本发明涉及可见光通信技术领域，特别是涉及一种可见光通信接收装置、定位系统、耳机以及移动终端。
背景技术：
随着各种综合体类建筑(如大型购物中心、大型交通中转站等)的出现，人们室内活动空间越来越庞大和复杂，对定位和导航需求日趋强烈。同时，精准营销、智能仓储、机器人、疗养护理等行业也需要利用定位技术获取特定对象的室内位置信息。
随着LED在照明、通信等领域的广泛应用，可见光通信(Visible Light Communications，VLC)技术近年来得到迅速发展，基于可以见光通信的室内定位技术受到了广泛的关注。通过在公共基础照明设施上增加数据传输功能，就可构建室内可见光无线通信网络，将信息从灯具发送客户端。由于可见光与日常生活息息相关，办公室、家庭以及公共场合中许多设备均含可见光光源，可为室内用户提供随时随地的便捷数据服务。
但是，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统基于可见光通信的定位系统结构复杂、制造成本高，且信号处理过程复杂，不利于基于可见光定位的推广。
技术实现要素：
基于此，有必要针对传统基于可见光通信的定位系统结构复杂、制造成本高的问题，提供一种可见光通信接收装置、定位系统、耳机以及移动终端。
为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种可见光通信接收装置，包括光电转换电路、滤波电路以及连接移动终端的耳机插头电路；
光电转换电路连接滤波电路的第一端；滤波电路的第二端连接耳机插头电路的接地端口，第三端连接耳机插头电路的MIC端口；
光电转换电路将接收到的ID光信号转换成ID电压信号，并将ID电压信号通过滤波电路和耳机插头电路传输给移动终端。
在其中一个实施例中，光电转换电路包括光电二极管VD1、电阻R1；滤波电路包括电容C1、电阻R2；
电容C1的一端分别连接光电二极管VD1的正极、电阻R1的一端，另一端分别连接电阻R2的一端、耳机插头电路的MIC端口；
光电二极管的负极、电阻R1的另一端、电阻R2的另一端连接耳机插头电路的接地端口。
另一方面，还提供了一种可见光通信定位系统，包括连接移动终端的如权利要求1或2的可见光通信接收装置以及分别连接服务器、光源的光源控制电路；
光源控制电路接收服务器发送的ID电压信号，并将ID电压信号转换为ID光信号；
可见光通信接收装置在接收到ID光信号时，将ID光信号转换成ID电压信号传输给移动终端，ID电压信号经由移动终端处理得到移动终端的当前位置信息。
在其中一个实施例中，光源控制电路包括开关单元、第一滤波单元、第二滤波单元、第一抑制单元、第二抑制单元、第三抑制单元、连接服务器的第三滤波单元以及连接光源的连接器；
开关单元连接第三抑制单元、连接器，通过第二抑制单元连接第一滤波单元，通过第二滤波单元连接第一抑制单元，通过第三滤波单元连接服务器。
在其中一个实施例中，开关单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二级管D1、三级管Q1、三极管Q3、场效应管Q2以及稳压二极管ZD1；
三级管Q1的发射极分别连接二级管D1的正极、电阻R5的一端，基极分别连接二级管D1的负极、电阻R4的一端，集电极分别连接电阻R4的另一端、第二滤波单元；
三极管Q3的发射极接地，基极分别连接电阻R6的一端、第三滤波单元，集电极连接二级管D1的负极；电阻R6的另一端接地；
场效应管Q2的栅极连接电阻R5的另一端，源极连接第三抑制单元，漏极连接电阻R3的一端；
电阻R3的一端连接连接器的第一端，另一端分别连接连接器的第二端、稳压二极管ZD1的负极、第二抑制单元；稳压二极管ZD1的正极接地。
在其中一个实施例中，第一滤波单元包括电容C2、电容C3；第二滤波单元包括电容C4、电容C5、电容C6；第三滤波单元包括电容C7、电阻R7；
电容C2、电容C3的一端连接第二抑制单元，另一端接地；
电容C4、电容C5、电容C6的一端连接第一抑制单元，另一端接地；
电容C7、电阻R7的一端连接服务器，另一端连接三极管Q3的基极。
在其中一个实施例中，第一抑制单元为磁珠FB1；第二抑制单元为磁珠FB2；第三抑制单元为第三磁珠FB3；
磁珠FB1的一端分别连接电容C4、电容C5、电容C6的一端，另一端连接外部输入电源；
磁珠FB2的一端分别连接稳压二极管ZD1的负极、电阻R3的另一端；
磁珠FB3的一端连接场效应管Q2的源极，另一端接地。
在其中一个实施例中，移动终端包括智能手机、平板电脑。
另一方面，还提供了一种耳机，包括连接如上所述的可见光通信接收装置中耳机插头电路的扬声器。
另一方面，还提供了一种移动终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器运行计算机程序时实现解调如上所述的可见光通信接收装置发送的ID电压信号得到移动终端的当前位置信息。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明中所有的方法的步骤。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
光电转换电路接收光源发送的ID光信号，并将ID光信号转换成ID电压信号，滤波电路滤除ID电压信号中干扰信号后，将ID电压信号通过耳机插头电路传输给移动终端，ID电压信号经由移动终端处理得到当前位置信息，基于传统的耳机插头电路接收ID光信号，简化了传统可见光通信技术的硬件结构，降低了制造成本，并且简化了信号处理过程，有利于可见光通信技术的推广，使得用户在复杂的室内环境能够找准方位。
附图说明
图1为本发明可见光通信接收装置实施例1的结构示意图；
图2为本发明可见光通信接收装置在一个实施例中的电路图；
图3为本发明可见光通信定位系统实施例1的结构示意图；
图4为本发明可见光通信定位系统中的光源控制电路的结构示意图；
图5为本发明可见光通信定位系统中的光源控制电路的电路图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“第一端”、“第二端”、“第三端”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明可见光通信接收装置、定位系统、耳机以及移动终端的一具体应用场景：
传统的可见光室内定位技术公开了一种可见光室内定位系统，包括信号发射端，将位置信息经过调制，加载到LED(Light Emitting Diode，发光二极管)上，以可见光的形式传送到空气信道；接收端相机，用于拍摄获取光信息图片；图像处理装置，解调接收到的图片信息，得到LED的位置坐标，同根据接收端相机上创建的图像和接收端相机与天花板上LED等之间的几何关系估算接收端相机的位置信息，达到定位的目的，上述系统结构复杂，采用照相机作为信号接收端，成本高，并且其信号处理复杂繁琐，不利于其推广。
本发明可见光通信接收装置、定位系统、耳机以及移动终端，光电转换电路接收光源发送的ID光信号，并将ID光信号转换成ID电压信号，滤波电路滤除ID电压信号中干扰信号后，将ID电压信号通过耳机插头电路传输给移动终端，ID电压信号经由移动终端处理得到当前位置信息，基于传统的耳机插头电路接收ID光信号，简化了传统可见光通信技术的硬件结构，降低了制造成本，并且简化了信号处理过程，有利于可见光通信技术的推广，使得用户在复杂的室内环境能够找准方位。
为了解决传统基于可见光通信的定位系统结构复杂、制造成本高的问题，本发明可见光通信接收装置提供了一种可见光通信接收装置实施例1，图1为本发明可见光通信接收装置实施例1的结构示意图，如图1所示，包括光电转换电路110、滤波电路120以及连接移动终端140的耳机插头电路130；
光电转换电路连接滤波电路的第一端；滤波电路的第二端连接耳机插头电路的接地端口，第三端连接耳机插头电路的MIC端口；
光电转换电路将接收到的ID光信号转换成ID电压信号，并将ID电压信号通过滤波电路和耳机插头电路传输给移动终端。
具体而言，光电转换电路接收光源发送的ID(Identification，识别证明)光信号，并将ID光信号转换成ID电压信号，其中光源可以为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光源。
在复杂的室内环境中，按照光源布局的设计，安装了许多光源，光电转换电路在同一时间可接收到不同光源发送的ID光信号，并将其转换成对应的ID电压信号，不同的ID电压信号相互影响导致可能出现定位偏差，本发明利用滤波电路将信号弱的ID电压信号滤除，保留当前信号最强的ID电压信号(离光源越近ID光信号越强，转换成的ID电压信号也越强)，使得定位更加精准。
ID电压信号经滤波电路过滤后，当前信号最强的ID电压信号经耳机插头电路传输给移动终端处理，其中，ID电压信号通过耳机插头电路的MIC(Microphone，麦克风)端口传输给移动终端，移动终端解码ID电压信号以获取当前位置信息。
需要说明的是，耳机插头电路可为3.5MM(毫米)耳机插头电路、2.5MM耳机插头电路、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口耳机插头电路、USB Type-C接口耳机插头电路。
光电转换电路可以为光电二极管或光电池。
本发明可见光通信接收装置，光电转换电路接收光源发送的ID光信号，并将ID光信号转换成ID电压信号，滤波电路滤除ID电压信号中干扰信号后，将ID电压信号通过耳机插头电路传输给移动终端，ID电压信号经由移动终端处理得到当前位置信息，基于传统的耳机插头电路接收ID光信号，简化了传统可见光通信技术的硬件结构，降低了制造成本，并且简化了信号处理过程，有利于可见光通信技术的推广，使得用户在复杂的室内环境能够找准方位。
在一个具体的实施例中，图2为本发明可见光通信接收装置在一个实施例中的电路图，如图2所示，光电转换电路包括光电二极管VD1、电阻R1；滤波电路包括电容C1、电阻R2；
电容C1的一端分别连接光电二极管VD1的正极、电阻R1的一端，另一端分别连接电阻R2的一端、耳机插头电路的MIC端口；
光电二极管的负极、电阻R1的另一端、电阻R2的另一端连接耳机插头电路的接地端口。
具体而言，光电二极管VD1接收光源发送的包含当前位置信息的ID光信号，并转换成ID电流信号，电阻R1将ID电流信号转换成ID电压信号，电容C1、电阻R2组成滤波电路滤除ID电压信号中的干扰信号(信号弱的ID电压信号)，然后将滤除干扰信号的ID电压信号通过耳机插头电路中MIC端口传输给移动终端。
本发明可见光通信接收装置各实施例，将传统耳机插头电路设计成可见光通信接收装置，不仅减少了本发明的设计成本，还简化了本发明可见光通信定位系统的硬件结构，降低了可见光通信定位系统的制造成本。
本发明可见光通信定位系统提供了一种可见光通信定位系统实施例1，图3为本发明可见光通信定位系统实施例1的结构示意图，如图3所示，包括连接移动终端的如本发明可见光通信接收装置各实施例中所述的可见光通信接收装置以及分别连接服务器、光源的光源控制电路；
光源控制电路接收服务器发送的ID电压信号，并将ID电压信号转换为ID光信号；
可见光通信接收装置在接收到ID光信号时，将ID光信号转换成ID电压信号传输给移动终端，ID电压信号经由移动终端处理得到移动终端的当前位置信息。
需要说明的是，服务器具体的ID电压信号编码过程如下：
ID电压信号的数据每8比特分为一组，如图所示的数据结构当没有ID电压信号时，服务器持续输出高电平信号；输出信号从高电平信号变为低电平信号并持续1比特的时间，后面紧接着的是8比特的数据，8比特数据输出完成后，输出信号变为高电平信号，其中，每组数据的间隔大于8比特的持续时间(包含第一个低电平信号)。
移动终端一具体解调ID电压信号的过程如下：
ID光信号通过光电转换电路为ID电压信号，ID电压信号通过耳机插头电路输入到移动终端(安装有解码程序)，移动终端利用自身的麦克风模数转换电路把模拟的ID电压信号转换为ID数字信号，如图所示的数据结构，当持续接收到大于8比特(Bit)高电平信号时，解码程序处于等待数据状态；当接收到第一个低电平信号时，解码程序进入数据解码状态，并记录第一个低电平信号持续的时间，作为划分一个比特位的参考时间，8比特的ID数据接收完成后，检测接收信号是否回到高电平，若回到高电平，保存该组解码出ID数据；若信号没有回到高电平，判定为ID电压信号出现误码，丢弃该组解码出的ID数据；ID电压信号解码完成后，解码程序返回到等待数据状态，移动终端根据ID数据获取当前位置信息。
具体而言，光源控制电路从服务器获取ID电压信号，根据ID电压信号控制光源的闪烁，将ID电压信号转换成ID光信号，其中，光源可以为LED光源，LED光源发出的是高频脉冲光，其闪烁频率非常高，人眼感觉不到闪烁，照明效果与普通照明设备没有区别，目前，基本所有的室内场所都会使用LED光源照明，将LED光源改装成ID光信号的发射装置，减少本发明可见光通信定位系统设计成本。
可见光通信接收装置将接收到的ID光信号转换成ID电压信号，并传输给移动终端，移动终端对ID电压信号进行解码，得到ID电压信号包含的ID数据，移动终端根据ID数据访问服务器得到移动终端的当前位置信息，或者移动终端根据ID数据查找预先下载在移动终端中的地图(所处建筑的室内地图)，并在地图中定位移动终端的当前位置。
进一步的，移动终端包括智能手机、平板电脑。
本发明可见光通信定位系统各实施例，结合建筑内的服务器、移动终端、可见光通信接收装置和光源控制电路构成一个室内可见光定位系统，整个系统结构简单，用户很容易获得移动终端和可见光通信接收装置，且在室内布置服务器和连有光源控制电路的光源也很容易实现，使得本发明可见光通信定位系统能被推广。
在一个具体的实施例中，图4为本发明可见光通信定位系统中的光源控制电路的结构示意图，如图4所示，光源控制电路包括开关单元、第一滤波单元、第二滤波单元、第一抑制单元、第二抑制单元、第三抑制单元、连接服务器第三滤波单元以及连接光源的连接器；
开关单元连接第三抑制单元、连接器，通过第二抑制单元连接第一滤波单元，通过第二滤波单元连接第一抑制单元，通过第三滤波单元连接服务器。
具体而言，服务器通过第三滤波单元将ID电压信号传输到光源控制电路，开关单元根据ID光电信号控制光源的闪烁，将ID电压信号转换成ID光信号，第一滤波单元、第二滤波单元滤除电路中电源交流成分，第一抑制单元、第二抑制单元、第三抑制单元用于抑制信号线和电源线上的高频噪声和尖峰干扰。
本发明可见光通信定位系统各实施例，利用光源控制电路将从服务器获取的ID电压信号的ID光信号，ID光信号的质量对本发明可见光通信定位系统定位的精确度影响非常大，ID光信号的质量越好，定位的精确度越高，本发明中光源控制电路能够完整地精确地将ID电压信号转换成ID光信号，保证了ID光信号的质量，避免了信号的源头出错的问题，提升了本发明可见光通信定位系统定位的精确度。
在一个具体的实施例中，图5为本发明可见光通信定位系统中的光源控制电路的电路图，如图5所示，开关单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二级管D1、三级管Q1、三极管Q3、场效应管Q2以及稳压二极管ZD1；
三级管Q1的发射极分别连接二级管D1的正极、电阻R5的一端，基极分别连接二级管D1的负极、电阻R4的一端，集电极分别连接电阻R4的另一端、第二滤波单元；
三极管Q3的发射极接地，基极分别连接电阻R6的一端、第三滤波单元，集电极连接二级管D1的负极；电阻R6的另一端接地；
场效应管Q2的栅极连接电阻R5的另一端，源极连接第三抑制单元，漏极连接电阻R3的一端；
电阻R3的一端连接连接器的第一端，另一端分别连接连接器的第二端、稳压二极管ZD1的负极、第二抑制单元；稳压二极管ZD1的正极接地。
进一步的，如图5所示，第一滤波单元包括电容C2、电容C3；第二滤波单元包括电容C4、电容C5、电容C6；第三滤波单元包括电容C7、电阻R7；
电容C2、电容C3的一端连接第二抑制单元，另一端接地；
电容C4、电容C5、电容C6的一端连接第一抑制单元，另一端接地；
电容C7、电阻R7的一端连接服务器，另一端连接三极管Q3的基极。
进一步的，如图5所示，第一抑制单元为磁珠FB1；第二抑制单元为磁珠FB2；第三抑制单元为第三磁珠FB3；
磁珠FB1的一端分别连接电容C4、电容C5、电容C6的一端，另一端连接外部输入电源；
磁珠FB2的一端分别连接稳压二极管ZD1的负极、电阻R3的另一端；
磁珠FB3的一端连接场效应管Q2的源极，另一端接地。
具体而言，光源控制电路由场效应管(FET，Field Effect Transistor)、三极管(BJT，Bipolar Junction Transistor)、电阻、电容、连接器组成。服务器输通过单片机将输出的ID电压信号通过DTAT端输入到光源控制电路，ID电压信号经过电容C7、电阻R7滤波处理，并控制三极管Q3的开关状态；通过控制三极管Q3的开关状态来控制三极管Q1的开关状态；通过三极管Q1的开关状态，来控制场效应管Q2的开关状态；链接器UT连接(可为LED光源)，从而通过场效应管Q2控制光源高速闪烁，实现信号发射。
进一步的，DTAT端输入高电平信号时，三极管Q3导通，控制三极管Q1截止，同时三极管Q1控制场效应管Q2截止，场效应管Q2控制流过光源的电流截止，光源熄灭；DTAT端输入低电平信号时，三极管Q3截止，控制三极管Q1导通，同时三极管Q1控制场效应管Q2导通，场效应管Q2控制流过光源的电流导通，光源点亮。
需要说明的是，图5中，电容C2、电容C3组成的滤波电路与电容C4、电容C5、电容C6组成的滤波电路，滤除电源交流成分；磁珠FB1、磁珠FB2、磁珠FB3用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰。二极管D1起保护电路的作用。
本发明可见光通信定位系统各实施例，光源控制电路精确完整地将ID电压信号转换成ID光信号，保证可见光通信接收装置接收到的ID光信号的质量，提高了本发明可见光通信定位系统定位的准确度，从而使得用户在复杂的室内环境中能够找对方向，更甚便于整个建筑的运营和管理。
本发明提供了一种耳机，包括连接如上所述的可见光通信接收装置中耳机插头电路的扬声器。
具体而言，在传统的耳机的MIC端口和接地端口之间连接本发明各实施例中所述的光电转换电路和滤波电路，将传统的耳机设计成可转换ID光信号的装置，再配合可解调ID电压信号的移动终端使用，在已安装ID光信号发送端的室内空间，即可实现定位。
本发明耳机，为用户提供了一种小巧的便于携带的ID光信号接收装置，配合随身携带的移动终端，即可实现定位，免除用户携带笨重的定位设备，使得用户轻便出门且在复杂的室内环境不迷路。
本发明提供了一种移动终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器运行计算机程序时实现解调本发明各实施例中所说的可见光通信接收装置发送的ID电压信号得到当前位置信息。
具体而言，移动终端可对本发明各实施中所述的可见光通信接收装置传输来的ID电压信号进行解码，获取ID数据，移动终端可根据ID数据访问服务器获取移动终端的当前位置信息，或者直接根据ID数据在已下载在移动终端中地图(可以是建筑内部地图)标记移动终端的当前位置。
本发明移动终端，对传统的移动终端进行改装，为其安装特定解码程序即可对ID电压信号进行解码，进一步简化了本发明可见光通信定位系统的硬件结构。
本发明一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明中所有的方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现本发明各实施例中的ID电压信号解码过程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一种计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory：ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory：RAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。