[发明专利]一种可见光通信的室内定位系统

说明书

本发明提供了一种可见光通信的室内定位系统，包括光信号发射模块、光信号接收模块、定位模块，光信号发射模块用于发射光信号至光信号接收模块；光信号接收模块用于接收光信号并将光信号转换为电信号；定位模块用于接收并处理电信号以获取光信号接收模块的定位坐标。其中，光信号发射模块包括LED灯组、通信模块，LED灯组包括一个或多个LED灯，LED灯用于发射光信号；通信模块与LED灯组电连接，通信模块用于控制LED灯光信号的频率及LED灯光信号的光强。本发明很好的利用现有大规模推广的LED灯完成室内通信网络的构建，实现高精度的室内定位服务，可以有效的推动智能家庭系统的发展和相关室内服务行业的进步，有巨大的市场前景。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，尤其涉及一种可见光通信的室内定位系统。

背景技术

随着物联网的推广和室内智能化的发展，高精度定位服务的需求也越来越紧迫。现有主流的室内定位技术依赖于RFID，超声波，ZigBee，WiFi，UWB等无线通信网络，基于其信号衰减检测技术，借助定位算法确定最终定位坐标。但由于无线电频带宽的限制、电磁辐射干扰，特别是室内墙壁等阻隔物对于无线通信网络信号衰减的影响，使得无线电构成的室内定位方案推广相对困难。

如今，正逐渐普及的LED光源不仅能提供基本照明，还可以进行高速数据通信。这种基于LED灯光的新型无线通信技术被称为可见光通信(VLC)，其原理是在LED灯中植入数字芯片，将传输信息调制到可见光载波上，终端设备接收光信号并恢复出所携带信息。光与无线电属于不同频段的电磁波，但光的频谱带宽是无线电的10000倍之多，采用VLC技术来构建高速无线光接入网是可行的，并且具备诸多优势，比如高速率、无电磁干扰、保密性高、不会对人体健康造成影响、安装方便等。

但现有的基于可见光通信的室内定位系统及定位方案存在着发射端的LED灯相互孤立，无法互连、模型不准确以及定位算法的优化程度不高等问题，导致室内可见光定位系统的定位精度不高，系统设计复杂，制造成本过高，无法推广。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种可见光通信的室内定位系统，包括光信号发射模块、光信号接收模块、定位模块，光信号发射模块用于发射光信号至光信号接收模块；光信号接收模块用于接收上述光信号并将上述光信号转换为电信号；上述定位模块用于接收并处理上述电信号以获取上述光信号接收模块的定位坐标。

进一步的，光信号发射模块包括LED灯组、通信模块，LED灯组包括一个或多个LED灯，LED灯用于发射光信号；通信模块与上述LED灯组电连接，通信模块用于控制LED灯光信号的频率及LED灯光信号的光强。其中，通信模块是基于蓝牙网络的蓝牙通信模块，蓝牙通信模块与LED灯组的LED灯进行电连接以建立多个蓝牙节点，并基于蓝牙节点实现信号的传递，实现LED灯组内的各个LED灯的互联，进而保证蓝牙通信的稳定性，以避免单个蓝牙节点出现故障而造成通信中断的问题，同时以避免各个LED灯相互孤立、信息传递困难的现状。

进一步的，光信号接收模块包括光学检测模块、信号转换模块，光学检测模块用于检测接收LED灯组发射的混合光信号；信号转换模块与光学检测模块电连接，信号转换模块用于将混合光信号转换为电信号并发送所述电信号。其中，光学检测模块为光学传感器，该光学传感器用于感应接收LED灯组发射的混合光信号。

进一步的，定位模块包括滤波模块、算法处理模块，滤波模块用于接收并处理电信号以获取LED灯组发射的混合光信号内不同频率的方波信号及不同频率方波信号的光强信息，该算法处理模块用于根据不同频率的方波信号以处理获取光信号接收模块的位置。

进一步的，滤波模块包括信号分辨模块、滤波分离模块，信号分辨模块用于分辨处理电信号以获取LED灯组的方波信号频率；滤波分离模块用于对LED灯组的不同方波信号频率进行分离处理以获取不同频率的方波信号及该不同频率的方波信号的光强信息。其中，滤波分离模块为数字滤波器，以对LED灯组的方波信号频率进行分离出各个LED灯的不同频率的方波信号及对应的光强信息。