Led光傳輸可視化電子導覽系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光通信技術領域，具體涉及一種LED光傳輸可視化電子導覽系統。
【背景技術】
[0002]電子導游解決了傳統導游講解的許多問題，如解說不詳細、發音不標準、誤導消費等諸多弊端，在國內外得到了廣泛的應用。目前市場上常見的導覽器有存儲式和非存儲式兩類。存儲式導覽器是把講解內容存儲在導覽器中，游客自主選擇接聽講解。游客在操作存儲式導覽器時，景點序列號容易選錯，造成講解內容和景點或講解點內容不一致。存儲式導覽器是通過設置安裝在景點或講解點上的無線發射器來播放講解內容。非存儲式導覽器主要由信號發射器、接收器、數據庫、罐裝接口、輸入設備和輸出設備幾部分構成。發射器通常固定在景點或講解點上，發送需要講解的信息，設備復雜。
[0003]無論是存儲式還是非存儲式的導覽器，都是將景點的位置信息通過某種方式傳送到游客的接收器，以便獲取導覽信息。目前的傳送方式有無線電傳送(包含射頻技術)和無線光傳送。而為減小環境的電磁污染，無線光是理想的傳送方式。傳統的無線光傳送方式包括激光和紅外兩種，它們雖具有方向性好和發散角小的特點，作為單純的信息傳輸機制優勢較大，但這兩種光源對人眼有一定的傷害，發散角所覆蓋的區域小對接收不利。
[0004]隨著各種節能技術和產品不斷得到研發和使用，照明LED具有功耗低、壽命長、可低壓驅動、安全穩定、發射功率大和線性調制度好等優點，成為未來照明的發展方向，目前在戶外照明和大屏幕廣告牌已進入相對成熟階段，它的高亮度和大發散角，光照所覆蓋的區域廣，對人眼是安全的。用于短距離無線光通信是理想的光源。然而，將照明LED作為通信光源正處在初期研究階段，更沒有將照明LED用于電子導覽的方案出現。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是采用激光和紅外光來實現景點位置信息向電子導覽器的傳送方式所存在的不足，提供一種LED光傳輸可視化電子導覽系統，其利用照明LED進行信息傳送，替代傳統的通信光源，在景區內旅游路線上安裝一定數量的照明LED，通過設置的LED發送主要景點位置信息，并進行相應旅游導覽，實現照明和通信的雙重功能。
[0006]為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0007]LED光傳輸可視化電子導覽系統，包括安裝在各個景點的定點照明LED收發裝置和游客手持的移動光學導覽器。
[0008]每個定點照明LED收發裝置均由LED端下行光發射單元、LED端上行光接收單元和LED端單片機組成；LED端下行光發射單元包括熱釋電紅外感應模塊、光電傳感模塊、編碼調制模塊、恒流驅動模塊和照明LED ;熱釋電紅外感應模塊的輸出端連接LED端單片機和光電傳感模塊的輸入端，LED端單片機經編碼調制模塊連接恒流驅動模塊的輸入端，光電傳感模塊的輸出端則直接連接恒流驅動模塊的輸入端，恒流驅動模塊的輸出端與照明LED相連；LED端上行光接收單元包括LED端光電探測模塊、LED端放大濾波模塊和LED端電壓比較模塊；LED端光電探測模塊的輸出端經LED端放大濾波模塊與LED端電壓比較模塊的輸入端相連，LED端電壓比較模塊的輸出端連接LED端單片機；LED端單片機經一 LED端電力線載波模塊連接到電力線上。
[0009]每個移動光學導覽器由導覽端下行光接收單元、導覽端上行光發射單元、導覽端單片機和核心處理單元組成；導覽端下行光接收單元包括導覽端光電探測模塊、導覽端放大濾波模塊和導覽端電壓比較模塊；導覽端光電探測模塊以無線方式連接該移動光學導覽器所處景點處的定點照明LED收發裝置的照明LED，導覽端光電探測模塊的輸出端經導覽端放大濾波模塊連接電壓比較模塊的輸入端，電壓比較模塊的輸出端連接導覽端單片機的輸入端；導覽端上行光發射單元包括調制編碼模塊和光發射器；導覽端單片機的輸出端經調制編碼模塊連接光發射器的輸入端，光發射器以無線方式連接該移動光學導覽器所處景點處的定點照明LED收發裝置的LED端光電探測模塊；導覽端單片機與核心處理單元相連接。
[0010]上述LED光傳輸可視化電子導覽系統，還進一步包括終端監控中心，該監控中心通過監控端電力線載波模塊連接到電力線上。
[0011]上述方案中，移動光學導覽器的導覽端光電探測模塊與定點照明LED收發裝置的照明LED之間的下行通信采用可見光波進行傳輸；移動光學導覽器的光發射器與定點照明LED收發裝置的LED端光電探測模塊之間的上行通信采用可見光波進行傳輸；且上行通信所采用的可見光波與下行通信所采用的可見光波的波長相異。
[0012]當游客進入某個定點照明LED收發裝置的光輻射工作區域，該定點照明LED收發裝置點亮LED照明，并發送該景點或講解點對應的編號，只要有游客在該區域活動，定點照明LED收發裝置正常工作，否則就熄滅。若是陰天或是晚上，光敏器件感應環境光變化，啟動照明LED作為普通照明燈使用，當有游客經過定點照明LED收發裝置才傳輸數據，照明LED的大發射角使收發雙方容易對準。游客手持的移動導覽器接收定點照明LED收發裝置輸出的光信號，解調出信源(即該小景點或講解點對應的編號)，移動導覽器依據此編號從數據庫調出該編號對應的景點或講解點的資料，其顯示屏提示游客到了哪個景點或講解點，等待游客的進一步操作，游客根據自己的需要，選擇導游服務。同時，移動導覽器上行發送該設備編號到固定在各景點上的定點照明LED收發裝置，并通過載波電力線上傳到景區數據管理中心。
[0013]與現有技術相比，本實用新型采用照明LED移動光傳輸技術構建一種可視化電子導覽系統，實現綠色照明和通信的功能；系統僅在有游客經過時，點亮照明LED發送數據，傳輸完畢關閉LED ;系統在不影響正常LED照明的同時，充分利用LED的調制特性，光接收裝置在不同LED照明有效覆蓋區域接收每個景點唯一的位置信息，通過圖、文、聲方式完成相應的旅游導覽，顯示游客在景區的位置及路徑圖，同時將移動光導覽終端編號上行發送到固定景點LED裝置接收，經電力線傳輸到上位機管理中心，實現對景區游客的旅游路徑和流量的宏觀管理，上位機可實時監控和查詢各景點游客狀態，必要時可實時呼叫游客終端，其成本低、操作簡單、工作穩定可靠。
【附圖說明】
[0014]圖1為LED光傳輸可視化電子導覽系統框圖。
[0015]圖2為定點照明LED收發裝置的原理框圖。
[0016]圖3為移動光學導覽器的原理框圖。
[0017]圖4為某景區的LED光傳輸可視化電子導覽系統的導覽路徑模型框圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，一種LED光傳輸可視化電子導覽系統，包括終端監控中心、安裝在景點或講解點的定點照明LED收發裝置和游客手持的移動光學導覽器。各個定點照明LED收發裝置和終端監控中心均通過電力線載波模塊連接到電力線上。電力線既提供LED供電，也作為通信信息傳輸介質。在景區內各景點間通過電力線將各個定點照明LED收發裝置連接，并接入景區的上位機數據庫管理中心即終端監控中心。
[0019]在景區的各小景點或講解點安裝一塊定點照明LED收發裝置，每個定點照明LED收發裝置都設置了唯一的景點或講解點的編號。游客手持移動光學導覽器在景區行走，當進入某個景點或講解點的定點照明LED收發裝置的熱釋電紅外感應模塊的有效探測區域時，定點照明LED收發裝置點亮照明LED，在啟動照明的同時，向外廣播發送該景點或講解點對應的編號。照明LED的大發射角使收發雙方容易對準，只要有游客在景點或講解點區域活動，照明LED就處于照明和發射狀態，否則就熄滅。此外，定點照明LED收發裝置的光電傳感模塊還實時監控環境亮度，當亮度低于一定值時(如陰天或晚上)，輸出信號觸發單片機產生PWM脈沖，自動開啟照明LED作為普通照明燈使用，當有游客經過時傳輸景點編號數據。游客手中的移動光學導覽器接收到編號后，觸摸屏顯示的景區地圖界面上當前景點或講解點的小圓點不斷閃爍，提示游客到了哪個景點，實現了簡單的定位。游客可以在觸摸屏的操作界面上，選擇相應的導游服務，如游客可以選擇聆聽該小景點或講解點的介紹或查看該景點或講解點的文字介紹和附近的飯店、賓館、公廁的位置、已走過的路徑等。游客手持的移動光學導覽器經過某景點，在完成導覽的同時，將本移動光學導覽器的編號及進入與離開時間上行傳送到固定照明LED點接收，再通過載波電力線傳輸給景區的終端監控中心進行管理。圖4為某景區的LED光傳輸可視化電子導覽系統的導覽路徑模型框圖。
[0020]上述定點照明LED收發裝置如圖2所示，由LED端下行光發射單元、LED端上行光接收單元和LED端單片機組成。LED端下行光發射單元包括熱釋電紅外感應模塊、光電傳感模塊、編碼調制模塊、恒流驅動模塊和照明LED。熱釋電紅外感應模塊的輸出端連接LED端單片機和光電傳感模塊，LED端單片機經編碼調制模塊連接恒流驅動模塊，光電傳感模塊的輸出端則直接連接恒流驅動模塊，恒流驅動模塊與照明LED相連。LED端上行光接收單元包括LED端光電探測模塊、LED端放大濾波模塊和LED端電壓比較模塊。LED端光電探測模塊的輸出端經LED端放大濾波模塊與LED端電壓比較模塊的輸入端相連，LED端電壓比較模塊的輸出端連接LED端單片機。
[0021]采用照明LED構成可見光發射，當游客進入某定點照明LED發射裝置的熱釋電紅外感應模塊的工作區域，該熱釋電紅外感應模塊輸出一高電平，同時觸發光電傳感模塊和LED端單片機工作，發送該景點或講解點的編號，實現可見光信號發送。定點照明LED收發裝置的LED端下行光發射單元能根據環境光和游客需求能自動進行LED照明與通信發射功能切換；其LED端上行光接收單元能接收記錄每個移動導覽器設備的編號和進入及離開景點的時間。
[0022]熱釋電紅外感應模塊用于識別人流狀態，由LHI778熱釋電紅外感應探頭和熱釋電紅外處理芯片BISS0001組成，LHI778熱釋電紅外感應探頭感應周圍熱輻射能量的變化，LHI778熱釋電紅外感應探頭的輸出端與