用于可见光接收终端的脱机烧录系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于可见光接收终端的脱机烧录系统，该脱机烧录系统包括更新信息烧录终端和可见光接收终端。该更新信息烧录终端包括：第一微控制单元MCU；与该第一MCU相耦合的可见光发射单元，用于以可见光形式发射更新信息；以及与该第一MCU相耦合的可见光接收单元，用于接收可见光形式的通信状态反馈信息。该可见光接收终端包括：第二MCU；与该第二MCU相耦合的可见光接收单元，用于接收可见光形式的更新信息；以及与该第二MCU相耦合的可见光发射单元，用于以可见光形式发射通信状态反馈信息。
【专利说明】用于可见光接收终端的脱机烧录系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及可见光通信系统，尤其涉及可见光接收终端的脱机烧录系统。
【背景技术】
[0002]可见光通信技术是一种在LED技术上发展起来的新型无线光通信技术。通过LED光源的高频率闪烁来进行通信，有光代表1，无光代表0，可见光通信的传输速率最高达每秒千兆。可见光通信有着相当丰富的频谱资源，这是包括微波通信在内的一般无线通信无法比拟的。同时，可见光通信可以适用任何通信协议、适用于任何环境，并且可见光通信的设备架设灵活便捷、成本低廉，适合大规模普及应用。
[0003]可见光通信系统利用可见光进行近距离通信，可见光的指向性高，不能穿透障碍物，比使用无线通信方式具有更高的安全性。目前已有一些可见光通信系统开始应用，如光子物联网中的门禁系统、打印系统等。这些系统利用可见光进行单向传输。发射端中的身份信息通过脉冲调制和电光转换，变成可见光信号被发射出去。可见光接收终端将接收到的可见光信号转化为电信号，从中获得发射端的信息，并将其发送至门禁控制器、打印控制器进行权限判断，确定是否打开门锁或执行打印等等。
[0004]目前，可见光接收终端所运行的程序是在出厂之前通过上位机及程序烧录工具烧录到可见光接收终端的单片机中的。出厂后的可见光接收终端在使用时一般安装于固定位置并加以封装。然而，在安装使用后，时常需要为可见光接收终端升级更高版本的程序软件以便进行例如错误修复、系统更新等等。此时，需要拆开可见光接收终端，并通过数据线连接诸如电脑之类的上位机进行程序烧录。这对于大批量的可见光接收终端升级是及其不便的，升级工作量非常之大。
[0005]因此，本领域亟需一种对可见光接收终端进行脱机烧录的系统。
实用新型内容
[0006]为了克服上述缺陷，本实用新型旨在提供一种无需连线即可对可见光接收终端进行更新信息的脱机烧录的系统。
[0007]根据本实用新型的一方面，提供了一种用于可见光接收终端的脱机烧录系统，该脱机烧录系统包括:更新信息烧录终端和可见光接收终端。该更新信息烧录终端包括:第一微控制单兀MCU ;与该第一 MCU相稱合的第一可见光发射单兀,用于以可见光形式发射更新信息；以及与该第一 MCU相耦合的第一可见光接收单元，用于接收可见光形式的通信状态反馈。该可见光接收终端包括:第二 MCU ;与该第二 MCU相耦合的第二可见光接收单元，用于接收可见光形式的更新信息；以及与该第二 MCU相耦合的第二可见光发射单元，用于以可见光形式发射通信状态反馈信息。
[0008]在一实例中，该程序烧录终端还包括与该第一 MCU相耦合的接口，该接口用于下载更新信息。
[0009]在一实例中，该更新信息烧录终端还包括与该第一 MCU相耦合的第一更新信息存储单元以用于存储所下载的更新信息。
[0010]在一实例中，该程序烧录终端还包括状态指示单元，用于指示该可见光接收终端向该更新信息烧录终端反馈的通信状态。
[0011]在一实例中，该可见光接收终端还包括与该第二 MCU相耦合的第二程序存储单元以用于存储所接收到的程序。
[0012]在一实例中，该第一可见光发射单元包括:与该第一 MCU相耦合的第一驱动单元；以及与该第一驱动单元相耦合的第一发光单元，该第一发光单元用于以可见光形式发射更新信息，所述第一驱动单元用于为所述第一发光单元提供驱动电流。
[0013]在一实例中，该第二可见光发射单元包括:与该第二 MCU相耦合的第二驱动单元；以及与该第二驱动单元相耦合的第二发光单元，该第二发光单元用于以可见光形式发射通信状态反馈信息，所述第一驱动单元用于为所述第一发光单元提供驱动电流。
[0014]在一实例中，该第一发光单兀和该第二发光单兀为发光二极管。
[0015]在一实例中，该第二可见光接收单元包括:第二光电检测单元，用于接收可见光形式的程序并对收到的可见光执行光电转换；以及第二信号放大器，以用于放大光电转换所得到的电信号并将放大后的电信号输入到该第二 MCU以解码得到该程序。
[0016]在一实例中，该可见光反馈接收单元包括:第一光电检测单元，用于接收可见光形式的通信状态反馈并对收到的可见光执行光电转换；以及第一信号放大器，以用于放大光电转换所得到的电信号并将放大后的电信号输入到该第一 MCU以解码得到所反馈的通信状态。
[0017]本实用新型提供了一种脱机烧录系统，其中可见光接收终端被提供了可见光发射功能，而程序烧录终端被提供了可见光接收功能，从而可见光接收终端能与程序烧录终端执行双向通信以完成程序的脱机(即，无线)烧录。相比于传统的用数据线连接可见光接收终端和上位机的有线升级方式，本实用新型的方案大大简化了对于可见光接收终端的升级。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。
[0019]图1是示出了根据本实用新型的一方面的程序烧录终端的框图；
[0020]图2是示出了根据本实用新型的一方面的可见光接收终端的框图；以及
[0021]图3是示出了根据本实用新型的一方面的用于可见光接收终端的脱机烧录系统。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。
[0023]通信系统中，各终端通过微控制单元即MCU运行软件程序来执行相应的功能。通常，将MCU所要运行的程序从上位机下载至目标终端的MCU的程序存储单元中的过程被称为程序烧录。目标终端通过MCU运行所存储的程序即可完成升级。取决于MCU的具体型号以及相关联的传输协议，要完成从上位机往目标终端MCU的程序烧录，需要上位机与目标接收终端的握手、状态信息的反馈等等动作，从而需要双向通信。目前，在可见光通信系统中，采用有线连接来进行可见光接收终端与上位机的这种双向通信，完成程序烧录。显然，这种有线的程序烧录方式是非常麻烦的。鉴于此，本实用新型提供了一种脱机烧录系统，其中可见光接收终端被提供了可见光发射功能，而更新信息烧录终端被提供了可见光接收功能，从而可见光接收终端能与更新信息烧录终端执行双向通信以完成程序的脱机(即，无线)烧录。可以理解的是，本实用新型的更新信息烧录终端还可以用于烧录其它的可见光接收终端所需的更新信息，如各种参数等，并不以本实用新型的实施方式为限。以下实施方式中，更新信息烧录终端和更新信息存储单元分别以程序烧录终端100和程序存储单元104为例，以烧录程序如升级程序为例进行说明。
[0024]图1是示出了根据本实用新型的一方面的程序烧录终端100的框图。程序烧录终端100被用于为可见光接收终端进行脱机程序烧录，如下文详细描述的。程序烧录终端100包括微控制单元(MCU) 102以及与其相关联的程序存储单元104。MCU102也可被称为单片机，是将处理器、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上形成的芯片级计算机，用于不同的应用场合做不同组合控制。在程序烧录终端中，MCU102负责控制程序烧录终端100的操作。程序存储单元104用于存储将要烧录到目标终端中的程序，该程序存储单元104可以是任何合适的存储器。程序烧录终端100可包括外部接口 114，从而可通过该外部接口 114与上位机通信以有线地下载程序数据。所下载的程序可被保存在程序存储单元104中，以备在要升级可见光接收终端时对其进行脱机烧录。外部接口 114可以是USB接口、JTAG接口等任何合适的接口。当然，也可以通过无线的形式从上位机获得程序数据，如通过wif1、蓝牙等数据传输方式。本实施方式的上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，其可以为计算机、服务器等设备，且可具有状态指示单元，以指示传输状态如正在传输、传输暂停、中断传输、传输完成等。
[0025]程序烧录终端100可包括与MCU102相耦合的用于以可见光形式发射程序的可见光发射单元。在一实例中，可见光发射单元可包括驱动单元106和发光单元108，如图1所示。在需要对目标终端进行烧录时，MCU102可从程序存储单元104中取出程序数据进行编码，并将编码后的程序数据送至驱动单元106。驱动单元106连接MCU102与发光单元108，用于为发光单元108提供足够高的驱动电流以驱动发光单元108通过高频闪烁发射的方式发射可见光信号形式的程序数据。发光单元108可以是发光二极管(LED)。
[0026]程序烧录终端100还可包括与MCU102相耦合的用于接收可见光形式的通信状态反馈的可见光反馈接收单元。在一实例中，可见光反馈接收单元可包括光电检测单元112和信号放大器110，如图1所示。光电检测单元112可以由光电二极管或者光敏电阻等光学器件构成。光电检测单元112可接收可见光信号并对收到的光信号进行光电转换，以获得电信号。该电信号被输入到信号放大器110进行电压转换和放大。放大后的信号被输入到MCU102进行解调得到TTL电平信号，并作相应解码以获得目标终端反馈的通信状态数据。尽管在本文中信号解调和解码功能被描述为由MCU102完成，但是本领域技术人员明了，也可以包括独立的解调器和解码器执行上述解调和解码功能。程序烧录终端100还可包括用于指示可见光接收终端向程序烧录终端100反馈的通信状态的状态指示单元124。状态指示单元124可以是LED、蜂鸣器、显示屏等等。[0027]程序烧录终端100还可包括用于为其所有组件提供电力的电源116。电源116可包括电池、用于为电池充电的充电模块、以及用于为电池提供过压保护和过放保护的电池保护模块。另外，电源116还可包括电压转换模块，以便能够转换得到各组件所需的各种工作电压，以及稳压模块以将电池输出的电压稳定到某一电压值。另外，程序烧录终端100还可包括开关118以作为程序烧录终端的电源开断装置。当按下开关118时，电源116连通，程序烧录终端100开始工作，松开开关118，连接断开。
[0028]较优地，程序烧录终端100还可包括指纹传感器122和指纹处理单元120以增强程序烧录终端100使用的安全性，保证只有录入指纹者才能使用该程序烧录终端100进行对目标接收终端程序下载或者程序升级。具体地，指纹传感器122用于识别用户的指纹，包括录入指纹和正常使用时识别指纹。指纹处理单元120用于读取用户的指纹图像，并进行图像的处理，若用户的指纹预先录入于指纹处理单元120中，则该用户使用时，则指纹处理单元120发送正确的指纹处理指令到MCU102，否则发送错误识别的指令。
[0029]图2是示出了根据本实用新型的一方面的可见光接收终端200的框图。可见光接收终端200可包括MCU202以及与其相关联的程序存储单元204。MCU202运行存储在程序存储单元204中的程序以执行相应的功能，例如光子门禁系统中的光子锁功能。为了对可见光接收终端200进行升级，需要向程序存储单元204中烧录更新版本的程序软件。
[0030]可见光接收终端200可包括与MCU202相耦合的用于接收可见光形式的升级程序的可见光程序接收单元。在一实例中，该可见光程序接收单元可包括光电检测单元212和信号放大器210，如图2所示。光电检测单元212可接收可见光信号形式的程序数据，并对收到的光信号进行光电转换，以获得电信号。该电信号被输入到信号放大器210进行电压转换和放大。放大后的信号被输入到MCU202进行解调得到TTL电平信号，并作相应解码以获得程序烧录终端所发送的升级程序数据。尽管在本文中信号解调和解码功能被描述为由MCU202完成，但是本领域技术人员明了，也可以包括独立的解调器和解码器执行上述解调和解码功能。
[0031 ] 为了能够双向通信以进行程序烧录，可见光接收终端200还可包括与MCU202相耦合的用于以可见光形式发射通信状态反馈的可见光反馈发射单元。在一实例中，该可见光反馈发射单元可包括发光单元208和驱动单元206。MCU202可对通信过程中要反馈的数据进行编码，并将编码后的数据送至驱动单元206。驱动单元206连接MCU202与发光单元208，用于为发光单元208提供足够高的驱动电流以驱动发光单元208通过高频闪烁发射的方式发射可见光信号形式的反馈数据。发光单元208可以是发光二极管(LED)。
[0032]可见光接收终端200可包括用于为其所有组件提供电力的电源216。类似地，电源216也可包括电池、充电模块、电池保护模块、电压转换模块、稳压模块等等。可见光接收终端200还可包括外部接口 214以用于数据上报。外部接口 214还可提供充电接口功能。
[0033]图3是示出了根据本实用新型的一方面的用于可见光接收终端的脱机烧录系统300。该脱机烧录系统300可包括如图1中所描述的程序烧录终端100和如图2中所描述的可见光接收终端200。下文结合图3简要描述利用程序烧录终端100对可见光接收终端200进行脱机烧录的过程。
[0034]首先，打开程序烧录终端100的开关118，电源116上电，为整个程序烧录终端100提供电力。程序烧录终端100可通过外部接口 114连接上位机124，从而从上位机124下载要烧录到可见光接收终端200的目标程序。在这里，上位机124可以是电脑等提供升级程序的设备。从上位机124下载的程序被存储在程序存储单元104中以待烧录。然后，用户可以发出命令以开始程序向可见光接收终端200的脱机烧录。如本领域技术人员明了的，该开始烧录命令可以是通过程序烧录终端100上的程序烧录开关(未示出)发出的。而且，较优地，可以在发出该命令后，需要用户输入指纹以验证其正当身份。
[0035]在收到程序烧录命令后，MCU102从程序存储单元104中取出待烧录的升级程序，对该升级程序数据进行编码，并将经编码的升级程序数据送至驱动单元106。驱动单元106驱动发光单元108以通过高频闪烁的方式以可见光形式发射经编码的升级程序数据。该可见光信号被可见光接收终端200的光电检测单元212所检测，并对该光信号进行光电转换以得到电信号。该电信号被输入到信号放大器210进行电压转换和放大。放大后的信号被输入到MCU202进行解调和解码，以获得程序烧录终端100发射的升级程序，并将得到的升级程序存储到程序存储单元204中。在接收升级程序的过程中，可见光接收终端200不断向程序烧录终端100发射通信状态反馈。具体地，MCU202将要反馈的通信状态数据进行编码，并将经编码的通信状态数据送至驱动单元206，由后者驱动发光单元208以可见光信号的形式发射通信状态反馈。该可见光信号被程序烧录终端100的光电检测单元112检测至IJ，并对该光信号执行光电转换以获得电信号。该电信号被送至信号放大器110以进行电压转换和信号放大。放大后的信号被送至MCU102进行解调和解码以获得可见光接收终端200所反馈的通信状态。
[0036]另外，尽管未详细描述，但是根据相关烧录协议，在程序传送之前，程序烧录终端100和可见光接收终端200需执行握手过程，例如首先传送和接收一帧测试数据、测试波特率等等。在完成测试后，开始正式的程序传送。在此整个过程中，程序烧录终端100的状态指示单元124可以指示从可见光接收终端200反馈的通信状态,例如通过LED、液晶显示屏等来显示正在连接、收到第一帧测试数据、下载中、下载成功等反馈信息。
[0037]由上可知，在程序烧录过程中，程序烧录终端100和可见光接收终端200需要进行双向通信以完成烧录。在本实用新型中，可见光接收终端被提供了可见光发射功能，而程序烧录终端被提供了可见光接收功能，从而可见光接收终端能与程序烧录终端执行双向通信以完成升级程序的脱机(即，无线)烧录。
[0038]本领域技术人员将领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本实用新型的范围。
[0039]结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
[0040]提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本实用新型的保护范围应当以所附权利要求为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本实用新型的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于可见光接收终端的脱机烧录系统，所述脱机烧录系统包括:更新信息烧录终端，所述更新信息烧录终端包括: 第一微控制单元MCU ； 与所述第一微控制单元MCU相耦合的第一可见光发射单元，用于以可见光形式发射更新信息；以及 与所述第一微控制单元MCU相耦合的第一可见光接收单元，用于接收可见光形式的通信状态反馈信息；以及 可见光接收终端，所述可见光接收终端包括: 第二 MCU ； 与所述第二 MCU相耦合的第二可见光接收单元，用于接收可见光形式的更新信息；以及 与所述第二 MCU相耦合的第二可见光发射单元，用于以可见光形式发射通信状态反馈信息。
2.如权利要求1所述的脱机烧录系统，其特征在于，所述更新信息烧录终端还包括与所述第一微控制单元MCU相耦合的接口，该接口用于下载更新信息。
3.如权利要求2所述的脱机烧录系统，其特征在于，所述更新信息烧录终端还包括与所述第一微控制单元MCU相耦合的第一更新信息存储单元，该更新信息存储单元用于存储所下载的更新信息。
4.如权利要求1所述的脱机烧录系统，其特征在于，所述更新信息烧录终端还包括状态指示单元，用于指示所述可见光接收终端向所述更新信息烧录终端反馈的通信状态。
5.如权利要求1所述的脱机烧录系统，其特征在于，所述可见光接收终端还包括与所述第二 MCU相耦合的第二更新信息存储单元以用于存储所接收到的更新信息。
6.如权利要求1所述的脱机烧录系统，其特征在于，所述第一可见光发射单元包括: 与所述第一微控制单元MCU相耦合的第一驱动单元；以及 与所述第一驱动单元相耦合的第一发光单元，该第一发光单元用于以可见光形式发射更新信息，所述第一驱动单元用于为所述第一发光单元提供驱动电流。
7.如权利要求1所述的脱机烧录系统，其特征在于，所述第二可见光发射单元包括: 与所述第二 MCU相耦合的第二驱动单元；以及 与所述第二驱动单元相耦合的第二发光单元，该第二发光单元用于以可见光形式发射通信状态反馈信息，所述第二驱动单元用于为所述第二发光单元提供驱动电流。
8.如权利要求6所述的脱机烧录系统，其特征在于，所述第一发光单元为发光二极管。
9.如权利要求7所述的脱机烧录系统，其特征在于，所述第二发光单元为发光二极管。
10.如权利要求1所述的脱机烧录系统，其特征在于，所述第二可见光接收单元包括: 第二光电检测单元，用于接收可见光形式的更新信息并对收到的可见光执行光电转换；以及 第二信号放大器，用于放大光电转换所得到的电信号并将放大后的电信号输入到所述第二 MCU以解码得到所述更新信息。
11.如权利要求1所述的脱机烧录系统，其特征在于，所述第一可见光接收单元包括: 第一光电检测单元，用于接收可见光形式的通信状态反馈信息并对收到的可见光执行光电转换；以及 第一信号放大器，用于放大光 电转换所得到的电信号并将放大后的电信号输入到所述第一微控制单元MCU以解码得到所反馈的通信状态。
【文档编号】G11C16/10GK203552708SQ201320649580
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】不公告发明人 申请人:深圳光启创新技术有限公司