一种可见光通信设备配对系统及方法与流程

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种可见光通信设备配对系统及方法。

背景技术：

使用可见光范围的光，例如发光二级管(led)产生的光进行信息无线传输的技术是当前无线通信领域的研究热点之一，是一项有发展前景的新兴技术。

可见光通信是利用发光二级管等可见光发出的肉眼觉察不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的。一般的可见光信号传输多是透过单色led发送，并用光电二极管截取由单色led发出的光信号。现有可见光传输应用多是双向传输，即每个通信设备都包括光发送单元和光接收单元，但在低功耗的传感器及物联网应用中，数据只需要单向传输，使用单向设备即可，单向设备是只包括光发送单元的设备，上述单向设备在使用前，需要按照与接收端完成配对及初始化，并将配对及初始化数据储存至在单向设备内。

因此，如何提出一种配对系统，能够实现单向设备与接收端的配对，成为业界亟待解决的重要课题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种可见光通信设备配对系统及方法。

一方面，本发明提出一种可见光通信设备配对系统，包括单向可见光发送装置、可见光接收装置和配对装置，其中：

所述单向可见光发送装置包括输入单元和可见光发送单元，所述可见光接收装置包括可见光接收单元，所述配对装置包括显示单元，所述单向可见光发送装置与所述可见光接收装置可见光通信连接，所述可见光接收装置与所述配对装置通信连接；

所述输入单元用于启动配对操作，所述单向可见光发送装置通过所述可见光发送单元发出配对请求信息，所述可见光接收装置通过所述可见光接收单元接收所述配对请求信息，并在所述配对请求信息验证通过后，向所述配对装置发送配对回应信息，所述配对装置根据所述配对回应信息以及预存的配对操作对照表生成配对操作信息，所述配对操作信息通过所述显示单元进行显示，所述单向可见光发送装置根据所述输入单元输入的所述显示单元显示的所述配对操作信息实现与所述可见光接收装置的配对。

其中，所述配对装置包括接收单元和中央处理单元，所述中央处理单元分别与所述接收单元和所述显示单元相连，所述接收单元接收所述配对回应信息，所述中央处理单元根据所述配对回应信息以及预存的配对操作对照表生成所述配对操作信息，并将所述配对操作信息发送至所述显示单元进行显示。

其中，所述配对装置还包括摄像机和光学处理单元，所述摄像机与所述光学处理单元相连，所述光学处理单元与所述中央处理单元相连，所述输入单元输入所述配对操作信息时，所述可见光发送单元发出与所述配对操作信息对应的配对可见光信息，所述摄像机接收所述配对操作可见光信息，所述配对操作可见光信息通过所述光学处理单元处理后传输至所述中央处理单元，所述中央处理单元根据所述配对操作信息和处理后的所述配对操作可见光信息对所述输入单元输入的配对操作信息进行验证。

其中，所述单向可见光发送装置包括存储单元和第一处理单元，所述第一处理单元分别与所述输入单元、所述存储单元和所述可见光发送单元相连，所述第一处理单元用于在所述输入单元启动配对操作后，从所述储存单元获取所述配对请求信息，并将所述配对请求信息传输至所述可见光发送单元，所述存储单元用于保存所述配对请求信息。

其中，所述输入单元包括按键或者触摸屏。

其中，所述输入单元包括串行端口。

其中，所述可见光接收装置包括第二处理单元和发送单元，所述第二处理单元分别与所述可见光接收单元和所述发送单元相连，所述第二处理单元用于对所述配对请求信息进行验证，并在验证通过后根据所述配对请求信息生成所述配对回应信息，所述发送单元用于向所述配对装置发送所述配对回应信息。

另一方面，本发明提供一种可见光通信设备配对方法，包括：

单向可见光发送装置向可见光接收装置发送配对请求信息；

所述可见光接收装置接收所述配对请求信息，若判断获知所述配对请求信息通过验证，则向配对装置发送配对回应信息；

所述配对装置根据所述配对回应信息以及预存的配对操作对照表生成配对操作信息；

所述单向可见光发送装置根据所述配对操作信息完成与所述可见光接收装置的配对。

本发明提供的可见光通信设备配对系统及方法，单向可见光发送装置与可见光接收装置可见光通信连接，可见光接收装置与配对装置通信连接，单向可见光发送装置向可见光接收装置发送配对请求信息，可见光接收装置验证通过配对请求信息后，向配对装置发送配对回应信息，配对装置根据配对回应信息以及预存的配对操作对照表生成配对操作信息，并将上述配对操作信息通过其显示单元进行显示，单向可见光发送装置根据显示单元显示的配对操作信息完成与可见光接收装置的配对，节约了单向设备的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例可见光通信设备配对系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例可见光通信设备配对系统的配对装置的结构示意图；

图3为本发明一实施例可见光通信设备配对方法的流程示意图；

图4为本发明另一实施例可见光通信设备配对方法的流程示意图；

附图标记说明：

1-单向可见光发送装置；2-可见光接收装置；

3-配对装置；11-存储单元；

12-第一处理单元；13-可见光发送单元；

14-输入单元；21-可见光接收单元；

22-第二处理单元；23-发送单元；

31-显示单元32-中央处理单元；

33-接收单元；34-摄像机；

35-光学处理单元。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例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。

图1为本发明一实施例可见光通信设备配对系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供的可见光通信设备配对系统，包括单向可见光发送装置1、可见光接收装置2和配对装置3，其中：

单向可见光发送装置1包括输入单元14和可见光发送单元13，可见光接收装置2包括可见光接收单元21，配对装置3包括显示单元31，单向可见光发送装置1与可见光接收装置2可见光通信连接，可见光接收装置2与配对装置3通信连接，所述通信连接可以采用有线连接，也可以通过wifi、可见光等方式无线连接；其中，输入单元14可以采用按键，可见光发送单元13可以采用单色led，可见光接收单元21可以采用光电二级管，显示单元31可以采用单色液晶屏。

输入单元14用于启动配对操作，例如输入单元14采用按键，所述按键被长按3s，启动配对操作；在启动所述配对操作后，单向可见光发送装置1通过可见光发送单元13发出配对请求信息，所述配对请求信息可以是单向可见光发送装置1预先存储的，可见光接收装置2通过可见光接收单元21接收所述配对请求信息，并对所述配对请求信息进行验证，在所述配对请求信息验证通过后，根据所述配对请求信息产生配对回应信息，然后向配对装置3发送配对回应信息，配对装置3可以接收所述配对回应信息，并根据所述配对回应信息以及预存的配对操作对照表生成配对操作信息，然后将所述配对操作信息传输至显示单元31进行显示，操作人员可以将所述显示单元显示的所述配对操作信息通过所述输入单元输入到单向可见光发送装置1中，单向可见光发送装置1根据所述配对操作信息获得配对验证信息，然后将所述配对验证信息发出，可见光接收装置2接收所述配对验证信息并进行验证，当验证通过后，即实现了单向可见光发送装置1与可见光接收装置2的配对。可理解的是，所述配对操作对照表包括预设信息以及与所述信息对应的所述单向可见光发送装置可识别的输入操作，所述配对回应信息可以根据所述预设信息进行解析，获得与配对回应信息对应的一系列输入操作，即所述配对操作信息。例如所述单向可见光发送装置的输入单元为单个按键，所述预设信息为阿拉伯数字1，与其对应的所述输入操作为短按所述按键一下，所述预设信息为阿拉伯数字2，与其对应的所述输入操作为短按所述按键两下。

其中，所述配对请求信息可以包括可见光发送装置的型号，调制解调模式以及是否进行信息加密，可见光接收装置2接收到包含上述信息的配对请求信息后，可以根据可见光发送装置的型号判断是否可以与该可见光发送装置进行配对，是否支持上述调制解调的模式，在需要加密的情况下是否能够满足加密的要求。如果上述配对请求信息验证通过后，可见光接收装置2会产生相应的配对回应信息，可以包括可见光接收装置2的型号、确认的调制解调模式、如果需要加密的话，还可以包括密码信息。

本发明提供的可见光通信设备配对系统，单向可见光发送装置与可见光接收装置可见光通信连接，可见光接收装置与配对装置通信连接，单向可见光发送装置向可见光接收装置发送配对请求信息，可见光接收装置验证通过配对请求信息后，向配对装置发送配对回应信息，配对装置根据配对回应信息以及预存的配对操作对照表生成配对操作信息，并将上述配对操作信息通过其显示单元进行显示，单向可见光发送装置根据显示单元显示的配对操作信息完成与可见光接收装置的配对，节约了单向设备的成本。

在上述实施例的基础上，进一步地，配对装置包括接收单元33和中央处理单元32，中央处理单元32分别与接收单元33和显示单元31相连，接收单元33接收可见光接收装置2发送的所述配对回应信息，中央处理单元32根据所述配对回应信息以及预存的配对操作对照表生成所述配对操作信息，并将所述配对操作信息发送至显示单元31进行显示。

图2为本发明另一实施例可见光通信设备配对系统的配对装置的结构示意图，如图2所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，配对装置3还包括摄像机34和光学处理单元35，摄像机34与光学处理单元35相连，光学处理单元35与中央处理单元32相连，在输入单元14输入所述配对操作信息时，可见光发送单元13发出与所述配对操作信息对应的配对可见光信息，摄像机34接收所述配对操作可见光信息，所述配对操作可见光信息通过光学处理单元35处理后传输至中央处理单元32，中央处理单元32根据所述配对操作信息和处理后的所述配对操作可见光信息对输入单元14输入的配对操作信息进行验证。其中，摄像机34采用cmos摄像机，中央处理单元32可以采用单片机实现。

本发明提供的可见光通信设备配对系统，通过设置摄像机和光学处理单元，对输入单元输入的配对操作信息进行验证，能够及时发现在输入配对操作信息时的错误，提高了配对操作信息输入的准确性。

在上述各实施例的基础上，进一步地，单向可见光发送装置1包括存储单元11和第一处理单元12，第一处理单元12分别与输入单元14、存储单元11和可见光发送单元13相连，第一处理单元12在输入单元14启动配对操作后，可以从存储单元11中获取到预先存储的所述配对请求信息，然后将所述配对请求信息传输至可见光发送单元13，可见光发送单元13发出所述配对请求信息，存储单元11用于保存所述配对请求信息。其中，第一处理单元12可以采用单片机实现。

在上述各实施例的基础上，进一步地，输入单元14包括按键或者触摸屏。输入单元14用于输入信息到单向可见光发送装置1，对于所述输入信息不复杂的应用环境，可以采用单个按键或者组合按键，对于单个按键可以预先定义不同的按键频率代表的含义，使单向可见光发送装置1在输入按键信息时能够识别所述按键信息。输入单元14也可以采用触摸屏进行所述配对操作信息的录入。

在上述各实施例的基础上，进一步地，输入单元14包括串行端口。例如，所述串行端口可以外接键盘，在不方便对输入单元进行直接操作的情况下，可以通过所述外接键盘完成所述配对操作信息的输入。

在上述各实施例的基础上，进一步地，可见光接收装置2包括第二处理单元22和发送单元23，第二处理单元22分别与可见光接收单元21和发送单元23相连，第二处理单元22用于对所述配对请求信息进行验证，并在验证通过后根据所述配对请求信息生成所述配对回应信息，发送单元23用于向配对装置3发送所述配对回应信息。其中，第二处理单元22可以采用单片机实现，发送单元23根据实际通信需要进行选择，本发明实施例不做限定。

图3为本发明一实施例可见光通信设备配对方法的流程示意图，如图3所示，本发明提供的可见光通信设备配对方法包括：

s301、在单向可见光发送装置的输入单元启动配对操作后，单向可见光发送装置的可见光发送单元发出配对请求信息；

具体地，单向可见光发送装置在使用前，需要与可见光接收装置进行配对。可以通过所述单向可见光发送装置的输入单元启动配对操作，例如所述输入单元采用单个按键，所述单个按键被长按3s，以启动配对操作。在启动所述配对操作后，所述单向可见光发送装置的第一处理器从存储单元获得配对请求信息，并将所述配对请求信息传输至所述单向可见光发送装置的可见光发送单元，所述可见光发送单元发出所述配对请求信息。其中，所述配对请求信息可以预存在所述储存单元中，可以包括所述可见光发送装置的型号、调制解调模式、是否加密信息。

s302、可见光接收装置接收所述配对请求信息，若判断获知所述配对请求信息通过验证，则根据所述配对请求信息生成配对回应信息，并向配对装置发送所述配对回应信息；

具体地，在所述可见光发送单元发出所述配对请求信息后，所述可见光接收装置可以接收所述配对请求信息，并对所述配对请求信息进行验证，如果所述配对请求信息通过验证，那么所述可见光接收装置根据所述配对请求信息生成配对回应信息，然后将所述配对回应信息发送至配对装置。其中，所述配对回应信息可以通过有线连接方式发送，也可以通过wifi、可见光等无线方式发送。所述配对回应信息可以包括可见光接收装置的型号、确认的调制解调模式和加密密码。

s303、所述配对装置根据所述配对回应信息以及预存的配对操作对照表生成配对操作信息，并将所述配对操作信息传输至显示单元显示；

具体地，所述配对装置可以接收所述配对回应信息，并根据预存的配对操作对照表对所述配对回应信息进行解析，生成配对操作信息，所述配对操作信息被传输至显示单元进行显示。其中，所述配对操作对照表包括预设信息以及与所述信息对应的所述单向可见光发送装置可识别的输入操作，所述配对回应信息可以根据所述预设信息进行解析，获得与配对回应信息对应的一系列输入操作，即所述配对操作信息。例如所述单向可见光发送装置的输入单元采用单个按键，所述预设信息为阿拉伯数字1，与其对应的所述输入操作为短按所述按键一下，所述预设信息为阿拉伯数字2，与其对应的所述输入操作为短按所述按键两下。

s304、所述单向可见光发送装置根据所述输入单元输入的所述显示单元显示的所述配对操作信息实现与所述可见光接收装置的配对。

具体地，在所述配对操作信息在所述显示单元上显示后，操作人员可以根据所述配对操作信息，通过所述输入单元输入所述配对操作信息，所述单向可见光发送装置识别所述配对操作信息获得所述配对回应信息，根据所述配对回应信息获得配对验证信息，然后将所述配对验证信息传输至所述可见光发送单元，所述可见光发送单元发出所述配对验证信息，所述可见光接收装置接收所述配对验证信息并进行验证，当验证通过后，即实现了所述单向可见光发送装置与所述可见光接收装置的配对。

本发明提供的可见光通信设备配对方法，单向可见光发送装置与可见光接收装置可见光通信连接，可见光接收装置与配对装置通信连接，单向可见光发送装置向可见光接收装置发送配对请求信息，可见光接收装置验证通过配对请求信息后，向配对装置发送配对回应信息，配对装置根据配对回应信息以及预存的配对操作对照表生成配对操作信息，并将上述配对操作信息通过其显示单元进行显示，单向可见光发送装置根据显示单元显示的配对操作信息完成与可见光接收装置的配对，节约了单向设备的成本。

图4为本发明另一实施例可见光通信设备配对方法的流程示意图，如图4所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，所述单向可见光发送装置根据所述输入单元输入的所述显示单元显示的所述配对操作信息实现与所述可见光接收装置的配对包括：

s3041、所述输入单元输入所述显示单元显示的所述配对操作信息；

具体地，在所述配对操作信息在所述显示单元上显示后，操作人员可以根据所述配对操作信息，通过所述输入单元输入所述配对操作信息。

s3042、在所述输入单元完成所述配对操作信息的输入后，所述可见光发送单元发出配对验证信息；

具体地，在所述输入单元完成所述配对操作信息的输入后，所述单向可见光发送装置识别所述配对操作信息获得所述配对回应信息，根据所述配对回应信息获得所述配对验证信息，然后将所述配对验证信息传输至所述可见光发送单元，所述可见光发送单元发出是配对验证信息。其中，所述配对验证信息可以包括可见光接收装置的型号，确认的调制解调模式、密码信息。

s3043、所述可见光接收装置若判断获知所述配对验证信息通过验证，则向所述配对装置发送配对成功信息；

具体地，所述所述可见光接收装置可以接收所述配对验证信息，然后对所述配对验证信息进行验证，如果所述配对验证信息与所述配对回应信息一致，即所述配对信息与所述配对回应信息包括的对应的信息相同，则所述配对验证信息验证通过，然后所述可见光接收装置向所述配对装置发送配对成功信息。例如，所述配对回应信息包括的可见光接收装置的型号和调制解调模式，与所述配对信息中包括的可见光接收装置的型号和调制解调模式相同，那么所述配对信息通过验证。

s3044、所述配对装置根据所述配对成功信息，提示配对成功。

具体地，所述配对装置接收所述配对成功信息，然后将所述配对成功信息传输至所述显示单元进行显示，提示所述操作人员所述单向可见光发送装置与所述可见光接收装置配对成功。

在上述各实施例的基础上，进一步地，本发明提供的可见光通信设备配对方法还包括：

所述输入单元输入所述显示单元显示的所述配对操作信息时，所述可见光发送单元发出相应的配对操作可见光信息；

所述配对装置接收所述配对操作可见光信息，若判断获知所述配对操作可见光信息与所述配对操作信息一致，则提示所述配对操作信息的输入正确。

具体地，在所述操作人员根据所述显示单元显示所述配对操作信息，通过所述输入单元输入所述配对操作信息时，所述单向可见光发送装置根据输入的所述配对操作信息，生成相应的配对操作可见光信息，并通过所述可见光发送单元发出所述配对操作可见光信息，所述配对装置通过摄像机接收所述配对操作可见光信息，所述摄像机将所述配对操作可见光信息传输至光学处理单元进行处理，经过处理的所述配对操作可见光信息被传输至所述配对装置的中央处理单元，所述中央处理单元将经过处理的所述配对操作可见光信息与生成的所述配对操作信息进行对比，如果经过处理的所述配对操作可见光信息与所述配对操作信息相同，那么所述配对装置通过所述显示单元显示输入正确的提示信息，提示所述操作人员通过所述输入单元输入的所述配对操作信息正确。

本发明实施例提供的可见光通信设备配对方法，对输入单元输入的配对操作信息进行验证，能够及时发现在输入配对操作信息时的错误，提高了配对操作信息输入的准确性。

本发明方法实施例的具体流程可以参照上述各系统实施例的介绍，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。