智能穿戴设备及其通信方法与流程

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种智能穿戴设备及其通信方法。

背景技术：

可见光通信技术(visiblelightcommunication，vlc)是指利用可见光波段的光作为信息载体，不使用光纤等有线信道的传输介质，而在空气中直接传输光信号的通信方式。可见光通信具有高速、安全、绿色、环保等独特优势

随着科技的发展，人们对智能生活的要求越来越高，智能手环逐渐普及，且功能也日益增多。智能手环是一种穿戴式智能设备，目前智能手环的主要功能为运动跟踪，记录用户在日常生活中的锻炼、睡眠；数据传输，部分还有饮食等实时数据；网络分享，将数据与手机、平板、ipodtouch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。

目前，智能手环的功能较为固定，如何将智能手环与可见光通信联系起来，改进现有智能手环性能并增加手环其他实用性能，现有技术中尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种智能穿戴设备及其通信方法，以解决现有技术中的将智能手环与可见光通信技术有机融合以提高智能手环性能和实用性的问题。

为了解决上述问题，根据本发明实施例提供一种智能穿戴设备，其包括：

数据获取模块，用于获取待传输的数据；

数据发送模块，用于通过预设接口与外部的终端设备建立可见光通信上行链路，并通过所述可见光通信上行链路向外部设备传输所述数据；其中，所述数据发送模块使用led作为光源。

其中，所述智能穿戴设备还包括：

无线连接模块，用于与终端设备进行无线连接；

身份认证模块，用于通过所述无线连接与所述终端设备进行身份认证；

所述数据发送模块还用于，用于在身份认证通过的情况下，通过可见光通信上行链路向服务器发送经过加密的数据交易信息。

其中，所述智能穿戴设备还包括：

数据接收模块，用于通过预设接口使用可见光通信下行链路接收所述外部设备发送的数据，其中数据接收模块使用雪崩光电二极管(apd)作为光电检测器。

其中，所述智能穿戴设备还包括：

所述数据接收模块，还用于接收多个光源发送的光信号，获取每个光源的位置信息，并通过无线连接将每个光源的位置信息发送至所述终端设备，以使所述终端设备根据每个光源的位置信息计算所述智能穿戴设备的位置。

其中，所述可见光通信上行链路为1550nm激光上行链路。

根据本发明实施例还提供一种应用于智能穿戴设备的通信方法，其包括：

智能穿戴设备获取待传输的数据；

所述智能穿戴设备通过预设接口与外部的终端设备建立可见光通信上行链路，并通过所述可见光通信上行链路向外部设备传输所述数据；其中，所述数据发送模块使用led作为光源。

其中，所述通信方法还包括：

所述智能穿戴设备与终端设备进行无线连接；

所述智能穿戴设备通过所述无线连接与所述终端设备进行身份认证，并在认证通过的情况下，通过可见光通信上行链路向服务器发送经过加密的数据交易信息。

其中，所述通信方法还包括：

所述智能穿戴设备通过预设接口使用可见光通信下行链路接收所述外部设备发送的数据，其中数据接收模块使用雪崩光电二极管(apd)作为光电检测器。

其中，所述通信方法还包括：

所述智能穿戴设备接收多个光源发送的光信号，获取每个光源的位置信息，并通过无线连接将每个光源的位置信息发送至所述终端设备，以使所述终端设备根据每个光源的位置信息计算所述智能穿戴设备的位置。

其中，所述可见光通信上行链路为1550nm激光上行链路。

根据本发明的技术方案，通过预设接口与外部的终端设备建立可见光通信上行链路，并通过所述可见光通信上行链路向外部设备传输所述数据，本发明的智能穿戴设备通过可见光通信上行链路传输数据，有效提高了数据传输速率以及数据传输的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的智能穿戴设备的结构框图；

图2是根据本发明另一实施例的智能穿戴设备的结构框图；

图3是根据本发明再一实施例的智能穿戴设备的结构框图；

图4是根据本发明一个实施例的应用于智能穿戴设备的通信方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

根据本发明实施例提供一种智能穿戴设备，其中，所述智能穿戴设备包括但不限于智能手环、智能手表、智能头盔等穿戴式设备。为简明在下文的实施例中以智能手环为例进行描述。

图1是根据本发明一个实施例的智能穿戴设备的结构框图，如图1所示，所述智能穿戴设备至少包括：数据获取模块11和数据发送模块12，下面详细描述各模块的结构和连接关系。

数据获取模块11，用于获取待传输的数据。

数据发送模块12，用于通过预设接口与外部的终端设备建立可见光通信上行链路，并通过所述可见光通信上行链路向外部设备传输所述数据；其中，所述数据发送模块使用led作为光源。

在本实施例中，在智能手环和终端设备(例如，手机、台式计算机、笔记本等)分别设置用于可见光通信的接口，智能手环作为上行设备，采用1550nm激光作为可见光通信上行链路的全新方案，上行链路可达1gb/s。本发明较现有的蓝牙、wifi、airdrop、移动通信网络等传输方式，数据传输速率有较大提升，并且安全性也大大提高。

参考图2，在图1的基础上，所述智能穿戴设备还包括有：无线连接模块13和身份认证模块14，其中：

无线连接模块13，用于与终端设备进行无线连接。其中，所述无线连接是指蓝牙等近距离无线连接。在终端设备没有wifi网络接入(无网)、并且没有2/3/4g网络接入(无卡)的情况下，终端设备和智能手环可以通过蓝牙进行连接。需要说明，本实施例的终端设备可以是手机、台式计算机、笔记本等设备，并且本实施例的终端设备与图1所示实施例的终端设备可以是不同的设备。

身份认证模块14，用于通过所述无线连接与所述终端设备进行身份认证。具体地，所述智能手环通过蓝牙将身份认证信息发送至终端设备，以验证智能手环与终端设备是由同一用户使用，或终端设备的用户授权智能手环的用户可进行之后的数据操作。

在身份认证通过的情况，所述数据发送模块12通过可见光通信上行链路向服务器发送经过加密的数据交易信息。在本实施例中，智能手环预先安装进行数据交易的软件或程序，智能手环通过终端设备(下面以手机为例说明)的身份认证后，将数据交易信息进行加密发送至对应的服务器。例如，智能手环与银行账户绑定连接，在智能手环中录入唯一的支付者账户信息。智能手环自身可通过蓝牙连接手机确保是本人使用手环，通过可见光通信上行链路将在手环中经过密钥随机生成算法加密的交易信息发送至银行的服务器，而银行的服务器也有对应的识别算法进行解密以及与手环的相互身份识别。通过本实施例，可以在手机无网、无卡、乃至只要手环可以确定是本人使用的前提下，即可实现设定额度支付，免去繁琐的支付流程。

在本发明的一个实施例中，在可见光通信链路中，所述智能手环不仅可以作为上行设备发送数据，还可以作为下行设备接收数据。参考图3，在图1的基础上，所述智能穿戴设备还包括：

数据接收模块15，用于通过预设接口使用可见光通信下行链路接收所述外部设备发送的数据，其中数据接收模块使用雪崩光电二极管(apd)作为光电检测器。

在本发明的一个实施例中，智能手环可作为基于可将光数据传输的大容量移动载体。可见光通信的高传输速率以及安全可靠的无线连接方式，可应用于高速信息存储与高速信息外发。由其无线连接，克服了物理连接易被病毒感染的缺陷。若将可见光接收设备设置为只允许发送数据或是只允许接收数据，也即两个可见光设备之间，其一方只具有上行或是下行链路，由于数据传输的单向性和安全性，具有良好的保密信息传输方式，可应用于军事、大企业及保密部门。

继续参考图3，所述数据接收模块15，还用于接收多个光源发送的光信号，获取每个光源的位置信息，并通过无线连接将每个光源的位置信息发送至所述终端设备，以使所述终端设备根据每个光源的位置信息计算所述智能穿戴设备的位置。

在本实施例中，每个光源(led)都具有其独一无二的位置标识(id)，智能手环通过光电检测器接收每个led的位置信息，其位置信息可经蓝牙发送给手机，手机通过预设得算法对接收到的多个位置信息进行位置对比，实现精确定位。由于光源近、光点多等特点，可见光定位具有极高的准确度，且可以克服室内定位模糊的缺点。

根据本发明实施例还提供一种应用于智能穿戴设备的通信方法，所述方法可以由智能穿戴设备实现。其中，所述智能穿戴设备包括但不限于智能手环、智能手表、智能头盔等穿戴式设备。

参考图4，所述应用于智能穿戴设备的通信方法包括：

步骤s402，智能穿戴设备获取待传输的数据；

步骤s402，所述智能穿戴设备通过预设接口与外部的终端设备建立可见光通信上行链路，并通过所述可见光通信上行链路向外部设备传输所述数据；其中，所述数据发送模块使用led作为光源。

其中，所述可见光通信上行链路为1550nm激光上行链路。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

所述智能穿戴设备与终端设备进行无线连接；

所述智能穿戴设备通过所述无线连接与所述终端设备进行身份认证，并在认证通过的情况下，通过可见光通信上行链路向服务器发送经过加密的数据交易信息。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

所述智能穿戴设备通过预设接口使用可见光通信下行链路接收所述外部设备发送的数据，其中数据接收模块使用雪崩光电二极管(apd)作为光电检测器。

进一步，所述智能穿戴设备接收多个光源发送的光信号，获取每个光源的位置信息，并通过无线连接将每个光源的位置信息发送至所述终端设备，以使所述终端设备根据每个光源的位置信息计算所述智能穿戴设备的位置。

本发明的方法的操作步骤与设备的结构特征对应，可以相互参照，不再一一赘述。

根据本发明的技术方案，通过预设接口与外部的终端设备建立可见光通信上行链路，并通过所述可见光通信上行链路向外部设备传输所述数据，本发明的智能穿戴设备通过可见光通信上行链路传输数据，有效提高了数据传输速率以及数据传输的安全性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。