本發(fā)明涉及一種電纜隧道定位裝置和定位方法，具體是指一種基于LiFi技術(shù)的電纜隧道定位裝置和定位方法，屬于通信導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，電纜隧道擁有以下幾個特點：1、整個隧道工程埋于地下；2、由于工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、污染等因素，隧道內(nèi)可能存在有毒氣體；3、由于電纜四通八達，電纜隧道猶如一個扁平化的建筑物；4、電纜隧道遍布廣泛；5、存在地面沉降的情況；6、隧道內(nèi)的電纜作用萬千，為人們的正常生活起著至關(guān)重要的作用，因此工作人員需要定期巡檢或進行施工維修，從而保證電纜的正常使用。

基于以上電纜隧道的特點，工作人員在電纜隧道內(nèi)需要快速定位到目的位置。而由于在電纜隧道內(nèi)的地面的電磁信號被大地屏蔽，無法采用普通的GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）、基站定位等技術(shù)。因此，需要采用另外一種適合隧道內(nèi)使用的定位裝置。

現(xiàn)有技術(shù)中，適合電纜隧道的定位技術(shù)主要有WiFi（Wireless Fidelity，無線局域網(wǎng)通信），LiFi（Light Fidelity，可見光無線通信），超聲波等。其中，基于LiFi的定位技術(shù)相比于其它定位技術(shù)擁有更高的精度。而且，基于LiFi的定位，無需額外增加設(shè)備，僅需在原有照明的基礎(chǔ)上，采用LiFi的照明設(shè)備即可。隨著LED照明普及和LiFi技術(shù)的推廣，LiFi技術(shù)更加適合用于在電纜隧道內(nèi)的定位。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于LiFi技術(shù)的電纜隧道定位裝置和定位方法，通過可見光通信的定位方法，將各個光信號發(fā)送端的唯一對應(yīng)的地址編碼以可見光明暗變化的方式發(fā)送至光信號接收端，實現(xiàn)電纜隧道內(nèi)快速高精度的定位。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種基于LiFi技術(shù)的電纜隧道定位裝置，包含：多個光信號發(fā)送端，分別安裝在電纜隧道內(nèi)的照明位置上，且每個光信號發(fā)送端設(shè)置有一個唯一對應(yīng)的地址編碼，通過可見光信號以明暗變化的方式將各自唯一的地址編碼發(fā)送出去；光信號接收端，與各個光信號發(fā)送端之間通過可見光信號通信連接，接收各個光信號發(fā)送端發(fā)出的可見光信號，通過識別可見光信號的明暗變化解析得到與其對應(yīng)的唯一的地址編碼，以定位光信號發(fā)送端在隧道中的安裝位置。

每個所述的光信號發(fā)送端包含：LED照明燈；地址編碼存儲器，用于存儲與該光信號發(fā)送端唯一對應(yīng)的地址編碼；信號調(diào)制器，與所述的地址編碼存儲器通過電路連接，對接收到的地址編碼進行調(diào)制，生成高頻載波信號；LED驅(qū)動控制器，分別與所述的信號調(diào)制器以及LED照明燈通過電路連接，將接收到的高頻載波信號發(fā)送至LED照明燈，以控制LED照明燈通過可見光信號以明暗變化的方式將唯一對應(yīng)的地址編碼發(fā)送出去。

所述的LED照明燈安裝在電纜隧道內(nèi)的照明位置上，或者采用原電纜隧道內(nèi)設(shè)置的照明設(shè)備。

將各個光信號發(fā)送端唯一對應(yīng)的地址編碼分別標記在電纜隧道的圖紙上，使每個地址編碼與電纜隧道圖紙位置形成對應(yīng)關(guān)系，得到各個光信號發(fā)送端的地址數(shù)據(jù)。

所述的光信號接收端包含：地址庫存儲器，存儲各個光信號發(fā)送端的地址數(shù)據(jù)；光感傳感器，接收各個光信號發(fā)送端發(fā)出的可見光信號，識別LED照明燈的明暗變化，并轉(zhuǎn)換成二進制高頻載波信號；信號解調(diào)器，與所述的光感傳感器通過電路連接，對接收到的高頻載波信號進行解調(diào)，生成與各個光信號發(fā)送端唯一對應(yīng)的地址編碼；地址解析器，分別與所述的信號解調(diào)器以及地址庫存儲器通過電路連接，對接收到的地址編碼進行解析，將其與地址庫存儲器中存儲的所有光信號發(fā)送端的地址數(shù)據(jù)進行比對，定位得到該地址編碼在電纜隧道中的安裝位置。

本發(fā)明還提供一種基于LiFi技術(shù)的電纜隧道定位方法，采用上述的定位裝置實現(xiàn)，包含以下步驟：

S1、對各個光信號發(fā)送端設(shè)置一個唯一對應(yīng)的地址編碼；

S2、將各個光信號發(fā)送端安裝在電纜隧道內(nèi)的照明位置上，通過可見光信號以明暗變化的方式將各自唯一的地址編碼發(fā)送出去；

S3、光信號接收端接收各個光信號發(fā)送端發(fā)出的可見光信號，通過識別可見光信號的明暗變化解析得到與其對應(yīng)的唯一的地址編碼，以定位光信號發(fā)送端在隧道中的安裝位置。

所述的S1中，還包含：將各個光信號發(fā)送端唯一對應(yīng)的地址編碼分別標記在電纜隧道的圖紙上，使每個地址編碼與電纜隧道圖紙位置形成對應(yīng)關(guān)系，得到各個光信號發(fā)送端的地址數(shù)據(jù)，并存儲在光信號接收端的地址庫存儲器中。

所述的S2中，具體包含以下步驟：

S21、將各個光信號發(fā)送端唯一對應(yīng)的地址編碼分別存儲在該光信號發(fā)送端的地址編碼存儲器中；

S22、每個光信號發(fā)送端的信號調(diào)制器對接收到的地址編碼進行調(diào)制，生成高頻載波信號；

S23、每個光信號發(fā)送端的LED驅(qū)動控制器將接收到的高頻載波信號發(fā)送至LED照明燈，以控制LED照明燈通過可見光信號以明暗變化的方式將唯一對應(yīng)的地址編碼發(fā)送出去。

所述的S3中，具體包含以下步驟：

S31、光信號接收端的光感傳感器接收各個光信號發(fā)送端發(fā)出的可見光信號，識別LED照明燈的明暗變化，并轉(zhuǎn)換成二進制高頻載波信號；

S32、光信號接收端的信號解調(diào)器對接收到的高頻載波信號進行解調(diào)，生成與各個光信號發(fā)送端唯一對應(yīng)的地址編碼；

S33、光信號接收端的地址解析器對接收到的地址編碼進行解析，將其與地址庫存儲器中存儲的所有光信號發(fā)送端的地址數(shù)據(jù)進行比對，定位得到該地址編碼在電纜隧道中的安裝位置。

本發(fā)明提供的基于LiFi技術(shù)的電纜隧道定位裝置和定位方法，通過可見光通信的定位方法，將各個光信號發(fā)送端的唯一對應(yīng)的地址編碼以可見光明暗變化的方式發(fā)送至光信號接收端，并轉(zhuǎn)換成可識別的位置信息，從而實現(xiàn)電纜隧道內(nèi)快速高精度的定位，且無需額外增加設(shè)備，適用性廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中的基于LiFi技術(shù)的電纜隧道定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合圖1，詳細說明本發(fā)明的多個優(yōu)選實施例。

如圖1所示，為本發(fā)明提供的基于LiFi技術(shù)的電纜隧道定位裝置，其包含：多個光信號發(fā)送端1，分別安裝在電纜隧道內(nèi)的照明位置上，且每個光信號發(fā)送端1設(shè)置有一個唯一對應(yīng)的地址編碼，通過可見光信號以明暗變化的方式將各自唯一的地址編碼發(fā)送出去；光信號接收端2，與各個光信號發(fā)送端1之間通過可見光信號通信連接，接收各個光信號發(fā)送端1發(fā)出的可見光信號，通過識別可見光信號的明暗變化解析得到與其對應(yīng)的唯一的地址編碼，從而定位光信號發(fā)送端1在隧道中的安裝位置。

每個所述的光信號發(fā)送端1包含：LED照明燈14；地址編碼存儲器11，用于存儲與該光信號發(fā)送端1唯一對應(yīng)的地址編碼；信號調(diào)制器12，與所述的地址編碼存儲器11通過電路連接，對接收到的地址編碼進行調(diào)制，生成高頻載波信號；LED驅(qū)動控制器13，分別與所述的信號調(diào)制器12以及LED照明燈14通過電路連接，將接收到的高頻載波信號發(fā)送至LED照明燈14，以控制LED照明燈14通過可見光信號以明暗變化的方式將唯一對應(yīng)的地址編碼發(fā)送出去。

所述的LED照明燈14安裝在電纜隧道內(nèi)的照明位置上，或者采用原電纜隧道內(nèi)設(shè)置的照明設(shè)備。由于LED照明燈14發(fā)出的可見光信號的明暗變化的頻率非常快，一般人眼根本無法察覺其閃爍，因此也不會影響到電纜隧道內(nèi)的正常照明。

將各個光信號發(fā)送端1唯一對應(yīng)的地址編碼分別標記在電纜隧道的圖紙上，確保各個光信號發(fā)送端1的地址編碼能夠體現(xiàn)在隧道圖紙中，使得每個地址編碼與電纜隧道圖紙位置形成對應(yīng)關(guān)系，得到各個光信號發(fā)送端1的地址數(shù)據(jù)。

所述的光信號接收端2包含：地址庫存儲器24，存儲各個光信號發(fā)送端1的地址數(shù)據(jù)，包括地址編碼，以及與該地址編碼對應(yīng)的電纜隧道圖紙位置；光感傳感器21，接收各個光信號發(fā)送端1發(fā)出的可見光信號，識別LED照明燈14的明暗變化，并轉(zhuǎn)換成二進制高頻載波信號；信號解調(diào)器22，與所述的光感傳感器21通過電路連接，對接收到的高頻載波信號進行解調(diào)，生成與各個光信號發(fā)送端1唯一對應(yīng)的地址編碼；地址解析器23，分別與所述的信號解調(diào)器22以及地址庫存儲器24通過電路連接，對接收到的地址編碼進行解析，將其與地址庫存儲器24中存儲的所有光信號發(fā)送端1的地址數(shù)據(jù)進行比對，定位得到該地址編碼在電纜隧道中的安裝位置。

本實施例中，所述的光感傳感器21采用高速光感傳感器。

本發(fā)明還提供一種基于LiFi技術(shù)的電纜隧道定位方法，采用上述的定位裝置實現(xiàn)，包含以下步驟：

S1、對各個光信號發(fā)送端1設(shè)置一個唯一對應(yīng)的地址編碼；

S2、將各個光信號發(fā)送端1安裝在電纜隧道內(nèi)的照明位置上，通過可見光信號以明暗變化的方式將各自唯一的地址編碼發(fā)送出去；

S3、光信號接收端2接收各個光信號發(fā)送端1發(fā)出的可見光信號，通過識別可見光信號的明暗變化解析得到與其對應(yīng)的唯一的地址編碼，從而定位光信號發(fā)送端1在隧道中的安裝位置。

所述的S1中，還包含：將各個光信號發(fā)送端1唯一對應(yīng)的地址編碼分別標記在電纜隧道的圖紙上，使每個地址編碼與電纜隧道圖紙位置形成對應(yīng)關(guān)系，得到各個光信號發(fā)送端1的地址數(shù)據(jù)，并存儲在光信號接收端2的地址庫存儲器24中。

所述的S2中，具體包含以下步驟：

S21、將各個光信號發(fā)送端1唯一對應(yīng)的地址編碼分別存儲在該光信號發(fā)送端1的地址編碼存儲器11中；

S22、每個光信號發(fā)送端1的信號調(diào)制器12對接收到的地址編碼進行調(diào)制，生成高頻載波信號；

S23、每個光信號發(fā)送端1的LED驅(qū)動控制器13將接收到的高頻載波信號發(fā)送至LED照明燈14，以控制LED照明燈14通過可見光信號以明暗變化的方式將唯一對應(yīng)的地址編碼發(fā)送出去。

所述的S3中，具體包含以下步驟：

S31、光信號接收端2的光感傳感器21接收各個光信號發(fā)送端1發(fā)出的可見光信號，識別LED照明燈14的明暗變化，并轉(zhuǎn)換成二進制高頻載波信號；

S32、光信號接收端2的信號解調(diào)器22對接收到的高頻載波信號進行解調(diào)，生成與各個光信號發(fā)送端1唯一對應(yīng)的地址編碼；

S33、光信號接收端2的地址解析器23對接收到的地址編碼進行解析，將其與地址庫存儲器24中存儲的所有光信號發(fā)送端1的地址數(shù)據(jù)進行比對，定位得到該地址編碼在電纜隧道中的安裝位置。

本發(fā)明提供的基于LiFi技術(shù)的電纜隧道定位裝置和定位方法，通過可見光通信的定位方法，將各個光信號發(fā)送端的唯一對應(yīng)的地址編碼以可見光明暗變化的方式發(fā)送至光信號接收端，并轉(zhuǎn)換成可識別的位置信息，從而實現(xiàn)電纜隧道內(nèi)快速高精度的定位。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。