[发明专利]一种汽车车灯装置及其通过灯光传递信号的方法

权利要求书

1.一种汽车车灯装置，包括安装于汽车头部的头灯和安装于汽车尾部的尾灯，其特征是头灯的灯体内设置有灯光接收设备，尾灯的灯体内设置有灯光发送设备，所述灯光发送设备由总线数据接收器、发送端微控制器、车灯驱动器和车灯组成，所述总线数据接收器的输入端与车辆的CAN总线连接，用于采集本车的运行数据信息，所述发送端微控制器的输入端与总线数据接收器的输出端连接，用于采集本车的运行数据信息并进行校验编码，发送端微控制器的输出端与车灯驱动器的输入端连接，用于产生校验编码后的数据信息，所述车灯驱动器的输出端驱动连接所述尾灯，用于驱动尾灯的亮度，所述尾灯用于产生包含本车运行数据信息的光信号，并发送出去；

所述灯光接收设备由镜头、光感模块和接收端微控制器组成，所述镜头用于对接收到的光信号进行聚焦处理，并将处理后的光信号发送给光感模块，所述光感模块与所述接收端微控制器的AD端口连接，用于将根据光信号转换的电压信号发送给接收端微控制器，所述接收端微控制器的输出端与整车控制器的输入端连接，用于将接收的电压信号进行模数转换、滤波处理，并输出控制信号给整车控制器；

所述灯光接收设备和灯光发送设备包括软件协议层、信号协议层和物理协议层，发送端微控制器和接收端微控制器构成软件协议层和信号协议层，车灯驱动器、车灯、镜头和光感模块构成物理协议层；软件协议层用于对需要发送和接收的数据进行校验编码和解码，产生数据包信号；信号协议层用于实现将软件协议层产生的数据包信号与基本灯光信号进行组合编码；物理协议层用于实现数字信号与光信号的相互转化。

2.根据权利要求1所述的汽车车灯装置，其特征是所述光感模块接收由镜头聚焦后的光线，对光线以预定的频率进行采样，并将采样后的光信号转换为电压信号，对所述电压信号进行运算放大，将放大后的电压信号发送给接收端微控制器的AD采集端口，再对采集信号进行处理，得到最终的数字信号，完成对数字信号的接收。

3.根据权利要求1所述的汽车车灯装置，其特征是所述校验编码后的数据为：将车辆运行数据信息经过校验编码得到数据的校验码，在车辆的运行数据尾部加上所述校验码，即得到校验编码后的数据信息。

4.根据权利要求1所述的汽车车灯装置，其特征是光感模块为光敏传感器。

5.一种采用权利要求1所述装置通过灯光传递信号的方法，其特征是包括如下步骤：

（1）在前面车辆和后面车辆头灯的灯体内设置灯光接收设备，尾灯的灯体内设置的灯光发送设备，所述灯光接收设备和灯光发送设备均包括软件协议层、信号协议层和物理协议层，灯光发送设备中的软件协议层包括校验编码器，灯光接收设备中的软件协议层包括校验解码器；灯光发送设备中的信号协议层包括数据包信号发送器、基本灯光发生器和数据信号发生器，灯光接收设备中的信号协议层包括数据包信号接收器；灯光发送设备中的物理协议层包括信号调制器和灯光产生器，灯光接收设备中的物理协议层包括灯光信号接收器和信号解调器；

（2）前面车辆的灯光发送设备通过总线采集自身的运行数据信息，由软件协议层的校验编码器对所述运行数据信息进行校验编码，得到运行数据信息的校验码，并将校验编码后的数据发送到数据包信号发送器，校验码用于在信号协议层对发送和接收的数据进行校验；

（3）前面车辆的灯光发送设备的信号协议层中的数据信号发生器等待基本灯光发生器产生的基本灯光信号的上升沿，当收到上升沿信号后，数据信号发生器根据数据包信号发送器产生的数据包，产生数据信号波形,将数据信号波形和基本灯光信号波形相结合，经信号调制后产生调制模拟亮度信号，将与调制模拟亮度信号对应的调制PWM信号经过电压驱动器驱动尾灯，产生光信号，通过光信号的亮度差别将需要发送的数据包含在尾灯灯光里，以光亮的形式发射到空气介质中,被后面车辆接收，完成数据的发送；

（4）后面车辆灯光接收设备物理协议层的灯光信号接收器中的光感模块接收由前面车辆发送的光信号，经过滤波器滤波模块对光感模块接收到的模拟信号进行滤波并去除毛刺，得到滤波后信号，再对滤波后信号进行模数转换得到模数转换器获取信号，通过对基准电压校准起始周期的电平进行采样平均，得到基准信号，将模数转换器获取信号和基准信号输入到信号比较器中进行信号比较，得到数字信号，完成数据的接收。