专利名称：具备车队红外通讯功能的车灯系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通讯控制技术，属于一种具备车队红外通讯功能的车灯系 统，通过对车灯系统的改造实现无线电静默条件下，车队行进中用于行车指令 传输的通讯系统。尤其适用于反电子侦察、电子战压制等复杂条件下军队机械 化隐蔽拉动过程中的指挥与联络。
背景技术：
目前的车队通讯普遍采用无线电通讯方式，在电子战压制和无线电静默条 件下无法有效发挥作用。目前所能采取的补救的办法通常是使用旗语、灯语等 视觉信号，或事先规定的鸣笛编码。旗语只能在白昼使用，并且受到视觉条件
的限制；灯语在夜间容易暴露目标；并且旗语和灯语与鸣笛编码相似，其所能 包含的信息量有限，只能传输少数指令。而鸣笛编码不仅信息容量低，而且传 输距离也相当有限，并且传输中容易相互间干扰而误传命令。因此，从实战角 度出发，迫切需要一种隐蔽、安全、有效的，适应于现代化高技术战争条件下 复杂电磁环境的，车队行进过程中的指挥通讯系统。 专利内容
本发明的目的在于设计一种具备车队红外通讯功能的车灯系统，通过无线 光通讯的方式实现指令的传输，在根本上解决了传统通讯方式所存在的上述问 题。对于以行军队列开进的车队，由指挥车通过改造后的车灯系统向车前、车 后发出加载指令编码的调制光信号，前后车辆接收指令信息，解码后显示指令 内容，并向前后方进行中继转发，直至指令信息传至整个车队。本系统可以采 用可见光及非可见光光源作为信息载体，从而能够在无线电静默、电子战压制 和夜间灯火管制等多重限制条件下实现车队的隐蔽拉动中的指令传输。
按照本发明提供的技术方案，控制中心利用通讯网络连线和发射与接收装 置连接，所述控制中心包括第一MCU单片机及命令控制键盘，所述第一MCU 单片机用于监控命令控制键盘的工作状态；所述发射与接收装置包括第二 MCU 单片机、发射脉冲调制电路及接收脉冲调制电路，第二MCU单片机用于监控发 射脉冲调制电路及接收脉冲调制电路的工作状态；在发射脉冲调制电路的输出 端连接集成于车灯内的光发射器，在接收脉冲调制电路的输入端连接集成于车 灯内的光接收器；
当命令控制键盘发出指令，第一 MCU单片机对所述指令进行编码并通过通 讯网络传送至发射与接收装置，发射与接收装置中的发射脉冲调制电路对集成 于车灯内的光发射器所发出的光信号进行调制，并将指令信号加载在调制后的 光信号中通过光发射器发出；当集成于车灯内的光接收器收到所述光信号后， 发射与接收装置中的接收脉冲调制电路对光信号进行解调，再将解调后的光信 号通过通讯网络传送至控制中心。所述控制中心还包括LCM显示语音提示电路，控制中心对接收到的光信号进行判读后，再决定采取显示与语音提示或转发。
所述车灯包括车前灯与车后灯；所述光发射器与光接收器同时设置于车前 灯和车后灯上。所述车灯为LED车灯，所述LED车灯包括阵列于喇叭状反光罩 底部的若干LED照明灯，及位于喇叭状反光罩开口端的配光板，在LED照明灯 间间隔设置光接收器与光发射器。所述车灯为传统的热光源灯，所述热光源灯 包括反光碗，和位于反光碗焦点上的灯丝型热光源，及位于反光碗开口端的配 光板；在灯丝型热光源与配光板间设置支架，在支架上设置光接收器与光发射器。
所述第二 MCU单片机位于控制中心内，并与第一 MCU单片机合成一个单 片机。
本发明的特点如下
1:本系统通过对车辆原本用于照明与指示的车灯系统进行改进设计，添加
信号发射源、信号接收器以及相应的控制系统，实现车队内部行车指令的无线 光通讯传输。
2:本系统将通讯系统的发射与接收装置集成在车辆的车灯系统里，以便在 不破坏车辆整体结构设计与造型的条件下实现功能的添加，同时对车灯的供电 系统、配光系统、防护系统和安装位置最大限度的加以利用。
3:本系统由控制中心、车前发射与接收装置、车后发射与接收装置以及车 内通讯网路组成。指挥员通过控制中心发出指令，各车间通过向车前车后发出 指令和自车前车后接收信息，形成集群内部的信息中继传送通讯链路。
4:集群内各车辆通过车前接受系统和车后接收系统接收指令信息，收到指 令信号后经控制中心分析、解码、显示并发出"收到"信息予以确认，同时分 别通过车前发射系统和车后发射系统向车前车后转发指令信息。
如上所述，系统通讯链路为一对多的中继通讯网络，发出指令的指挥车可 能处于网络的任何一个节点。指挥车通过车灯集成的车前发射装置和车后发射 装置向车前车后一定角度范围发出指令信号，接收到指令的车辆通过控制器显
示指令信息，并向前后两个方向发出指令中继信号和应答确认信号。随着各车 的中继传输，通讯信号传遍整个车队，形成如图l所示的网络拓扑。
图l是本发明的网络拓扑图。
图2是本发明框图。
图3是传统的LED车灯。
图4是本发明LED车灯。
图5是传统的热光源车灯。
图6是本发明的热光源车灯。
如图所示控制中心利用通讯网络连线和发射与接收装置连接，所述控制 中心包括第一 MCU单片机及命令控制键盘，所述第一 MCU单片机用于监控命 令控制键盘的工作状态；所述发射与接收装置包括第二MCU单片机、发射脉冲
调制电路及接收脉冲调制电路，第二MCU单片机用于监控发射脉冲调制电路及 接收脉冲调制电路的工作状态；在发射脉冲调制电路的输出端连接集成于车灯 内的光发射器，在接收脉冲调制电路的输入端连接集成于车灯内的光接收器；
当命令控制键盘发出指令，第一 MCU单片机对所述指令进行编码并通过通 讯网络传送至发射与接收装置，发射与接收装置中的发射脉冲调制电路对集成 于车灯内的光发射器所发出的光信号进行调制，并将指令信号加载在调制后的 光信号中通过光发射器发出；当集成于车灯内的光接收器收到所述光信号后， 发射与接收装置中的接收脉冲调制电路对光信号进行解调，再将解调后的光信 号通过通讯网络传送至控制中心。所述控制中心还包括LCM显示语音提示电路， 控制中心对接收到的光信号进行判读后，再决定采取显示与语音提示或转发。
所述车灯包括车前灯与车后灯；所述光发射器与光接收器同时设置于车前 灯和车后灯上。
所述车灯可以采用为LED车灯，所述LED车灯包括阵列于喇叭状反光罩2 底部的若干LED照明灯1，及位于喇叭状反光罩2开口端的配光板3，在LED 照明灯1间间隔设置光接收器6与光发射器5。所述车灯也可以采用传统的热光 源灯，所述热光源灯包括反光碗8，和位于反光碗8焦点上的灯丝型热光源7， 及位于反光碗8开口端的配光板3;在灯丝型热光源7与配光板3间设置支架9， 在支架9上设置光接收器6与光发射器5。
由于灯丝型热光源车灯具有较强的热惯性，无法在较高的调制频率下工作， 但发光强度大，适合于信息含量较小的简单指令大范围远距离传输。半导体类 固体发光源(LED等)体积小、频率响应高，但发光强度略低，适合于较小范 围大信息量复杂指令的传输。本系统根据实际通讯要求不同，在实现上可采用 LED、 LD、 OLED、普通信号灯、热光源照明灯或它们的组合作为信号发射源。 此外，为了加强抗干扰特性，还可以通过采用多光源多波段组合的方式实施指 令信号的发射。以下面两个实例方案为例
实施例一，LED车灯方案-
随着超高亮度发光二极管技术的发展和大范围应用，LED用于车灯系统已 成为现实。目前的LED车灯主要应用在刹车灯、转向灯等指示类灯具上。本实 例方案将通讯系统的发射与接收系统集成在车辆的半导体发光二极管(LED)车 灯之中，由于发光二极管具有很高的频率响应，只需对车灯系统的驱动电路进 行适当的改造即可满足大信息量复杂指令的通讯的要求。
此时，车灯的供电电路4、配光系统均可得到充分的利用，对车灯的整体结 构设计也几乎可以不需进行过多的修改而加以利用。只需在车灯内某些位置将 照明用LED替换成通讯用LDE或LD等器件，(必要时也可将照明用LED直接 用于通讯指令的发送)并在适当的位置加装接收元件及其电路即可。如图4所 示。发射和接收元件在车灯中的安置，根据配光设计的要求可以与照明元件混 合排列也可以划分为不同的功能区域集中排列。根据不同的使用环境，发射元 件可以采用不同波长组合设置，以提高系统的抗干扰能力。
实施例二，灯丝型热光源车灯附加半导体通讯光源方案
灯丝型热光源车灯发光强度较高，车大灯及雾灯目前基本上依然采用这种 形式。由于光源的热惯性，用于通讯只能传递信息量较低的简单指令，在车灯
内加装固体发光光源和接收器件，可以较好的解决频率响应问题。如图6所示。 灯丝型热光源车灯通常采用抛物面反光碗加配光板的形式实现要求的照明效 果，在灯头前通过球面反光罩将前向出射的光能后向反射，再通过反光碗反射 后出射对照明效果基本上不会带来影响。因此本方案以前端反光罩作为通讯收 发器件的安装支架，只需对配光板作局部改进设计即可在保持车灯原有照明效 果的同时，将通讯收发装置集成在车灯里。本实例在不改变原有车灯系统整体 结构的情况下，不仅可以通过对配光板的局部改进实现收发系统所需的光学性 能，而且还可利用车灯反光碗改善信号接收的可响应角度。
本系统提供的通讯方法不仅具有很好的适应性与可靠性，而且隐蔽性好、 可有效地防止监听，并且若采用红外线通讯对雨雾尘霾有较强的穿透能力。同 时，采用中继转发的形式延伸了信号传输的作用距离与作用范围，使得无线光 通讯在较大的空间范围内得以实现。
权利要求
1、具备车队红外通讯功能的车灯系统，其特征是控制中心利用通讯网络连线和发射与接收装置连接，所述控制中心包括第一MCU单片机及命令控制键盘，所述第一MCU单片机用于监控命令控制键盘的工作状态；所述发射与接收装置包括第二MCU单片机、发射脉冲调制电路及接收脉冲调制电路，第二MCU单片机用于监控发射脉冲调制电路及接收脉冲调制电路的工作状态；在发射脉冲调制电路的输出端连接集成于车灯内的光发射器，在接收脉冲调制电路的输入端连接集成于车灯内的光接收器；当命令控制键盘发出指令，第一MCU单片机对所述指令进行编码并通过通讯网络传送至发射与接收装置，发射与接收装置中的发射脉冲调制电路对集成于车灯内的光发射器所发出的光信号进行调制，并将指令信号加载在调制后的光信号中通过光发射器发出；当集成于车灯内的光接收器收到所述光信号后，发射与接收装置中的接收脉冲调制电路对光信号进行解调，再将解调后的光信号通过通讯网络传送至控制中心。
2、 如权利要求1所述具备车队红外通讯功能的车灯系统，其特征是所述 车灯包括车前灯与车后灯；所述光发射器与光接收器同时设置于车前灯和车后 灯上。
3、 如权利要求1所述具备车队红外通讯功能的车灯系统，其特征是所述 控制中心还包括LCM显示语音提示电路，控制中心对接收到的光信号进行判读 后，再决定采取显示与语音提示或转发。
4、 如权利要求1或2所述具备车队红外通讯功能的车灯系统，其特征是 所述车灯为LED车灯，所述LED车灯包括阵列于喇叭状反光罩(2)底部的若 干LED照明灯(1)，及位于喇叭状反光罩(2)开口端的配光板(3)，在LED 照明灯(1)间设置光接收器(6)与光发射器(5)。
5、 如权利要求1或2所述具备车队红外通讯功能的车灯系统，其特征是 所述车灯为传统的热光源灯，所述热光源灯包括反光碗(8)，和位于反光碗(8) 焦点上的灯丝型热光源(7)，及位于反光碗(8)开口端的配光板(3);在灯丝 型热光源(7)与配光板(3)间设置支架(9)，在支架(9)上设置光接收器(6) 与光发射器(5)。
6、 如权利要求1所述具备车队红外通讯功能的车灯系统，其特征是所述 第二 MCU单片机位于控制中心内，并与第一 MCU单片机合成一个单片机。
全文摘要
本发明涉及一种通讯控制技术，属于一种具备车队红外通讯功能的车灯系统。按照本发明提供的技术方案，控制中心利用通讯网络连线和发射与接收装置连接，所述控制中心包括第一MCU单片机及命令控制键盘，所述第一MCU单片机用于监控命令控制键盘的工作状态；所述发射与接收装置包括第二MCU单片机、发射脉冲调制电路及接收脉冲调制电路，第二MCU单片机用于监控发射脉冲调制电路及接收脉冲调制电路的工作状态；在发射脉冲调制电路的输出端连接集成于车灯内的光发射器，在接收脉冲调制电路的输入端连接集成于车灯内的光接收器。本发明可以适用于反电子侦察、电子战压制等复杂条件下军队机械化隐蔽拉动过程中的指挥与联络。
文档编号B60Q1/00GK101337523SQ20081002176
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月12日 优先权日2008年8月12日
发明者徐毅刚 申请人:无锡市星迪仪器有限公司