定 LED通信服务区的接收信号强度阈值。
[0080] 更为具体的, 如附图 4所示, 在实际工作中, 本例的详细工作流程包括:
[0081] 步骤 S11, 集光照和通信于一体的智能 LED灯调制传输信息并将信息由灯光携 世 I p.
友送;
[0082] 步骤 S12, LED灯旁添加一面单面镜子, LED灯携带信息的光信息可由镜子反 射通信;
[0083] 步骤 S21, 建立所述镜子的三维坐标轴, 并建立移动智能设备与所述镜子之间 的数学模型, 便于根据移动智能设备的移动而控制镜子的转 动;
[0084] 步骤 S31, 移动智能设备配置了光电感应器 (PD) , 通过光电感应器 (PD) 能 够感应光信号, 并将其转换为电信号; 移动智能设备接收来自 LED灯的灯光信息 , 并且解调出原始信息; 移动智能设备计算接收信号强度(RSI);
[0085] 步骤 S32, 移动智能设备将计算所得的接收信号强度 RSI与接收信号强度阈值进 行对比判断;
[0086] 步骤 S33, 移动智能设备根据判断结果可确认移动智能设 备是否在 LED光域内 若是, 执行步骤 S22, 否则返回步骤 S31 ;
[0087] 步骤 S22, 移动智能设备获取加速度计传感器和方向传感 器的数据, 根据建立 的数学模型计算出控制镜子需要转动的左右角 度 oc和上下角度(3;
[0088] 步骤 S23, 移动智能设备用 WIFI回传接收信号强度 RSI判断结果、 左右角度 a和 上下角度(3;
[0089] 步骤 S34, 发送端接接收 WIFI信号, 控制越区切换和镜子转动, 并判断是否切 换至新的通信服务区;
[0090] 由此可见, 本例所述步骤 S2和步骤 S3其实不完全是一个顺序步骤, 在实际工作 过程中是相互交叉和跳转的。 更为具体的, 本例所述步骤 S34中的越区切换所采 用的切换协议设计如图 5所示, 包括以下步骤:
[0091] 第一步, 流程开始;
[0092] 第二步, 移动智能设备根据接收到的信息计算接收信号 强度 RSI;
[0093] 第三步, 移动智能设备将计算得到接收信号强度 RSI与提前预定的接收信号强 度阈值作对比, 若计算得到的接收信号强度 RSI小于等于接收信号强度阈值, 则 执行第四步, 否则返回第二步;
[0094] 第四步, 判断是否为其它干扰, 比如光线突然阻隔等, 判断为否定时, 执行第 五步, 否则返回第二步;
[0095] 第五步, 移动智能设备获取加速度计传感器和方向传感 器的数据, 根据建立的 数学模型计算出控制镜子需要转动的左右角度 a 和上下角度(3 ;
[0096] 第六步, 移动智能设备将计算所得的左右角度 a和上下角度(3通过 WIFI反馈给 发送端;
[0097] 第七步, 发送端接收到 WIFI信号, 获取左右角度 a和上下角度(3, 并将其发送 到控制镜子转动的控制端, 使得镜子将光线反射至移动智能设备处, 并计算通 信中的接收信号强度 RSI;
[0098] 第八步, 将移动智能设备将反射通信中计算所得的接收 信号强度 RSI与接收信 号强度阈值进行比较, 若大于等于接收信号强度阈值, 执行第九步, 否则返回 到第七步;
[0099] 第九步, 判断是否为其它干扰, 比如其它光线突然照射等, 判断为否定时, 执 行第十步, 否则返回第 7步;
[0100] 第十步, 计算所得接收信号强度 RSI是否大于等于接收信号强度阈值, 若是则 说明进入另一个通信区域, 则通过 WIFI反馈判断结果, 使得发送端将通信主权 交进行转交;
[0101] 第十一步, 切换协议结束, 移动智能设备与新通信服务区的 LED灯进行通信。
[0102] 综上, 本例基于室内环境下的可见光实现无线通信, 并在 LED灯旁边配置一面 能够跟随移动智能设备运动而转动的镜子, 不需要修改室内原本的路线和照明 装置, 就能够有效覆盖原本的通信盲区, 本发明实现方式简单有效且方便经济
[0103] 更为具体的, 本发明是利用所述 LED灯的侧面光线, 通过调整镜子的角度将光 线反射到原本 LED灯的照射盲区, 进而使得原本的 LED灯盲区也实现了覆盖, 在 此基础上, 还能够进一步限定盲区越区切换协议, 从而实现在移动通信的场景 下, 无缝实现通信服务区的切换, 以保证通信的连续性和可靠性。
[0104] 并且在此过程中还涉及到镜子可以随着移动智 能设备的运动而旋转, 因此, 本 例能够解决可见光通信中的盲区问题和盲区越 区切换问题, 对可见光通信系统 有着很重要的意义。
[0105] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明 所作的进一步详细说明, 不能认 定本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的普通技术 人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下, 还可以做出若干简单推演或替换, 都应当视为属于本发明的保护范围。
Next Patent: TOUCH SCREEN CALIBRATION TRIGGERING METHOD AND APPARATUS, AND COMPUTER DEVICE