利用顯示器背光實現無線數據傳輸的裝置、系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明一般地涉及無線數據傳輸的裝置、系統及方法。更具體地，涉及利用顯示器背光實現無線數據傳輸的裝置、系統及方法。
【背景技術】
[0002]在各類電器設備都向智能化發展的數字化時代，設備之間相互通信、信息共享已成為現代工業，乃至人類生活需求的總趨勢。在數據通信領域中，數據傳輸技術是其中最為重要，最為基礎的技術。
[0003]各類數據傳輸技術已應運而生，其中包括如Modbus、CAN bus、USB、Ethernet的有線數據通信，以及如WIF1、ZigBee、Bluetooth、NFC等的無線數據通信。
[0004]有線數據傳輸的這些方法都需要改變原有設備的結構，還需要加上驅動芯片和內存支持，有的還需要網絡設施和各種保護措施，如抗靜電保護、絕緣保護等，使系統成本顯著增加。
[0005]無線數據傳輸的這些方法中天線的放置會受到各種限制，如屏蔽、干擾等，給EMC/EMI的設計帶來困難。在無線數據傳輸方法中，還有一種光學圖像法，如讓顯示器顯示二維碼，通過手機等移動終端進行攝像掃描來讀取數據，這種方法雖然無須改變原有設備的硬件結構，但對顯示器的顯示性能有一定的要求，如需要顯示器有較好的對比度和較大的像素點陣密度，這種要求造成光學圖像數據傳輸方法無法應用于一些段碼顯示的儀表。另外在顯示器上顯示二維碼占據了一定顯示面積，也會影響了原來的顯示內容，給實際使用帶來影響。
[0006]在數字化時代，各種設備都需要有數據通信功能，通常在實現一種新的數據傳輸方法時都需要對原有的硬件體系進行修改，使原有的設備被迫淘汰，取而代之以新的設備，而在設備以舊換新時，通常會受到各種設施的限制，如空間尺寸、網絡設施、環境等影響。
[0007]通常儀器儀表的顯示器的背光只是用來對顯示器的照明，提高顯示器的可讀性，它并不具備數據傳輸功能。然而本發明期望借助最近正在不斷發展的可見光通信技術來克服現有技術中存在的問題，使得能夠避免對原有設備硬件系統的改動，克服設備兼容性問題，便于技術的推廣和使用。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是推出一種新的數據無線傳輸系統和方法，在不改變現有設備的硬件結構的條件下利用設備中顯示器的背光實現數據的無線傳輸，為用戶讀取和記錄系統數據提供一種最方便，成本最低廉的解決方案，使用戶在無需更換原有硬件設備的情況下使設備具備無線數據傳輸功能，使用戶數據的智能化、網絡化管理成為可能。
[0009]根據本發明的一方面，提供一種利用顯示器背光實現的無線數據發送裝置，包括:數據存儲單元，存儲將要發送的數據；主控單元，讀取數據存儲單元所存儲的數據，并進行控制；信號調制單元，在主控單元的控制下使用預定的信號調制方法對所讀取的數據進行調制以產生并輸出序列開關脈沖信號；光源驅動電路，根據序列開關脈沖信號產生背光驅動開關脈沖信號；顯示器背光組件，在背光驅動開關脈沖信號的驅動下發出序列亮暗信號。
[0010]其中，所述預定的信號調制方法為固定周期分脈沖調制的信號調制方法，在該固定周期分脈沖調制的信號調制方法中，脈沖周期固定，每一個周期發送一個數字比特位狀態，在一個周期內發送第一數量的第一寬度的矩形波脈沖來表示第一數字比特位狀態，在一個周期內發送第二數量的第二寬度的矩形波脈沖來表示第二數字比特位狀態。
[0011 ] 其中，第一數量的矩形波脈沖的脈沖高電平寬度之和等于第二數量的矩形波脈沖的脈沖高電平寬度之和。
[0012]其中，所述預定的信號調制方法為可變脈沖周期法調制的信號調制方法，在該可變脈沖周期法調制的信號調制方法中，脈沖周期可變，在一個周期中，發送代表第一數字比特位狀態的具有第一脈沖寬度的一個脈沖或者發送代表第二數字比特位狀態的具有第二脈沖寬度的一個脈沖，第一脈沖寬度與第二脈沖寬度不同。
[0013]其中，發送數字比特位期間的脈沖低電平時間與高電平時間之比小于預定閾值。
[0014]其中，所述預定閾值為1%。
[0015]其中，所述數據是與儀表測量讀數相關的數據，以及，主控單元定時或者按照需要來讀取數據存儲單元所存儲的數據。
[0016]其中，主控單元、數據存儲單元、信號調制單元、光源驅動電路、和顯示器背光組件使用測量儀表中的相應組件來實現。
[0017]根據本發明的另一方面，還提供一種利用顯示器背光實現的無線數據接收裝置，包括光學探頭，接收利用顯示器背光發送的序列亮暗信號，并對序列亮暗信號進行光電轉換，生成序列開關脈沖信號；主控單元，進行控制；數字解碼單元，在主控單元的控制下，使用預定的信號解調方法解調序列開關脈沖信號，產生被還原的數據；數字處理和顯示單元，在主控單元的控制下，對被還原的數據進行處理。
[0018]其中，預定的信號解調方法根據下述調制規則進行解調:脈沖周期固定，每一個周期發送一個數字比特位狀態，在一個周期內發送第一數量的第一寬度的矩形波脈沖來表示第一數字比特位狀態，在一個周期內發送第二數量的第二寬度的矩形波脈沖來表示第二數字比特位狀態。
[0019]其中，第一數量的矩形波脈沖的脈沖高電平寬度之和等于第二數量的矩形波脈沖的脈沖高電平寬度之和。
[0020]預定的信號解調方法根據下述調制規則進行解調:脈沖周期可變，在一個周期中，發送代表第一數字比特位狀態的具有第一脈沖寬度的一個脈沖或者發送代表第二數字比特位狀態的具有第二脈沖寬度的一個脈沖，第一脈沖寬度與第二脈沖寬度不同。
[0021]其中，發送數字比特位期間的脈沖低電平時間與高電平時間之比小于預定閾值。
[0022]其中，所述預定閾值為1 %。
[0023]其中，所述數據是與儀表測量讀數相關的數據，以及
[0024]其中，光學探頭定時或者按照需要來接收所述序列亮暗信號。
[0025]其中，對被還原的數據進行的處理包括:數據顯示、數據存儲、以及向更高級網絡進行數據傳輸。
[0026]根據本發明的另一方面，還提供一種利用顯示器背光實現的無線數據傳輸系統，包括如上所述的無線數據發送裝置和如上所述的無線數據接收裝置。
[0027]根據本發明的另一方面，還提供一種利用顯示器背光實現的無線數據發送方法，使用預定的信號調制方法對將要發送的數據進行調制以產生并輸出序列開關脈沖信號；根據序列開關脈沖信號產生背光驅動開關脈沖信號；在背光驅動開關脈沖信號的驅動下，顯示器背光組件發出序列亮暗信號。
[0028]其中，所述預定的信號調制方法為固定周期分脈沖調制的信號調制方法，在該固定周期分脈沖調制的信號調制方法中，脈沖周期固定，每一個周期發送一個數字比特位狀態，在一個周期內發送第一數量的第一寬度的矩形波脈沖來表示第一數字比特位狀態，在一個周期內發送第二數量的第二寬度的矩形波脈沖來表示第二數字比特位狀態。
[0029]其中，第一數量的矩形波脈沖的脈沖高電平寬度之和等于第二數量的矩形波脈沖的脈沖高電平寬度之和。
[0030]其中，所述預定的信號調制方法為可變脈沖周期法調制的信號調制方法，在該可變脈沖周期法調制的信號調制方法中，脈沖周期可變，在一個周期中，發送代表第一數字比特位狀態的具有第一脈沖寬度的一個脈沖或者發送代表第二數字比特位狀態的具有第二脈沖寬度的一個脈沖，第一脈沖寬度與第二脈沖寬度不同。
[0031]其中，發送數字比特位期間的脈沖低電平時間與高電平時間之比小于預定閾值。
[0032]其中，所述預定閾值為1 %。
[0033]其中，所述數據是與儀表測量讀數相關的數據，以及
[0034]其中，定時或者按照需要來發送所述數據。
[0035]根據本發明的另一方面，還提供一種利用顯示器背光實現的無線數據接收方法，包括:通過光學探頭接收利用顯示器背光發送的序列亮暗信號，并對序列亮暗信號進行光電轉換，生成序列開關脈沖信號；使用預定的信號解調方法解調序列開關脈沖信號，產生被還原的數據。
[0036]其中，預定的信號解調方法根據下述調制規則進行解調:脈沖周期固定，每一個周期發送一個數字比特位狀態，在一個周期內發送第一數量的第一寬度的矩形波脈沖來表示第一數字比特位狀態，在一個周期內發送第二數量的第二寬度的矩形波脈沖來表示第二數字比特位狀態。
[0037]其中，第一數量的矩形波脈沖的脈沖高電平寬度之和等于第二數量的矩形波脈沖的脈沖高電平寬度之和。
[0038]預定的信號解調方法根據下述調制規則進行解調:脈沖周期可變，在一個周期中，發送代表第一數字比特位狀態的具有第一脈沖寬度的一個脈沖或者發送代表第二數字比特位狀態的具有