热释电红外处理芯片BISS0001的输入端相连，热释电红外处理芯片BISS0001的输出端分别连接LED端单片机和光电传感模块的输入端。LED端单片机采用STC12C5A60S2，并产生PWM脉冲信号。编码调制模块采用FSK调制。恒流驱动模块主要采用DD311芯片实现，编码调制模块输出的已调制信号输入到DD311的EN端控制照明LED的亮灭。照明LED根据实际需要采用阵列方式。光电传感模块用于识别环境光状态，光电传感模块的输入端连接热释电红外感应模块，光电传感模块的输出端连接恒流驱动模块，强制恒流驱动模块工作。LED端光电探测模块接收来自导览端光发射器发送来的光信号，LED端光电探测模块的输出端依次经LED端放大滤波模块和LED端电压比较模块连接LED端单片机。当热释电红外探测有游客进入景点区域，通过输出电平触发光电传感模块启动LED驱动电路，同时出发单片机输出景点编码信号，光电传感模块主要是控制LED的工作状态。
[0023]热释电红外感应模块的探头感应到有游客靠近，输出高电平，经过热释电红外处理芯片BISS0001处理，输出的高电平同时触发LED端单片机和光电传感模块。LED端单片机STC12C5A60S2发送该景点或讲解点的编号，并产生PWM码元信号，经过FSK调制，输入到恒流驱动模块的DD311的EN端，恒流驱动照明LED的亮灭，发送数据。若是阴天或晚上，LED作为普通照明灯使用，则由光电传感模块通过控制恒流驱动模块工作，从而控制LED的亮灭，仅有游客经过才传输数据。白天LED灯是熄灭的(由光电传感模块控制)，当有游客进入景点时，由热释电红外模块控制光电传感模块点亮LED后发射编码数据。此外，定点照明LED收发装置接收移动光学导览器发送来的本机编号后，再通过载波电力线上传给终端监控中心存储。
[0024]上述移动光学导览器导览端如图3所示，由下行光接收单元、导览端上行光发射单元、导览端单片机和核心处理单元组成。导览端下行光接收单元，完成景点编码接收处理，包括导览端光电探测模块、导览端放大滤波模块和导览端电压比较模块。导览端光电探测模块以无线方式连接该移动光学导览器所处景点处的定点照明LED收发装置的照明LED，导览端光电探测模块的输出端经导览端放大滤波模块连接电压比较模块的输入端，电压比较模块的输出端连接导览端单片机的输入端。导览端上行光发射单元，完成移动光学导览器的编号的上行发送，包括调制编码模块和光发射器。导览端单片机的输出端经调制编码模块连接光发射器的输入端，光发射器以无线方式连接该移动光学导览器所处景点处的定点照明LED收发装置的LED端光电探测模块。导览端单片机与核心处理单元相连接。在本实用新型中，核心处理单元为ARM核心处理单元，包括核心处理芯片、以及连接在核心处理芯片上的触摸屏、语音处理芯片以及电子地图和导游信息存储器。导览端上行光发送单元在移动导览器被导览端下行光发射单元的信号激活后，自动向定点照明LED收发装置发送该移动导览器的设备编号。
[0025]导览端光电探测模块依次串接导览端放大滤波模块和导览端电压比较模块后，连接导览端单片机的输入端。导览端光电探测模块为硅PIN光电二极管S4204 ;导览端放大滤波模块由放大器和包络检波电路组成。导览端光电探测模块的输出端连接放大器的输入端，放大器的输出端连接包络检波电路的输入端，包络检波电路的输出端与导览端电压比较模块的输入端连接。放大器采用运放0PA2354 ;低通滤波器和检波二极管IN60组成包络检波电路。导览端电压比较模块采用高增益运放LM358。导览端单片机为STC89C52。导览端单片机的输出端分为两路:一路经调制编码模块与光发射器相连，导览端单片机输出本导览器的编号，经调制编码控制光发射，上行发送到定点照明LED收发装置。一路经过串口模块与ARM核心板相连，组成下行接收。ARM核心处理单元为核心处理芯片S3C2440。语音处理芯片UDA1341TS通过IIS接口连接核心处理芯片S3C2440，语音处理芯片UDA1341TS外接SPEAKER音频输出端口和MICROPHONE音频输入端口。
[0026]导览端光电探测模块接收到定点照明LED收发装置发送的光信号，实现光电转换，输出的微弱电信号由导览端放大滤波模块的放大器对信号进行放大，低通滤波器把一定带宽外的干扰频率滤掉，通过检波二极管IN60实现包络检波，完成FSK解调，得到发射端的码元波形。对FSK调制信号的解调是通过包络检波电路实现的，然后再进行放大、滤波、整形处理，得到发射端的码元波形(标准TTL电平)，再送单片机进行解码(译码)。导览端电压比较模块对该码元波形进行整形后送入导览端单片机。导览端单片机完成信号的解码，并把码元(即景点或讲解点的编号)通过串口传输到AMR核心处理单元进行处理，该AMR核心处理单元的电子地图和导游信息存储器中已储存了各景区的各景点讲解点的文字、导览图、该景点语音介绍、该景区的百度地图，利用Mapinfo软件设计该景点的导览图。ARM核心处理单元依据导览端单片机解码出的编号，在显示屏提示游客的具体位置(显示屏上表示该景点或讲解点的小圆点闪烁)，游客点击该小圆点，即可进入“手动查询界面”。如当游客把耳机插入SPEAKER音频输出口，在触摸屏的操作界面上点击“语音导览”按钮时，即可聆听该景点的解说。游客也可以点击“地图查询”按钮，通过百度地图查看附近饭店、宾馆、公厕的位置、当前位置和已走过的路径等。此外，移动光学导览器进入景区内各景点后，可自动发射本机的编号到定点照明LED收发装置。
[0027]上述终端监控中心可实现对移动光学导览器的活动位置(轨迹)进行实时监控和查询管理，便于景区游客流量的宏观管理和为安全救援提供帮助，并可通过载波电力线传输对各景点进行紧急呼叫。
[0028]终端监控中心的电脑作为主机，各个照明LED发射模块为从机。管理人员通过主机发送4个字节的查询指令，第一字节为帧头“AA”，第二字节为查询命令，第三字节为从机地址，第四字节为帧尾“FF”，可采用定时循环发送或手动发送查询指令，查看各个景点或讲解点的游客进入时间，从机收到数据包后，只有识别为本地址的指令，才进行处理，把记录的所有的数据通过电力线传输到主机，同时清空单片机的记录。当主机工作在自动查询状态，发送数据帧后，将等待10秒钟(具体时间间隔可由用户设置，通常设为10秒)，若接收不到从机的响应信息则重发该数据帧，直到接收到响应信息，再把从机地址加1，发送数据帧。主机接收到的数据后，存储在Access2003数据库中供管理员查看。
[0029]定点照明LED收发装置和移动光学导览器的上下行双向传输采用两种不同的可见光波长实现。
【主权项】
1.LED光传输可视化电子导览系统，其特征在于:包括安装在各个景点的定点照明LED收发装置和游客手持的移动光学导览器； 每个定点照明LED收发装置均由LED端下行光发射单元、LED端上行光接收单元和LED端单片机组成；LED端下行光发射单元包括热释电红外感应模块、光电传感模块、编码调制模块、恒流驱动模块和照明LED ;热释电红外感应模块的输出端连接LED端单片机和光电传感模块的输入端，LED端单片机经编码调制模块连接恒流驱动模块的输入端，光电传感模块的输出端则直接连接恒流驱动模块的输入端，恒流驱动模块的输出端与照明LED相连；LED端上行光接收单元包括LED端光电探测模块、LED端放大滤波模块和LED端电压比较模块；LED端光电探测模块的输出端经LED端放大滤波模块与LED端电压比较模块的输入端相连，LED端电压比较模块的输出端连接LED端单片机；LED端单片机经一 LED端电力线载波模块连接到电力线上； 每个移动光学导览器由导览端下行光接收单元、导览端上行光发射单元、导览端单片机和核心处理单元组成；导览端下行光接收单元包括导览端光电探测模块、导览端放大滤波模块和导览端电压比较模块；导览端光电探测模块以无线方式连接该移动光学导览器所处景点处的定点照明LED收发装置的照明LED，导览端光电探测模块的输出端经导览端放大滤波模块连接电压比较模块的输入端，电压比较模块的输出端连接导览端单片机的输入端；导览端上行光发射单元包括调制编码模块和光发射器；导览端单片机的输出端经调制编码模块连接光发射器的输入端，光发射器以无线方式连接该移动光学导览器所处景点处的定点照明LED收发装置的LED端光电探测模块；导览端单片机与核心处理单元相连接。2.根据权利要求1所述的LED光传输可视化电子导览系统，其特征在于:还进一步包括终端监控中心，该监控中心通过监控端电力线载波模块连接到电力线上。3.根据权利要求1或2所述的LED光传输可视化电子导览系统，其特征在于:移动光学导览器的导览端光电探测模块与定点照明LED收发装置的照明LED之间的下行通信采用可见光波进行传输；移动光学导览器的光发射器与定点照明LED收发装置的LED端光电探测模块之间的上行通信采用可见光波进行传输；且上行通信所采用的可见光波与下行通信所采用的可见光波的波长相异。
【专利摘要】本实用新型公开LED光传输可视化电子导览系统，定点照明LED收发装置包括LED端单片机及与之相连的LED端下行光发射单元和LED端上行光接收单元和LED端单片机。移动光学导览器包括导览端单片机和与之相连的导览端下行光接收单元、导览端上行光发射单元和核心处理单元。LED端下行光发射单元与导览端下行光接收单元以无线光信道相连，导览端上行光发射单元和LED端上行光接收单元以无线光信道连接。各个定点照明LED收发装置通过电力线载波模块连接到电力线上。本实用新型利用设置在各景点处的照明LED发送主要景点位置信息，并进行相应旅游导览，从而实现照明和通信的双重功能。
【IPC分类】G09F27/00, H04B10/116
【公开号】CN205069075
【申请号】CN201520833690
【发明人】何宁, 喻欢, 廖欣, 蒋红艳, 顾剑飞
【申请人】桂林电子科技大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月26日