一种车载自适应LED车前灯通信装置的制作方法

本实用新型涉及通信和智能交通技术领域，特别是涉及一种车载自适应LED车前灯通信装置。

背景技术：

可见光无线通信技术是随着白光LED照明技术的发展建立起来的无线光通信技术，是基于白光LED器件的无线光通信技术。而白光LED器件具有高亮度、低功耗、高使用寿命和绿色环保等优点，其输出光功率和驱动电流具有高响应灵敏度，能够实现高速数据通信。与传统汽车用卤素大灯和HID氙气大灯相比，车载LED更节能，更环保，更耐用，低压直流电源即可驱动，负载小，干扰弱，对使用环境要求低，适应性更好，因而被众多汽车生产商采用，并逐渐成为市场的主流。

车载自组织网络系统(VehicularAd Hoc Network，VANET)，是将先进的传感器技术、通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、信息发布技术等有机地运用与整个交通运输管理体系而建立的一种实时的，准确的，高效的交通运输综合管理和控制系统，实现智能交通(Intelligent Transportation System，ITS)的管理和信息服务，对智能交通的发展具有重要意义。

目前，车载自组织网络系统的研究主要采用射频通信方式，存在如下缺点：首先，利用射频通信技术实现汽车与汽车之间的信息传递，容易对车载电子导航等精密设备产生电磁干扰，从而造成交通意外等情况；其次，长期处在电磁信号覆盖环境中，造成的辐射容易对驾驶员身体产生健康影响；最后，射频通信发出的信息使处在其通信距离范围内的所有汽车都能接收到信息，从而对云计算处理平台处理车辆信息数据带来巨大挑战。

传统汽车进行信息传递的方法主要有两种，一种是汽车车灯的组合使用，如需要左转或超车时打左转向灯向前面汽车发出左转或者超车的信息，需要右转或靠边停车时打右转向灯向前面汽车发出右转或者靠边停车的信息；另一种是喇叭的使用，如当遇见前方有紧急情况时，采用按喇叭来提醒前面车辆。此两种方法虽然简单高效，是目前汽车之间进行信息传递的方法，但是，却存在如下缺点：首先，喇叭发出的声音对环境造成噪声污染，在城市里或夜晚时往往禁止使用喇叭；其次，驾驶员频繁注意前后左右汽车的车灯容易造成身体疲劳，从而使驾驶员疲劳驾驶，注意力下降；最后，当驾驶员注意力下降时往往没注意到前后车辆发出的声光警告信息，从而造成很多交通意外事故。

当遇到恶劣天气时，驾驶员可能会开启雾灯，或是在夜间驾驶时使用近光灯，在爬坡时使用远光灯。然而，有时当汽车开启远光灯时会发出(如图2所示)刺眼的光线，而这种眩光会影响视线，所以非常危险。如果能够探测到对面车道驶来的车辆并及时关闭部分远光灯(如图3所示)，或者能够根据对面车道上车辆的位置改变灯光照射的角度，反馈信息以告知车前灯应根据对面车辆的实时位置执行不同操作。这就是自适应车前灯中所实现的防眩光功能，这样就从相当程度上提高了道路交通的安全性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够不受电磁干扰，实现大容量、高速率的短距离通信服务和主要实现汽车在夜间行驶时防止驾驶员受到来自对面车辆眩光干扰的一种车载自适应LED车前灯通信装置，以提高道路和交通安全。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

包括LED白光发射模块、光电探测接收模块、FPGA主控电路和编解码模块；所述LED白光发射模块包括发射器FPGA主控电路单元、按键电路单元和LED调制驱动电路单元；所述光电探测接收模块包括接收器FPGA主控电路单元、光电接收放大电路单元和警示单元；所述按键电路单元输出端连接所述发射器FPGA主控电路单元输入端，所述发射器FPGA主控电路单元输出端连接所述LED调制驱动电路单元输入端，所述LED调制驱动电路单元输出端连接车载LED灯；所述光电探测器输出端连接所述光电接收放大电路单元输入，所述光电接收放大电路单元输出端连接所述接收器FPGA主控电路单元输入端，所述接收器FPGA主控电路单元输出端连接所述警示单元输入端；所述按键电路单元将待传信号编辑成数字电信号发送给所述发射器FPGA主控电路单元，所述发射器FPGA主控电路单元将待传信号进行调制编码后发送给所述LED调制驱动电路单元，所述LED调制驱动电路单元将接收到的待传信号调制为可见光信号并由车载LED发射，所述光电探测器检测所述车载LED发出的可见光信号，并传输给所述光电接收放大电路单元，所述光电接收放大电路单元将接收的可见光信号进行解调解码、放大处理，然后发送给所述接收器FPGA主控电路单元，所述接收器FPGA主控电路单元将接收到的信号通过警示电路单元告知驾驶员。

所述LED白光发射模块还包括发射器复位电路单元和发射器时钟电路单元，所述发射器复位电路单元和发射器时钟电路单元的输出端均连接至发射器FPGA主控电路单元的相应输入端；所述光电探测接收模块还包括接收复位电路单元和接收时钟电路单元，所述接收复位电路单元和接收时钟电路单元的输出端连接所述接收器FPGA主控电路单元的相应输入端。

所述车载LED通信单元设有与其他设备通信的接口，当不能实现LED可见光通信时，可以通过其他通信方式实现通信互联。

所述车载LED车前灯通信单元包括LED车前远光灯和LED车前近光灯等；在夜间驾驶时，该装置能够探测到对面车道驶来的车辆并自动关闭部分远光灯，或者能够根据对面车道上车辆的位置自动改变灯光照射的角度，这就是自适应车前灯中所实现的防眩光功能，这样就从某种意义上提高了道路交通的安全性。

所述车载LED通信单元既可以实现车辆间的通信，还可与路边固定接入点通信，所述路边固定接入点含有具有双工通信模式的LED通信单元；车辆终端节点通过LED通信单元与路边固定接入点进行通信，路边固定接入点与其他计算机网络相连接。

所述光电探测接收模块包括接收过载波信号的硅光电池光接收装置，硅光电池光接收装置的输出端与FPGA编解码模块相连接。

现有技术比较，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种车载自适应LED车前灯通信装置，其车前灯通信单元包括LED车前远光灯和LED车前近光灯等；在夜间驾驶时，该装置能够探测到对面车道驶来的车辆并自动关闭部分远光灯，或者能够根据对面车道上车辆的位置自动改变灯光照射的角度，这就是自适应车前灯中所实现的防眩光功能，这样就从相当程度上提高了道路交通的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图；

图2是通常的汽车前灯照明技术；

图3为自适应车前灯照明和通信技术；

具体实施方式

下面结合附图和实例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型的一种车载自适应LED车前灯通信装置，包括LED白光发射模块、光电探测接收模块、FPGA主控电路和编解码模块；所述光电探测接收模块包括接收器FPGA主控电路单元、光电接收放大电路单元和警示电路单元；所述按键电路单元输出端连接所述发射器FPGA主控电路单元输入端，所述发射器FPGA主控电路单元输出端连接所述LED调制驱动电路单元输入端，所述LED调制驱动电路单元输出端连接车载LED灯；所述光电探测器输出端连接所述光电接收放大电路单元输入，所述光电接收放大电路单元输出端连接所述接收器FPGA主控电路单元输入端，所述接收器FPGA主控电路单元输出端连接所述警示电路单元输入端；所述按键电路单元将待传信号编辑成数字电信号发送给所述发射器FPGA主控电路单元，所述发射器FPGA主控电路单元将待传信号进行调制编码后发送给所述LED调制驱动电路单元，所述LED调制驱动电路单元将接收到的待传信号调制为可见光信号并由车载LED发射，所述光电探测器检测所述车载LED发出的可见光信号，并传输给所述光电接收放大电路单元，所述光电接收放大电路单元将接收的可见光信号进行解调解码、放大处理，然后发送给所述接收器FPGA主控电路单元，所述接收器FPGA主控电路单元将接收到的信号通过警示电路单元告知驾驶员。

具体的实施过程为：

输入信号在FPGA中进行编码，经过电路放大由车载LED发送光信息，由光电探测接收模块接收信息，经处理后进入FPGA进行解码，FPGA主控电路能够根据对面车辆的实时位置自适应地控制部分LED灯的亮灭以实现防眩光功能。