利用显示器背光实现无线数据传输的装置、系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及无线数据传输的装置、系统及方法。更具体地，涉及利用显示器背光实现无线数据传输的装置、系统及方法。
【背景技术】
[0002]在各类电器设备都向智能化发展的数字化时代，设备之间相互通信、信息共享已成为现代工业，乃至人类生活需求的总趋势。在数据通信领域中，数据传输技术是其中最为重要，最为基础的技术。
[0003]各类数据传输技术已应运而生，其中包括如Modbus、CAN bus、USB、Ethernet的有线数据通信，以及如WIF1、ZigBee、Bluetooth、NFC等的无线数据通信。
[0004]有线数据传输的这些方法都需要改变原有设备的结构，还需要加上驱动芯片和内存支持，有的还需要网络设施和各种保护措施，如抗静电保护、绝缘保护等，使系统成本显著增加。
[0005]无线数据传输的这些方法中天线的放置会受到各种限制，如屏蔽、干扰等，给EMC/EMI的设计带来困难。在无线数据传输方法中，还有一种光学图像法，如让显示器显示二维码，通过手机等移动终端进行摄像扫描来读取数据，这种方法虽然无须改变原有设备的硬件结构，但对显示器的显示性能有一定的要求，如需要显示器有较好的对比度和较大的像素点阵密度，这种要求造成光学图像数据传输方法无法应用于一些段码显示的仪表。另外在显示器上显示二维码占据了一定显示面积，也会影响了原来的显示内容，给实际使用带来影响。
[0006]在数字化时代，各种设备都需要有数据通信功能，通常在实现一种新的数据传输方法时都需要对原有的硬件体系进行修改，使原有的设备被迫淘汰，取而代之以新的设备，而在设备以旧换新时，通常会受到各种设施的限制，如空间尺寸、网络设施、环境等影响。
[0007]通常仪器仪表的显示器的背光只是用来对显示器的照明，提高显示器的可读性，它并不具备数据传输功能。然而本发明期望借助最近正在不断发展的可见光通信技术来克服现有技术中存在的问题，使得能够避免对原有设备硬件系统的改动，克服设备兼容性问题，便于技术的推广和使用。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是推出一种新的数据无线传输系统和方法，在不改变现有设备的硬件结构的条件下利用设备中显示器的背光实现数据的无线传输，为用户读取和记录系统数据提供一种最方便，成本最低廉的解决方案，使用户在无需更换原有硬件设备的情况下使设备具备无线数据传输功能，使用户数据的智能化、网络化管理成为可能。
[0009]根据本发明的一方面，提供一种利用显示器背光实现的无线数据发送装置，包括:数据存储单元，存储将要发送的数据；主控单元，读取数据存储单元所存储的数据，并进行控制；信号调制单元，在主控单元的控制下使用预定的信号调制方法对所读取的数据进行调制以产生并输出序列开关脉冲信号；光源驱动电路，根据序列开关脉冲信号产生背光驱动开关脉冲信号；显示器背光组件，在背光驱动开关脉冲信号的驱动下发出序列亮暗信号。
[0010]其中，所述预定的信号调制方法为固定周期分脉冲调制的信号调制方法，在该固定周期分脉冲调制的信号调制方法中，脉冲周期固定，每一个周期发送一个数字比特位状态，在一个周期内发送第一数量的第一宽度的矩形波脉冲来表示第一数字比特位状态，在一个周期内发送第二数量的第二宽度的矩形波脉冲来表示第二数字比特位状态。
[0011 ] 其中，第一数量的矩形波脉冲的脉冲高电平宽度之和等于第二数量的矩形波脉冲的脉冲高电平宽度之和。
[0012]其中，所述预定的信号调制方法为可变脉冲周期法调制的信号调制方法，在该可变脉冲周期法调制的信号调制方法中，脉冲周期可变，在一个周期中，发送代表第一数字比特位状态的具有第一脉冲宽度的一个脉冲或者发送代表第二数字比特位状态的具有第二脉冲宽度的一个脉冲，第一脉冲宽度与第二脉冲宽度不同。
[0013]其中，发送数字比特位期间的脉冲低电平时间与高电平时间之比小于预定阈值。
[0014]其中，所述预定阈值为1%。
[0015]其中，所述数据是与仪表测量读数相关的数据，以及，主控单元定时或者按照需要来读取数据存储单元所存储的数据。
[0016]其中，主控单元、数据存储单元、信号调制单元、光源驱动电路、和显示器背光组件使用测量仪表中的相应组件来实现。
[0017]根据本发明的另一方面，还提供一种利用显示器背光实现的无线数据接收装置，包括光学探头，接收利用显示器背光发送的序列亮暗信号，并对序列亮暗信号进行光电转换，生成序列开关脉冲信号；主控单元，进行控制；数字解码单元，在主控单元的控制下，使用预定的信号解调方法解调序列开关脉冲信号，产生被还原的数据；数字处理和显示单元，在主控单元的控制下，对被还原的数据进行处理。
[0018]其中，预定的信号解调方法根据下述调制规则进行解调:脉冲周期固定，每一个周期发送一个数字比特位状态，在一个周期内发送第一数量的第一宽度的矩形波脉冲来表示第一数字比特位状态，在一个周期内发送第二数量的第二宽度的矩形波脉冲来表示第二数字比特位状态。
[0019]其中，第一数量的矩形波脉冲的脉冲高电平宽度之和等于第二数量的矩形波脉冲的脉冲高电平宽度之和。
[0020]预定的信号解调方法根据下述调制规则进行解调:脉冲周期可变，在一个周期中，发送代表第一数字比特位状态的具有第一脉冲宽度的一个脉冲或者发送代表第二数字比特位状态的具有第二脉冲宽度的一个脉冲，第一脉冲宽度与第二脉冲宽度不同。
[0021]其中，发送数字比特位期间的脉冲低电平时间与高电平时间之比小于预定阈值。
[0022]其中，所述预定阈值为1 %。
[0023]其中，所述数据是与仪表测量读数相关的数据，以及
[0024]其中，光学探头定时或者按照需要来接收所述序列亮暗信号。
[0025]其中，对被还原的数据进行的处理包括:数据显示、数据存储、以及向更高级网络进行数据传输。
[0026]根据本发明的另一方面，还提供一种利用显示器背光实现的无线数据传输系统，包括如上所述的无线数据发送装置和如上所述的无线数据接收装置。
[0027]根据本发明的另一方面，还提供一种利用显示器背光实现的无线数据发送方法，使用预定的信号调制方法对将要发送的数据进行调制以产生并输出序列开关脉冲信号；根据序列开关脉冲信号产生背光驱动开关脉冲信号；在背光驱动开关脉冲信号的驱动下，显示器背光组件发出序列亮暗信号。
[0028]其中，所述预定的信号调制方法为固定周期分脉冲调制的信号调制方法，在该固定周期分脉冲调制的信号调制方法中，脉冲周期固定，每一个周期发送一个数字比特位状态，在一个周期内发送第一数量的第一宽度的矩形波脉冲来表示第一数字比特位状态，在一个周期内发送第二数量的第二宽度的矩形波脉冲来表示第二数字比特位状态。
[0029]其中，第一数量的矩形波脉冲的脉冲高电平宽度之和等于第二数量的矩形波脉冲的脉冲高电平宽度之和。
[0030]其中，所述预定的信号调制方法为可变脉冲周期法调制的信号调制方法，在该可变脉冲周期法调制的信号调制方法中，脉冲周期可变，在一个周期中，发送代表第一数字比特位状态的具有第一脉冲宽度的一个脉冲或者发送代表第二数字比特位状态的具有第二脉冲宽度的一个脉冲，第一脉冲宽度与第二脉冲宽度不同。
[0031]其中，发送数字比特位期间的脉冲低电平时间与高电平时间之比小于预定阈值。
[0032]其中，所述预定阈值为1 %。
[0033]其中，所述数据是与仪表测量读数相关的数据，以及
[0034]其中，定时或者按照需要来发送所述数据。
[0035]根据本发明的另一方面，还提供一种利用显示器背光实现的无线数据接收方法，包括:通过光学探头接收利用显示器背光发送的序列亮暗信号，并对序列亮暗信号进行光电转换，生成序列开关脉冲信号；使用预定的信号解调方法解调序列开关脉冲信号，产生被还原的数据。
[0036]其中，预定的信号解调方法根据下述调制规则进行解调:脉冲周期固定，每一个周期发送一个数字比特位状态，在一个周期内发送第一数量的第一宽度的矩形波脉冲来表示第一数字比特位状态，在一个周期内发送第二数量的第二宽度的矩形波脉冲来表示第二数字比特位状态。
[0037]其中，第一数量的矩形波脉冲的脉冲高电平宽度之和等于第二数量的矩形波脉冲的脉冲高电平宽度之和。
[0038]预定的信号解调方法根据下述调制规则进行解调:脉冲周期可变，在一个周期中，发送代表第一数字比特位状态的具有第一脉冲宽度的一个脉冲或者发送代表第二数字比特位状态的具有