Led光传输可视化电子导览系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种LED光传输可视化电子导览系统。
【背景技术】
[0002]电子导游解决了传统导游讲解的许多问题，如解说不详细、发音不标准、误导消费等诸多弊端，在国内外得到了广泛的应用。目前市场上常见的导览器有存储式和非存储式两类。存储式导览器是把讲解内容存储在导览器中，游客自主选择接听讲解。游客在操作存储式导览器时，景点序列号容易选错，造成讲解内容和景点或讲解点内容不一致。存储式导览器是通过设置安装在景点或讲解点上的无线发射器来播放讲解内容。非存储式导览器主要由信号发射器、接收器、数据库、罐装接口、输入设备和输出设备几部分构成。发射器通常固定在景点或讲解点上，发送需要讲解的信息，设备复杂。
[0003]无论是存储式还是非存储式的导览器，都是将景点的位置信息通过某种方式传送到游客的接收器，以便获取导览信息。目前的传送方式有无线电传送(包含射频技术)和无线光传送。而为减小环境的电磁污染，无线光是理想的传送方式。传统的无线光传送方式包括激光和红外两种，它们虽具有方向性好和发散角小的特点，作为单纯的信息传输机制优势较大，但这两种光源对人眼有一定的伤害，发散角所覆盖的区域小对接收不利。
[0004]随着各种节能技术和产品不断得到研发和使用，照明LED具有功耗低、寿命长、可低压驱动、安全稳定、发射功率大和线性调制度好等优点，成为未来照明的发展方向，目前在户外照明和大屏幕广告牌已进入相对成熟阶段，它的高亮度和大发散角，光照所覆盖的区域广，对人眼是安全的。用于短距离无线光通信是理想的光源。然而，将照明LED作为通信光源正处在初期研究阶段，更没有将照明LED用于电子导览的方案出现。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是采用激光和红外光来实现景点位置信息向电子导览器的传送方式所存在的不足，提供一种LED光传输可视化电子导览系统，其利用照明LED进行信息传送，替代传统的通信光源，在景区内旅游路线上安装一定数量的照明LED，通过设置的LED发送主要景点位置信息，并进行相应旅游导览，实现照明和通信的双重功能。
[0006]为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007]LED光传输可视化电子导览系统，包括安装在各个景点的定点照明LED收发装置和游客手持的移动光学导览器。
[0008]每个定点照明LED收发装置均由LED端下行光发射单元、LED端上行光接收单元和LED端单片机组成；LED端下行光发射单元包括热释电红外感应模块、光电传感模块、编码调制模块、恒流驱动模块和照明LED ;热释电红外感应模块的输出端连接LED端单片机和光电传感模块的输入端，LED端单片机经编码调制模块连接恒流驱动模块的输入端，光电传感模块的输出端则直接连接恒流驱动模块的输入端，恒流驱动模块的输出端与照明LED相连；LED端上行光接收单元包括LED端光电探测模块、LED端放大滤波模块和LED端电压比较模块；LED端光电探测模块的输出端经LED端放大滤波模块与LED端电压比较模块的输入端相连，LED端电压比较模块的输出端连接LED端单片机；LED端单片机经一 LED端电力线载波模块连接到电力线上。
[0009]每个移动光学导览器由导览端下行光接收单元、导览端上行光发射单元、导览端单片机和核心处理单元组成；导览端下行光接收单元包括导览端光电探测模块、导览端放大滤波模块和导览端电压比较模块；导览端光电探测模块以无线方式连接该移动光学导览器所处景点处的定点照明LED收发装置的照明LED，导览端光电探测模块的输出端经导览端放大滤波模块连接电压比较模块的输入端，电压比较模块的输出端连接导览端单片机的输入端；导览端上行光发射单元包括调制编码模块和光发射器；导览端单片机的输出端经调制编码模块连接光发射器的输入端，光发射器以无线方式连接该移动光学导览器所处景点处的定点照明LED收发装置的LED端光电探测模块；导览端单片机与核心处理单元相连接。
[0010]上述LED光传输可视化电子导览系统，还进一步包括终端监控中心，该监控中心通过监控端电力线载波模块连接到电力线上。
[0011]上述方案中，移动光学导览器的导览端光电探测模块与定点照明LED收发装置的照明LED之间的下行通信采用可见光波进行传输；移动光学导览器的光发射器与定点照明LED收发装置的LED端光电探测模块之间的上行通信采用可见光波进行传输；且上行通信所采用的可见光波与下行通信所采用的可见光波的波长相异。
[0012]当游客进入某个定点照明LED收发装置的光辐射工作区域，该定点照明LED收发装置点亮LED照明，并发送该景点或讲解点对应的编号，只要有游客在该区域活动，定点照明LED收发装置正常工作，否则就熄灭。若是阴天或是晚上，光敏器件感应环境光变化，启动照明LED作为普通照明灯使用，当有游客经过定点照明LED收发装置才传输数据，照明LED的大发射角使收发双方容易对准。游客手持的移动导览器接收定点照明LED收发装置输出的光信号，解调出信源(即该小景点或讲解点对应的编号)，移动导览器依据此编号从数据库调出该编号对应的景点或讲解点的资料，其显示屏提示游客到了哪个景点或讲解点，等待游客的进一步操作，游客根据自己的需要，选择导游服务。同时，移动导览器上行发送该设备编号到固定在各景点上的定点照明LED收发装置，并通过载波电力线上传到景区数据管理中心。
[0013]与现有技术相比，本发明米用照明LED移动光传输技术构建一种可视化电子导览系统，实现绿色照明和通信的功能；系统仅在有游客经过时，点亮照明LED发送数据，传输完毕关闭LED ;系统在不影响正常LED照明的同时，充分利用LED的调制特性，光接收装置在不同LED照明有效覆盖区域接收每个景点唯一的位置信息，通过图、文、声方式完成相应的旅游导览，显示游客在景区的位置及路径图，同时将移动光导览终端编号上行发送到固定景点LED装置接收，经电力线传输到上位机管理中心，实现对景区游客的旅游路径和流量的宏观管理，上位机可实时监控和查询各景点游客状态，必要时可实时呼叫游客终端，其成本低、操作简单、工作稳定可靠。
【附图说明】
[0014]图1为LED光传输可视化电子导览系统框图。
[0015]图2为定点照明LED收发装置的原理框图。
[0016]图3为移动光学导览器的原理框图。
[0017]图4为某景区的LED光传输可视化电子导览系统的导览路径模型框图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，一种LED光传输可视化电子导览系统，包括终端监控中心、安装在景点或讲解点的定点照明LED收发装置和游客手持的移动光学导览器。各个定点照明LED收发装置和终端监控中心均通过电力线载波模块连接到电力线上。电力线既提供LED供电，也作为通信信息传输介质。在景区内各景点间通过电力线将各个定点照明LED收发装置连接，并接入景区的上位机数据库管理中心即终端监控中心。
[0019]在景区的各小景点或讲解点安装一块定点照明LED收发装置，每个定点照明LED收发装置都设置了唯一的景点或讲解点的编号。游客手持移动光学导览器在景区行走，当进入某个景点或讲解点的定点照明LED收发装置的热释电红外感应模块的有效探测区域时，定点照明LED收发装置点亮照明LED，在启动照明的同时，向外广播发送该景点或讲解点对应的编号。照明LED的大发射角使收发双方容易对准，只要有游客在景点或讲解点区域活动，照明LED就处于照明和发射状态，否则就熄灭。此外，定点照明LED收发装置的光电传感模块还实时监控环境亮度，当亮度低于一定值时(如阴天或晚上)，输出信号触发单片机产生PffM脉冲，自动开启照明LED作为普通照明灯使用，当有游客经过时传输景点编号数据。游客手中的移动光学导览器接收到编号后，触摸屏显示的景区地图界面上当前景点或讲解点的小圆点不断闪烁，提示游客到了哪个景点，实现了简单的定位。游客可以在触摸屏的操作界面上，选择相应的导游服务，如游客可以选择聆听该小景点或讲解点的介绍或查看该景点或讲解点的文字介绍和附近的饭店、宾馆、公厕的位置、已走过的路径等。游客手持的移动光学导览器经过某景点，在完成导览的同时，将本移动光学导览器的编号及进入与离开时间上行传送到固定照明LED点接收，再通过载波电力线传输给景区的终端监控中心进行管理。图4为某景区的LED光传输可视化电子导览系统的导览路径模型框图。
[0020]上述定点照明LED收发装置如图2所示，由LED端下行光发射单元、LED端上行光接收单元和LED端单片机组成。LED端下行光发射单元包括热释电红外感应模块、光电传感模块、编码调制模块、恒流驱动模块和照明LED。热释电红外感应模块的输出端连接LED端单片机和光电传感模块，LED端单片机经编码调制模块连接恒流驱动模块，光电传感模块的输出端则直接连接恒流驱动模块，恒流驱动模块与照明LED相连。LED端上行光接收单元包括LED端光电探测模块、LED端放大滤波模块和LED端电压比较模块。LED端光电探测模块的输出端经LED端放大滤波模块与LED端电压比较模块的输入端相连，LED端电压比较模块的输出端连接LED端单片机。
[0021]采用照明LED构成可见光发射，当游客进入某定点照明LED发射装置的热释电红外感应模块的工作区域，该热释电红外感应模块输出一高电平，同时触发光电传感模块和LED端单片机工作，发送该景点或讲解点的编号，实现可见光信号发送。定点照明LED收发装置的LED端下行光发射单元能根据环境光和游客需求能自动进行LED照明与通信发射功能切换；其LED端上行光接收单元能接收记录每个移动导览器设备的编号和进入及离开景点的时间。
[0022]热释电红外感应模块用于识别人流状态，由LHI778热释电红外感应探头和热释电红外处理芯片BISS0001组成，LHI778热释电红外感应探头感应周围热辐射能量的变化，LHI778热释电红外感应探头的输出端与热释电红