一种基于可见光通信的设备监控系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED显示和图像传感器领域，具体来讲是一种基于可见光通信的设备监控系统及方法。
【背景技术】
[0002]LED(LightingEmittingD1de，发光二极管)被称为第四代照明光源或绿色光源，已被广泛用于指示和照明。由于LED作为光源具有良好的调制特性，用作照明的同时还可加载信号实现无线光通信，因此还被用于实现一系列通信应用。
[0003]数字化设备的面板上通常使用LED来指示设备信息，通过不同LED、不同颜色、不同闪烁频率向使用者传递不同的信息。LED显示提供了一种传递设备信息的直接途径，但当有多个待监测设备或有大量LED显示时，由于通常高频(>50Hz)的LED闪烁肉眼无法察觉，因此复杂信息超出人肉眼的处理能力，难以单凭使用者的眼力察觉，容易出现疏忽或遗漏。而通过网管实现完善的实时监控，又需要增加复杂的网管软、硬件设施，成本较高。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于可见光通信的设备监控系统及方法，实现网管功能，集中记录和监测大量待监测设备的状态，避免出现疏忽或遗漏，系统简单且成本低。
[0005]为达到以上目的，本发明采取一种基于可见光通信的设备监控系统，包括多台待监测设备，每台待监测设备至少具有一个LED，还包括监测设备，监测设备相对于待监测设备的位置和角度固定，监测设备包括成像镜头、图像传感器、图像处理硬件，成像镜头用于拍摄待监测设备上的LED，图像传感器用于将成像镜头拍摄的画面成像，图像处理硬件用于根据LED的位置、发光颜色、闪烁频率识别出其所在待监测设备的状态。
[0006]在上述技术方案的基础上，所述成像镜头与所有待监测设备的LED之间均无光线遮拦。
[0007]在上述技术方案的基础上，所述图像处理硬件还用于识别LED的形状和大小，结合对应待监测设备的状态，得到对应待监测设备的详细信息。
[0008]在上述技术方案的基础上，所述图像传感器为高帧速图像传感器，用于接收普通频率的LED闪烁，以及大于50Hz的高频LED闪烁。
[0009]本发明还提供一种基于可见光通信的设备监控方法，包括:
[0010]S1.确定监测设备相对所有待监测设备的位置和角度并保持固定，保证成像镜头与所有待监测设备的LED之间均无光线遮拦，建立待监测设备的LED在图像传感器上像素点的位置映射；
[0011]S2.定义LED的监测规则，即LED的发光颜色和闪烁所代表的信息，同时监测设备获取所述监测规则；
[0012]S3.成像镜头拍摄所有LED，并在图像传感器上成像，图像处理硬件根据图像传感器上LED的位置映射，区分不同LED，并根据所述监测规则得到不同LED发光状态所表示的信息；
[0013]S4.解析出的信息通过网管集中处理。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述LED发光颜色和闪烁所代表的信息，用于表明LED所在的待监测设备的状态。
[0015]在上述技术方案的基础上，所述监测设备还存储每个LED的形状和大小，图像处理硬件通过每个LED在图像传感器上像素点的位置，得到该LED对应的形状和大小。
[0016]本发明的有益效果在于:
[0017]1、监测设备通过图像传感器中成像的LED位置，图像处理硬件区分出不同的LED，并根据LED的发光颜色和闪烁信息，得到LED所在的待监测设备的状态，实现集中记录和监测大量待监测设备的网管功能，避免出现疏忽或遗漏，并且使用器件简单、成本低廉。
[0018]2、图像传感器为高帧速图像传感器，在接收普通频率的LED闪烁基础上，还能够接收大于50Hz的高频LED闪烁，具有更大信息量。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例基于可见光通信的设备监控系统的示意图；
[0020]图2为本发明实施例基于可见光通信的设备监控方法流程图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
[0022]如图1所示，基于可见光通信的设备监控系统，包括一台监测设备和多台待监测设备，每台待监测设备至少具有一个LED，每个LED的位置固定，通过发光颜色和闪烁频率表示不同信息，反应其所在待监测设备的状态，LED的发光颜色、闪烁频率还可以通过编码控制以携带数据信息。监测设备相对于待监测设备的位置和角度固定设置，监测设备包括成像镜头、图像传感器、图像处理硬件。成像镜头用于拍摄待监测设备上的LED，由于监测设备能拍摄记录所有待监测设备上LED的发光状态(发光颜色和闪烁频率)，因此成像镜头与所有待监测设备的LED之间均无光线遮拦。图像传感器用于将成像镜头拍摄的画面成像，图像处理硬件根据LED的位置、发光颜色、闪烁频率识别出LED表示的信息，进而获得其所在待监测设备的状态；优选的，图像传感器为高帧速图像传感器，除了用于接收普通频率的LED闪烁外，通常肉眼无法识别的大于50Hz高频的LED闪烁，也可以通过高帧速图像传感器接收。
[0023]如图2所示，本发明基于可见光通信的设备监控方法，具体包括如下步骤:
[0024]S1.确定监测设备相对所有待监测设备的位置和角度，并保持监测设备固定设置，确保所有LED在图像传感器上成像的像素点位置固定；保证成像镜头与所有待监测设备的LED之间均无光线遮拦，能拍摄到所有LED ;建立待监测设备上LED在图像传感器上像素点的位置映射，便于图像识别处理。
[0025]S2.定义LED的监测规则，即LED的发光颜色和闪烁所代表的信息，用于表明LED所在的待监测设备的状态，其闪烁或发光颜色改变遵循约定的监测规则，例如，定义一级告警为:LED发红光，交替点亮熄灭，点亮和熄灭均持续0.5秒。同时监测设备获取所述监测规则，此外，监测设备还获取到每个LED的大小和形状。
[0026]S3.成像镜头拍摄所有LED，并在图像传感器上成像，图像处理硬件根据图像传感器上LED的位置映射，区分不同LED，并根据所述监测规则得到不同LED发光状态(发光颜色和闪烁频率)所表示的信息。例如，图像传感器某个像素点对应的待测设备，其电源的LED为黄色或绿色，图像处理硬件根据颜色可判断该待测设备处于待机或正常工作。再如，成像镜头拍摄到某LED某段时间内的闪烁，可将LED有无发光判断为01比特数据，图像处理硬件再根据监测规则，进行信息解码，收到该LED传递的其所在待测设备的状态。并且，图像处理硬件通过每个LED在图像传感器上像素点的位置，得到该LED对应的形状和大小，进而更详细的了解该LED详细信息。通常大于50Hz的高频LED闪烁肉眼无法察觉，但通过高帧速图像传感器可以接收，根据采样原理，可传递的最大信息速率是图像传感器帧速的一半。
[0027]S4.解析出的信息通过网管集中处理。
[0028]本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种基于可见光通信的设备监控系统，包括多台待监测设备，每台待监测设备至少具有一个LED，其特征在于:还包括监测设备，监测设备相对于待监测设备的位置和角度固定，监测设备包括成像镜头、图像传感器、图像处理硬件，成像镜头用于拍摄待监测设备上的LED，图像传感器用于将成像镜头拍摄的画面成像，图像处理硬件用于根据LED的位置、发光颜色、闪烁频率识别出其所在待监测设备的状态。2.如权利要求1所述的基于可见光通信的设备监控系统，其特征在于:所述成像镜头与所有待监测设备的LED之间均无光线遮拦。3.如权利要求1所述的基于可见光通信的设备监控系统，其特征在于:所述图像处理硬件还用于识别LED的形状和大小，结合对应待监测设备的状态，得到对应待监测设备的详细信息。4.如权利要求1所述的基于可见光通信的设备监控系统，其特征在于:所述图像传感器为高帧速图像传感器，用于接收普通频率的LED闪烁，以及大于50Hz的高频LED闪烁。5.一种基于权利要求1所述系统的基于可见光通信的设备监控方法，其特征在于，包括: 51.确定监测设备相对所有待监测设备的位置和角度并保持固定，保证成像镜头与所有待监测设备的LED之间均无光线遮拦，建立待监测设备的LED在图像传感器上像素点的位置映射； 52.定义LED的监测规则，即LED的发光颜色和闪烁所代表的信息，同时监测设备获取所述监测规则； 53.成像镜头拍摄所有LED，并在图像传感器上成像，图像处理硬件根据图像传感器上LED的位置映射，区分不同LED，并根据所述监测规则得到不同LED发光状态所表示的信息; 54.解析出的信息通过网管集中处理。6.如权利要求5所述的基于可见光通信的设备监控方法，其特征在于:所述LED发光颜色和闪烁所代表的信息，用于表明LED所在的待监测设备的状态。7.如权利要求5所述的基于可见光通信的设备监控方法，其特征在于:所述监测设备还存储每个LED的形状和大小，图像处理硬件通过每个LED在图像传感器上像素点的位置，得到该LED对应的形状和大小。
【专利摘要】一种基于可见光通信的设备监控系统，涉及LED显示和图像传感器领域，包括多台待监测设备，每台待监测设备至少具有一个LED，还包括监测设备，监测设备相对待监测设备的位置和角度固定，监测设备包括成像镜头、图像传感器、图像处理硬件，成像镜头用于拍摄待监测设备上的LED，图像传感器用于将成像镜头拍摄的画面成像，图像处理硬件用于根据LED的位置、发光颜色、闪烁频率识别出其所在待监测设备的状态。本发明实现网管功能，集中记录和监测大量待监测设备的状态，避免出现疏忽或遗漏，系统简单且成本低。
【IPC分类】G01N21/84, H04B10/116
【公开号】CN105115973
【申请号】CN201510536925
【发明人】刘武, 杨超, 杨奇
【申请人】武汉邮电科学研究院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月28日