RU2675149C2

RU2675149C2 - Transmission device and method of optical communication control by means of vehicle led-headlamp

Info

Publication number: RU2675149C2
Application number: RU2017109960A
Authority: RU
Inventors: Цзюйган ХЭ; Синмин ЛУН; Ся ЧЖОУ; Тао СЮЙ
Original assignee: Чунцин Чанган Отомобил Ко., Лтд.
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2018-12-17
Also published as: RU2017109960A3; WO2016054965A1; RU2017109960A; CN105577286B; CN105577286A

Abstract

FIELD: electrical communication engineering.SUBSTANCE: invention relates to communication technology through visible light. Transmitting device for controlling optical communication by means of LED headlights of a vehicle contains a CPU processor and a voltage conversion circuit, the CPU processor communicates with the vehicle LIN/CAN bus through the interface circuit and in communication with the voltage conversion circuit; voltage conversion circuit is located in the control connection with the vehicle LED-headlight via a high-frequency semiconductor switch; LED headlight of the vehicle is equipped with a direct voltage measurement circuit connected to a CPU. Method of controlling the LED headlight of a vehicle for optical communication can dynamically adjust the electrical level and frequency of the current waveform of the communication data.EFFECT: technical result consists in eliminating the influence on the light output characteristics and energy saving of the communication function provided.7 cl, 6 dwg

Description

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет Китайской патентной заявки № 201410527610.7, озаглавленной ʺTRANSMITTING DEVICE AND METHOD FOR DRIVING OPTICAL COMMUNICATION OF LED VEHICLE LIGHTʺ, поданной 9 октября 2014 в Государственное Ведомство по интеллектуальной собственности Народной Республики Китай, включенной в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.[0001] This application claims the priority of Chinese Patent Application No. 201410527610.7, entitled ʺTRANSMITTING DEVICE AND METHOD FOR DRIVING OPTICAL COMMUNICATION OF LED VEHICLE LIGHTʺ, filed on October 9, 2014 with the State Intellectual Property Office of the People's Republic of China, incorporated by reference in its entirety fullness.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

[0002] Настоящее раскрытие относится к технологии связи посредством видимого света и, в частности, к передающему устройству и способу управления связью посредством светодиодной (LED) фары транспортного средства.[0002] The present disclosure relates to visible light communication technology and, in particular, to a transmitter and method for controlling communication by means of a vehicle LED headlight.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[0003] Технология связи посредством видимого света заключается в модуляции источника видимого света и передаче информации путем управления миганием с высокой скоростью при интенсивности света LED. В реальных применениях, требуется, чтобы модуляция связи не влияла на нормальную яркость освещения при требуемой интенсивности света.[0003] The technology of communication through visible light is to modulate the source of visible light and transmit information by controlling blinking at high speed with LED light intensity. In actual applications, it is required that the modulation of communication does not affect the normal brightness of the lighting at the required light intensity.

[0004] Обычные способы модуляции интенсивности света включают в себя симисторное (TRIAC) уменьшение силы света (диммирование), цифровое диммирование, диммирование на основе модуляции длительности импульса и аналоговое диммирование и т.д. Диммирование на основе модуляции длительности импульса заключается в модуляции интенсивности света LED путем управления рабочим циклом (скважностью) импульсного сигнала тока через переключатель, который открывается и закрывается с некоторой частотой. Человеческий глаз не может воспринимать мигание LED, если частота излучения света LED больше, чем 60 Гц, что является подходящим для систем оптической связи. Однако в системах оптической связи с LED-фарами транспортных средств в качестве носителя, LED-фары должны работать при условии высокого пикового тока, чтобы гарантировать как яркость освещения, заданную нормативным регулированием, так и функцию связи, в то время как на практике эффективность LED проявляет эффект ʺспадаʺ, что означает, что эффективность света снижается по мере того, как плотность тока возрастает. Поэтому функция связи влияет на характеристику энергосбережения LED-фары транспортного средства.[0004] Conventional methods for modulating light intensity include triac (TRIAC) dimming (dimming), digital dimming, dimming based on modulation of the pulse width and analog dimming, etc. Dimming based on modulation of the pulse duration consists in modulating the light intensity of the LED by controlling the duty cycle (duty cycle) of the pulsed current signal through a switch that opens and closes at a certain frequency. The human eye cannot perceive LED blinking if the light emitting frequency of the LED is greater than 60 Hz, which is suitable for optical communication systems. However, in optical communication systems with vehicle LED headlights, as a carrier, LED headlights must operate under conditions of high peak current to guarantee both the brightness of the light specified by regulatory regulation and the communication function, while in practice the LED efficiency is ʺ decay ’effect, which means that the efficiency of light decreases as the current density increases. Therefore, the communication function affects the energy saving performance of the vehicle's LED headlights.

[0005] В существующей технологии оптической связи, представленной, например, устройством фары транспортного средства и способом передачи сигналов с помощью света, как раскрыто в CN 103600687 A, передающее свет устройство в этом документе включает в себя приемник данных шины, микроконтроллер передающего вывода, возбудитель фары транспортного средства и фару транспортного средства. Выходной вывод возбудителя фары транспортного средства находится в соединении управления с фарой заднего света, чтобы управлять яркостью задней фары. Задняя фара сконфигурирована, чтобы генерировать оптический сигнал, включающий в себя информацию операционных данных транспортного средства, и передавать оптический сигнал. Вышеуказанное техническое решение не учитывает эффект светоотдачи, вызванный загрузкой сигналов данных в ток освещения, что не только вызывает ненужное потребление энергии, но и влияет на температуру полупроводниковых переходов схемы, ускоряя отказ устройства.[0005] In the existing optical communication technology, represented, for example, by a vehicle headlight device and a method for transmitting signals using light, as disclosed in CN 103600687 A, the light transmitting device in this document includes a bus data receiver, a transmitting microcontroller, an exciter vehicle headlights and vehicle headlight. The output terminal of the vehicle headlamp exciter is located in the control connection to the rear light to control the brightness of the rear light. The taillight is configured to generate an optical signal including vehicle operating information information and transmit an optical signal. The above technical solution does not take into account the effect of light output caused by loading data signals into the lighting current, which not only causes unnecessary energy consumption, but also affects the temperature of the semiconductor junctions of the circuit, accelerating the failure of the device.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0006] Задачей настоящего раскрытия является обеспечить передающее устройство и способ управления связью посредством LED-фары транспортного средства, которые могут решить проблему предшествующего уровня техники, состоящую в том, что функция связи влияет на эффективность освещения, характеристику энергосбережения и надежность LED-фары транспортного средства.[0006] An object of the present disclosure is to provide a communication device and method for controlling communication by means of a vehicle LED headlight that can solve the problem of the prior art, that the communication function affects the lighting efficiency, power saving performance and reliability of the vehicle LED headlight .

[0007] Техническое решение согласно настоящему раскрытию состоит в следующем.[0007] The technical solution according to the present disclosure is as follows.

[0008] Передающее устройство для управления оптической связью посредством LED-фары транспортного средства включает в себя CPU процессор и схему преобразования напряжения, при этом[0008] A transmitter for controlling optical communication via a vehicle LED headlight includes a CPU processor and a voltage conversion circuit, wherein

CPU процессор находится в коммуникационном соединении с LIN/CAN-шиной транспортного средства через схему интерфейса и в коммуникационном соединении со схемой преобразования напряжения;The CPU is in communication with the vehicle’s LIN / CAN bus via the interface circuit and in communication with the voltage conversion circuit;

схема преобразования напряжения находится в управляющем соединении с LED-фарой транспортного средства через высокочастотный полупроводниковый переключатель;the voltage conversion circuit is in control connection with the LED headlight of the vehicle via a high-frequency semiconductor switch;

LED-фара транспортного средства снабжена схемой измерения прямого напряжения, сконфигурированной, чтобы измерять падение прямого напряжения;The vehicle LED headlight is equipped with a forward voltage measuring circuit configured to measure a forward voltage drop;

выходной вывод схемы измерения прямого напряжения соединен с CPU процессором;the output of the direct voltage measurement circuitry is connected to the CPU by the processor;

выходной вывод уровня CPU процессора соединен со схемой D/A-преобразования, схемой фильтра нижних частот и схемой управляемого напряжением постоянного тока в последовательности; иthe output terminal of the processor CPU level is connected to a D / A conversion circuit, a low-pass filter circuit, and a circuit controlled by a DC voltage in sequence; and

выходной вывод схемы управляемого напряжением постоянного тока соединен с выводом опорного напряжения схемы преобразования напряжения.the output terminal of a circuit controlled by a DC voltage is connected to a reference terminal of a voltage conversion circuit.

[0009] CPU процессор представляет собой однокристальный компьютер модели типа MC9S12XS128;[0009] the CPU processor is a single-chip computer model type MC9S12XS128;

штырьки (контакты) 50-52 однокристального компьютера соединены с LIN-шиной транспортного средства через драйвер LIN-шины модели типа MC33661, штырек 45 однокристального компьютера является входным выводом прямого напряжения.pins (contacts) 50-52 of a single-chip computer are connected to the vehicle’s LIN bus via a LIN bus driver of type MC33661, pin 45 of the single-chip computer is an input direct voltage output.

[0010] Схема преобразования напряжения включает в себя контроллер управления LED модели типа LM3421;[0010] The voltage conversion circuit includes an LM3421 type LED control controller;

штырек 63 однокристального компьютера соединен с штырьком 8 LM3421 через транзистор Q7;the pin 63 of the single-chip computer is connected to the pin 8 of the LM3421 through the transistor Q7;

штырек 7 LM3421 является выводом опорного напряжения;pin 7 of the LM3421 is a voltage reference terminal;

штырек 12 LM3421 соединен с базой транзистора Q4 NPN-типа;pin 12 of the LM3421 is connected to the base of the NP4 type Q4 transistor;

штырек 9 LM3421 соединен с эмиттером транзистора Q4 через резистор;pin 9 of the LM3421 is connected to the emitter of transistor Q4 through a resistor;

коллектор транзистора Q4 соединен с базой транзистора Q2 NPN-типа и базой транзистора Q3 PNP-типа;the collector of transistor Q4 is connected to the base of transistor Q2 of an NPN type and the base of transistor Q3 of a PNP type;

коллектор транзистора Q2 соединен с базой транзистора Q2 через резистор;the collector of transistor Q2 is connected to the base of transistor Q2 through a resistor;

эмиттер транзистора Q2 соединен с эмиттером транзистора Q3;an emitter of transistor Q2 is connected to an emitter of transistor Q3;

коллектор транзистора Q3 соединен с базой транзистора Q6 PNP-типа;the collector of transistor Q3 is connected to the base of PNP type transistor Q6;

коллектор транзистора Q3 дополнительно соединен с источником напряжения и соединен с базой транзистора Q3 через диод;the collector of transistor Q3 is additionally connected to a voltage source and connected to the base of transistor Q3 through a diode;

эмиттер транзистора Q6 соединен с коллектором транзистора Q2 через резистор; иthe emitter of transistor Q6 is connected to the collector of transistor Q2 through a resistor; and

коллектор транзистора Q6 соединен с штырьком 7 LM3421 и заземлен через резистор.the collector of transistor Q6 is connected to pin 7 of the LM3421 and is grounded through a resistor.

[0011] Высокочастотный полупроводниковый переключатель включает в себя транзистор Q1 с высокой подвижностью электронов на GaN-основе;[0011] The high-frequency semiconductor switch includes a GaN-based high electron mobility transistor Q1;

G-полюс Q1 соединен с эмиттером транзистора Q2;The G-pole Q1 is connected to the emitter of the transistor Q2;

диод D5 на GaN-основе подсоединен между D-полюсом Q1 и штырьком 1 LM3421;a GaN-based diode D5 is connected between the D-pole of Q1 and pin 1 of the LM3421;

S-полюс Q1 соединен с первым резистором;The S-pole Q1 is connected to the first resistor;

один вывод первого резистора, соединенный с S-полюсом Q1, соединен с штырьком 15 LM3421 через резистор;one terminal of the first resistor connected to the S-pole of Q1 is connected to the pin 15 of the LM3421 through a resistor;

другой вывод первого резистора соединен с штырьком 16 LM3421 через резистор и соединен с источником напряжения;the other terminal of the first resistor is connected to the pin 16 of the LM3421 through a resistor and connected to a voltage source;

отрицательный полюс диода D5 соединен с коллектором Q2; иthe negative pole of the diode D5 is connected to the collector Q2; and

LED-фара транспортного средства подсоединена между отрицательным полюсом диода D5 и D-полюсом Q1.A vehicle LED headlight is connected between the negative pole of diode D5 and the D-pole Q1.

[0012] Также обеспечен способ управления связью посредством LED-фары транспортного средства, который включает в себя:[0012] A communication control method by means of a vehicle LED headlight is also provided, which includes:

передачу, CPU процессором, данных связи на схему преобразования напряжения для модуляции;transmission, CPU processor, communication data to a voltage conversion circuit for modulation;

модуляцию, посредством схемы преобразования напряжения, данными связи волны прямого тока освещения LED-фары транспортного средства в форме высокого и низкого уровней;modulation, by means of a voltage conversion circuit, by direct-wave communication data of illumination of the vehicle LED headlights in the form of high and low levels;

предоставление, CPU процессором в режиме реального времени, опорного напряжения на схему преобразования напряжения, основанную на температуре перехода LED-фары транспортного средства, параметре управления LIN/CAN-шины транспортного средства и данных связи; иproviding, by the processor in real time, the reference voltage to the voltage conversion circuit based on the transition temperature of the vehicle’s LED headlights, the vehicle’s LIN / CAN control parameter and communication data; and

регулировку, схемой преобразования напряжения, значений высокого и низкого уровней формы волны тока в соответствии с данными связи на основе опорного напряжения.adjustment, a voltage conversion circuit, the values of the high and low levels of the current waveform in accordance with the communication data based on the reference voltage.

[0013] Дополнительно, способ включает в себя:[0013] Additionally, the method includes:

регулировку, CPU процессором, частоты формы волны тока в соответствии с данными связи на основе параметра управления LIN/CAN-шины транспортного средства и данных связи.adjustment, CPU processor, current waveform frequency in accordance with the communication data based on the vehicle LIN / CAN control parameter and the communication data.

[0014] Дополнительно, данные связи комбинационно кодируются в поток двоичных данных посредством N сигналов прямоугольных колебаний различных частот

. Каждая частота

больше, чем 1 кГц, и меньше, чем одна десятая частоты переключения источника питания схемы преобразования напряжения, и относительная разность частот сигналов прямоугольных колебаний больше, чем 1%, где N≥3, относительная разность частот определена как

, и

,

представляют две различных частоты прямоугольных колебаний в токе кодирования.[0014] Further, communication data is Raman encoded into a binary data stream by N square wave signals of various frequencies

. Every frequency

greater than 1 kHz, and less than one tenth of the switching frequency of the power source of the voltage conversion circuit, and the relative frequency difference of the square wave signals is greater than 1%, where N≥3, the relative frequency difference is defined as

, and

,

represent two different frequencies of square waves in the coding current.

[0015] Дополнительно, значения высокого и низкого уровней формы волны тока, соответствующей данным связи, корректируются способом экспоненциального взвешивания нечеткой классификации, который включает в себя:[0015] Additionally, the values of the high and low levels of the current waveform corresponding to the communication data are adjusted by the method of exponential weighting of fuzzy classification, which includes:

[0016] в случае, когда температура

перехода LED-фары транспортного средства больше, чем порог

температуры, ослабление значения I(k) уровня формы волны тока в текущий момент

времени способом экспоненциального взвешивания, чтобы получить значение I(k+1) уровня волновой формы тока в следующий момент времени:

,

;[0016] in the case where the temperature

Vehicle LED headlight transition greater than threshold

temperature, attenuation of the current waveform level I (k)

time by the method of exponential weighing in order to obtain the value I (k + 1) of the waveform level of the current at the following time moment:

,

;

[0017] в случае, когда дистанция

связи между транспортными средствами меньше, чем нижний предел

порога дистанции, экспоненциальное ослабление значения разности между высоким и низким уровнями формы волны тока в текущий момент

времени, чтобы получить разностное значение

в следующий момент

времени:

,

;[0017] in the case where the distance

communication between vehicles is less than the lower limit

distance threshold, exponential attenuation of the difference between the high and low levels of the current waveform

time to get the difference value

next moment

time:

,

;

[0018] в случае, когда дистанция

связи между транспортными средствами больше, чем верхний предел

порога дистанции и является эффективной дистанцией связи, экспоненциальное увеличение разностного значения между высоким и низким уровнями формы волны тока в текущий момент

в следующий момент

времени:

,

; и[0018] in the case where the distance

communication between vehicles is greater than the upper limit

distance threshold and is the effective communication distance, an exponential increase in the difference between the high and low levels of the current waveform

time to get the difference value

next moment

time:

,

; and

[0019] в случае, когда дистанция

связи между транспортными средствами находится между нижним пределом и верхним пределом порога дистанции, экспоненциальное ослабление в зависимости от дистанции связи разностного значения между высоким и низким уровнями формы волны тока в текущий момент

времени, чтобы получить разностное значение в следующий момент

времени:

,

.[0019] in the case where the distance

communication between vehicles is between the lower limit and the upper limit of the distance threshold, exponential attenuation depending on the communication distance of the difference between the high and low levels of the current waveform

time to get the difference value at the next moment

time:

,

.

[0020] Альтернативно, форма волны тока для управления LED-фарой транспортного средства относится к высокому уровню I ₃, низкому уровню I ₁ и уровню освещения I ₂, номинальный ток освещения LED-фары транспортного средства обозначается как I _avg, и если температура T _jn перехода LED-фары транспортного средства больше, чем температурный порог 100°С, в момент времени, следующий за моментом времени k, I _i (k+1)=I _i (k)⋅exp(-13/(T _jn -100)), i=1, 2, 3, при этом условии:[0020] Alternatively, the current waveform for driving the vehicle LED headlight refers to a high level I ₃ , low level I ₁ and illumination level I ₂ , the nominal illumination current of the vehicle LED headlight is denoted as I _avg , and if the temperature T _jn the transition of the vehicle’s LED headlights is greater than the temperature threshold of 100 ° C at the time following the time instant k, I _i (k + 1) = I _i (k) ⋅exp (-13 / (T _jn -100) ) , i = 1, 2, 3, under this condition:

[0021] в случае, когда дистанция между транспортными средствами больше, чем верхний предел порога дистанции 30 метров, и меньше, чем 300 метров, первоначальный уровень освещения LED-фары транспортного средства I ₂=I _avg, если не имеется данных связи, в форме волны тока, соответствующей данным связи, первоначальный высокий уровень I ₃ равен 2I _avg, первоначальный низкий уровень I ₁ равен 0, частота генерации уровня I ₂ равна 200 Гц, частота генерации уровня I ₁ равна 20 кГц и частота генерации уровня I ₃ равна 21 кГц;[0021] in the case when the distance between the vehicles is greater than the upper limit of the distance threshold of 30 meters and less than 300 meters, the initial level of illumination of the vehicle's LED headlight I ₂ = I _avg , if there is no communication data, in the form the current wave corresponding to the communication data, the initial high level I ₃ is 2 I _avg , the initial low level I ₁ is 0, the frequency of generation of the level I ₂ is 200 Hz, the frequency of generation of the level I ₁ is 20 kHz and the frequency of generation of the level I ₃ is 21 kHz

[0022] в случае, когда дистанция между транспортными средствами больше, чем нижний предел порога дистанции 10 метров, и меньше, чем верхний предел порога дистанции 30 метров, первоначальный уровень освещения LED-фары транспортного средства I ₂=I _avg, если не имеется данных связи, в форме волны тока, возбуждаемой кодом связи, первоначальный высокий уровень I ₃ равен 1.5 I _avg, первоначальный низкий уровень I ₁ равен 0.5 I _avg, частота генерации уровня I ₂ равна 1000 Гц, частота генерации уровня I ₁ равна 500 кГц, частота генерации уровня I ₃ равна 510 кГц;[0022] in the case when the distance between the vehicles is greater than the lower limit of the distance threshold of 10 meters and less than the upper limit of the distance threshold of 30 meters, the initial level of illumination of the LED headlight of the vehicle I ₂ = I _avg , if there is no data communication, in the form of a current wave excited by the communication code, the initial high level I ₃ is 1.5 I _avg , the initial low level I ₁ is 0.5 I _avg , the frequency of generation of the level I ₂ is 1000 Hz, the frequency of the generation of level I ₁ is 500 kHz, the frequency generation level I ₃ equal to 510 kHz;

[0023] в случае, когда дистанция между транспортными средствами меньше, чем нижний предел порога дистанции 10 метров, первоначальный уровень освещения LED-фары транспортного средства I ₂=I _avg, если не имеется данных связи, в форме волны тока, возбуждаемой кодом связи, первоначальный высокий уровень I ₃ равен 1.5 I _avg, первоначальный низкий уровень I ₁ равен 0.5 I _avg, частота генерации уровня I ₂ равна 0 Гц, частота генерации уровня I ₁ равна 2000 кГц, частота генерации уровня I ₃ равна 210 кГц; и[0023] in the case when the distance between the vehicles is less than the lower limit of the distance threshold of 10 meters, the initial level of illumination of the LED headlights of the vehicle I ₂ = I _avg , if there is no communication data, in the form of a current wave excited by the communication code, the initial high level of I ₃ is 1.5 I _avg , the initial low level of I ₁ is 0.5 I _avg , the frequency of generation of the level I ₂ is 0 Hz, the frequency of generation of the level I ₁ is 2000 kHz, the frequency of generation of the level I ₃ is 210 kHz; and

[0024] в случае, когда дистанция между транспортными средствами больше, чем эффективная дистанция связи 300 метров, связь прекращается, первоначальный уровень освещения LED-фары транспортного средства I ₂=I _avg.[0024] in the case when the distance between the vehicles is greater than the effective communication distance of 300 meters, the communication is terminated, the initial level of illumination of the LED headlights of the vehicle I ₂ = I _avg .

[0025] В настоящем раскрытии, в первом аспекте, срок службы LED-фары транспортного средства гарантируется регулировкой температуры перехода, и надежная связь при различных условиях дистанций транспортных средств гарантируется регулировкой разностного значения между высоким и низким уровнями формы волны тока при передаче данных. Во втором аспекте, эффективность освещения увеличивается при требуемой яркости, и эффект ʺспадаʺ предотвращается до максимальной степени, чтобы защитить схемные устройства. В третьем аспекте, скорость связи улучшается, и своевременность связи гарантируется регулировкой частоты.[0025] In the present disclosure, in a first aspect, the life of a vehicle LED headlight is guaranteed by adjusting a transition temperature, and reliable communication under various conditions of vehicle distances is guaranteed by adjusting a difference value between high and low levels of a current waveform during data transmission. In a second aspect, the lighting efficiency is increased at the desired brightness, and the “decay” effect is prevented to the maximum extent to protect circuit devices. In a third aspect, the communication speed is improved, and the timeliness of communication is guaranteed by adjusting the frequency.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0026] Чертежи, используемые в описании вариантов осуществления или традиционной технологии, будут кратко описаны, как изложено ниже, для пояснения технических решений, соответствующих вариантам осуществления настоящего раскрытия или традиционной технологии. Ясно, что приложенные чертежи в последующем описании только иллюстрируют некоторые варианты осуществления настоящего раскрытия. Специалистами в данной области техники могут быть получены другие чертежи в соответствии с представленными чертежами без какой-либо творческой деятельности.[0026] The drawings used in the description of embodiments or traditional technology will be briefly described, as described below, to explain the technical solutions corresponding to the embodiments of the present disclosure or traditional technology. It is clear that the accompanying drawings in the following description only illustrate some embodiments of the present disclosure. Specialists in the art may obtain other drawings in accordance with the drawings without any creative work.

[0027] Фиг. 1 является структурной схемой передающего устройства для управления связью с помощью LED-фары транспортного средства в соответствии с настоящим раскрытием;[0027] FIG. 1 is a block diagram of a transmission device for controlling communication by a vehicle LED headlight in accordance with the present disclosure;

[0028] Фиг. 2 является иллюстрирует структуру выводов (штырьков) CPU процессора на фиг. 1;[0028] FIG. 2 is an illustration of the pin structure of the CPU of the processor of FIG. one;

[0029] Фиг. 3 иллюстрирует схемное соединение CPU процессора и LIN-шины транспортного средства на фиг. 1,[0029] FIG. 3 illustrates a circuit connection of a processor CPU and a vehicle LIN bus of FIG. one,

[0030] Фиг. 4 является принципиальной схемой схемы преобразования напряжения на фиг. 1;[0030] FIG. 4 is a circuit diagram of the voltage conversion circuit of FIG. one;

[0031] Фиг. 5 является принципиальной схемой схемы измерения прямого напряжения на фиг. 1; и[0031] FIG. 5 is a circuit diagram of a forward voltage measurement circuit in FIG. one; and

[0032] Фиг. 6 является принципиальной схемой схемы управляемого напряжением постоянного тока на фиг. 1.[0032] FIG. 6 is a circuit diagram of a circuit controlled by DC voltage in FIG. one.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0033] Технические решения в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия будут детально описаны во взаимосвязи с чертежами. Ясно, что раскрытые варианты осуществления являются лишь немногими, а не всеми из вариантов осуществления. Другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего раскрытия без приложения творческих усилий, будут включены в объем настоящего раскрытия.[0033] Technical solutions in accordance with embodiments of the present disclosure will be described in detail in conjunction with the drawings. It is clear that the disclosed embodiments are only a few, and not all of the embodiments. Other embodiments obtained by those skilled in the art based on the embodiments of the present disclosure without creative efforts will be included in the scope of the present disclosure.

[0034] Далее, настоящее раскрытие будет описано детально во взаимосвязи с чертежами и вариантами осуществления.[0034] Next, the present disclosure will be described in detail in conjunction with the drawings and embodiments.

[0035] Как показано на фиг. 1, передающее устройство для управления связью посредством LED-фары транспортного средства включает в себя: CPU процессор 1, который имеет функцию управления и функцию обработки данных и вывода, и схему 10 преобразования напряжения, которая предоставляет управляющий ток для LED-фары 5 транспортного средства. CPU процессор 1 находится в коммуникационном соединении с LIN/CAN-шиной 2 транспортного средства через схему 3 интерфейса, чтобы получать содержимое информации оптической связи. Схема преобразования напряжения модулирует данными связи, передаваемыми от CPU процессора 1, ток освещения в форме высокого и низкого уровней. Высокочастотный полупроводниковый переключатель 6, управляемый схемой 10 преобразования напряжения, является устройством модуляции для формы волны тока.[0035] As shown in FIG. 1, a transmitter for controlling communication by means of a vehicle LED headlight includes: a CPU processor 1, which has a control function and a data and output processing function, and a voltage conversion circuit 10 that provides a control current for the vehicle LED headlight 5. The CPU processor 1 is in communication with the vehicle’s LIN / CAN bus 2 through the interface circuit 3 to receive the contents of the optical communication information. The voltage conversion circuit modulates the communication current transmitted from the CPU of the processor 1, the lighting current in the form of high and low levels. The high-frequency semiconductor switch 6, controlled by the voltage conversion circuit 10, is a modulation device for a current waveform.

[0036] Схема 4 измерения прямого напряжения сконфигурированная, чтобы измерять падение прямого напряжения, предусмотрена для LED-фары 5 транспортного средства. Выходной вывод схемы 4 измерения прямого напряжения соединен с CPU процессором 1. CPU процессор 1 вычисляет значение температуры перехода LED-фары 5 транспортного средства на основе падения прямого напряжения и температурного коэффициента и выводит цифровой опорный уровень с выходного вывода уровня в ассоциации с данными связи. Выходной вывод уровня CPU процессора 1 соединен со схемой 8 D/A-преобразования, схемой 9 фильтра нижних частот и схемой 7 управляемого напряжением постоянного тока в последовательности, чтобы преобразовывать опорный уровень в аналоговое значение. Выходной вывод схемы 7 управляемого напряжением постоянного тока соединен с выводом опорного напряжения схемы 10 преобразования напряжения для реализации монтажного И. Выходное значение тока схемы 10 преобразования напряжения зависит от опорного напряжения, то есть, значения высокого и низкого уровней форм волны тока в качестве кодов данных связи зависят от опорного напряжения, полученного путем выполнения нечеткой классификации на температуре перехода и данных связи посредством CPU процессора 1.[0036] A forward voltage measurement circuit 4 configured to measure a forward voltage drop is provided for the vehicle LED headlights 5. The output of the direct voltage measurement circuit 4 is connected to the CPU processor 1. The CPU processor 1 calculates the transition temperature of the vehicle LED headlight 5 based on the drop in the forward voltage and temperature coefficient and outputs a digital reference level from the output level output in association with communication data. The output level of the CPU level of the processor 1 is connected to a D / A conversion circuit 8, a low-pass filter circuit 9, and a DC voltage-controlled circuit 7 in sequence to convert the reference level to an analog value. The output terminal of the circuit 7 controlled by the DC voltage is connected to the reference terminal of the voltage conversion circuit 10 for realizing a mounting I. The output current value of the voltage conversion circuit 10 depends on the reference voltage, that is, the values of the high and low levels of current waveforms as communication data codes depend on the reference voltage obtained by performing a fuzzy classification at the transition temperature and communication data by the CPU of the processor 1.

[0037] В качестве конкретной реализации схемы, CPU процессор 1 представляет собой свободно масштабируемый 16-битовый однокристальный компьютер модели типа MC9S12XS128. Число выводов, соответствующее штырькам однокристального компьютера, показано на фиг. 2. Штырьки 50-52 (т.е. выводы LIN-RXD, LIN-TXD, LIN-EN) однокристального компьютера соединены с LIN-шиной транспортного средства через драйвер LIN-шины модели типа MC33661. Штырек 45 (т.е. вывод PAD06) однокристального компьютера является входным выводом прямого напряжения, как показано на фиг. 3, и конфигурация других штырьков показана на фиг. 2.[0037] As a specific implementation of the circuit, the CPU processor 1 is a freely scalable 16-bit single-chip computer model type MC9S12XS128. The number of pins corresponding to the pins of a single-chip computer is shown in FIG. 2. Pins 50-52 (ie, LIN-RXD, LIN-TXD, LIN-EN) of a single-chip computer are connected to the vehicle’s LIN bus via a LIN bus driver of the MC33661 type. Pin 45 (i.e., PAD06 pin) of a single-chip computer is a forward voltage input terminal, as shown in FIG. 3, and the configuration of the other pins is shown in FIG. 2.

[0038] Схема 10 преобразования напряжения включает в себя контроллер управления LED модели типа LM3421, который имеет конфигурацию штырьков, как показано на фиг. 4. Штырек 63 (т.е. вывод PWM7) однокристального компьютера соединен со штырьком 8 (т.е. выводом nDIM) LM3421 через транзистор Q7. Штырек 7 (т.е. вывод OVP) LM3421 является выводом опорного напряжения. Штырек 12 (т.е. вывод VCC) LM3421 соединен с базой транзистора Q4 NPN-типа. Штырек 9 (т.е. вывод DDRV) LM3421 соединен с эмиттером транзистора Q4 через резистор. Коллектор транзистора Q4 соединен с базой транзистора Q2 NPN-типа и базой транзистора Q3 PNP-типа. Коллектор транзистора Q2 соединен с базой транзистора Q2 через резистор. Эмиттер транзистора Q2 соединен с эмиттером транзистора Q3. Коллектор транзистора Q3 соединен с базой транзистора Q6 PNP-типа. Коллектор транзистора Q3 дополнительно соединен с источником напряжения и соединен с базой транзистора Q3 через диод. Эмиттер транзистора Q6 соединен с коллектором транзистора Q2 через резистор. Коллектор транзистора Q6 соединен со штырьком 7 (т.е. выводом OVP) LM3421 и заземлен через резистор.[0038] The voltage conversion circuit 10 includes an LM3421 type LED control controller that has a pin configuration as shown in FIG. 4. Pin 63 (ie, PWM7 pin) of a single-chip computer is connected to pin 8 (ie, nDIM pin) of the LM3421 through transistor Q7. Pin 7 (i.e., OVP pin) of the LM3421 is a voltage reference pin. Pin 12 (i.e., VCC pin) of the LM3421 is connected to the base of an NPN type Q4 transistor. Pin 9 (i.e., DDRV pin) of the LM3421 is connected to the emitter of transistor Q4 through a resistor. The collector of transistor Q4 is connected to the base of transistor Q2 of NPN type and the base of transistor Q3 of PNP type. The collector of transistor Q2 is connected to the base of transistor Q2 through a resistor. The emitter of transistor Q2 is connected to the emitter of transistor Q3. The collector of transistor Q3 is connected to the base of transistor Q6 of a PNP type. The collector of transistor Q3 is additionally connected to a voltage source and connected to the base of transistor Q3 through a diode. The emitter of transistor Q6 is connected to the collector of transistor Q2 through a resistor. The collector of transistor Q6 is connected to pin 7 (i.e., OVP pin) of the LM3421 and is grounded through a resistor.

[0039] Для того чтобы избежать не-сходимости в процессе управления схемы 10 преобразования напряжения, что вызовет аномальную операцию переключения источника питания и приведет к отказу функции освещения, транзистор Q1 с высокой подвижностью электронов на GaN-основе используется в качестве высокочастотного полупроводникового переключателя 6 для переменной модуляции прямоугольным колебанием, частота переключения которого меньше, чем одна десятая рабочей частоты переключения источника питания. Кроме того, чтобы избежать визуального искажения, рабочая частота Q1 предпочтительно больше, чем 200 Гц. G-полюс Q1 соединен с эмиттером транзистора Q2. Диод D5 на GaN-основе подсоединен между D-полюсом Q1 и штырьком 1 (выводом рабочего напряжения) LM3421. S-полюс Q1 соединен с первым резистором RSNS1. Один вывод первого резистора, соединенный с S-полюсом Q1, соединен со штырьком 15 (т.е. выводом HSP) LM3421 через резистор. Другой вывод первого резистора RSNS1 соединен со штырьком 16 (т.е. выводом HSN) LM3421 через резистор и соединен с источником напряжения. Отрицательный полюс диода D5 соединен с коллектором Q2, и ILED1, представляющий LED-фару 5 транспортного средства, подсоединен между отрицательным полюсом диода D5 и D-полюсом Q1.[0039] In order to avoid a convergence in the control process of the voltage conversion circuit 10, which will cause an abnormal operation of switching the power source and lead to a failure of the lighting function, the GaN-based high electron mobility transistor Q1 is used as a high-frequency semiconductor switch 6 for variable modulation by square wave, the switching frequency of which is less than one tenth of the operating frequency of switching the power source. Furthermore, in order to avoid visual distortion, the operating frequency Q1 is preferably greater than 200 Hz. The G-pole Q1 is connected to the emitter of the transistor Q2. A GaN-based diode D5 is connected between the D-pole of Q1 and pin 1 (operating voltage output) of the LM3421. The S-pole Q1 is connected to the first resistor RSNS1. One terminal of the first resistor connected to the S-pole of Q1 is connected to pin 15 (i.e., the HSP terminal) of the LM3421 through a resistor. The other terminal of the first resistor RSNS1 is connected to pin 16 (i.e., the HSN terminal) of the LM3421 through a resistor and connected to a voltage source. The negative pole of the diode D5 is connected to the collector Q2, and ILED1 representing the LED headlight 5 of the vehicle is connected between the negative pole of the diode D5 and the D-pole Q1.

[0040] Схема 4 измерения прямого напряжения сконфигурирована, чтобы измерять падение прямого напряжения LED-фары 5 транспортного средства. CPU процессор 1 вычисляет значение температуры перехода на основе падения прямого напряжения и температурного коэффициента, что соответствует структуре схемы, как показано на фиг. 5. Как показано на фиг. 6, схема 7 управляемого напряжением постоянного тока включает в себя операционный усилитель LM358 и полевой транзистор, чтобы реализовать монтажное И на опорном напряжении Vref схемы 10 преобразования напряжения. Другие схемы, такие как схема 8 D/A-преобразования и схема 9 фильтра нижних частот, могут быть воплощены с обычными модулями, которые здесь не описаны.[0040] The forward voltage measuring circuit 4 is configured to measure the forward voltage drop of the vehicle LED headlight 5. The CPU processor 1 calculates the transition temperature value based on the forward voltage drop and the temperature coefficient, which corresponds to the structure of the circuit, as shown in FIG. 5. As shown in FIG. 6, the DC voltage controlled circuit 7 includes an LM358 operational amplifier and a field effect transistor to realize a wired AND reference voltage Vref of the voltage conversion circuit 10. Other circuits, such as D / A conversion circuit 8 and low-pass filter circuit 9, may be implemented with conventional modules that are not described here.

[0041] Также обеспечен способ управления связью посредством LED-фары транспортного средства, как описано ниже. CPU процессор передает данные связи в кадрах данных на схему 10 преобразования напряжения для модуляции. Схема 10 преобразования напряжения модулирует данными связи колебание постоянного тока освещения LED-фары 5 транспортного средства в форме высокого и низкого уровней. CPU процессор 1 обеспечивает опорное напряжение в режиме реального времени на схему 10 преобразования напряжения на основе температуры перехода LED-фары 5 транспортного средства, параметра управления LIN/CAN-шины 2 транспортного средства и данных связи. Схема 10 преобразования напряжения регулирует значения высокого и низкого уровней формы волны тока, соответственно данным связи на основе опорного напряжения. Факторы, которые влияют на эффект связи, включают в себя дистанцию между транспортными средствами, помехи света окружающей среды и т.д. На эффективность света LED-фар 5 транспортного средства влияет температура перехода и ток управления и т.п. в то время как LED-фара 5 транспортного средства приводится в действие с требуемой яркостью, данные связи модулируют ток освещения. Однако, поскольку данные связи представлены в форме высокого и низкого уровней, введение высокого уровня будет снижать светоотдачу LED-фары 5 транспортного средства. Поэтому, если два транспортных средства находятся в условиях хорошего эффекта приема связи, светоотдача может быть увеличена путем уменьшения значения разности между высоким уровнем и низким уровнем формы волны тока, чтобы позволить току приближаться к постоянному току освещения.[0041] A communication control method by means of a vehicle LED headlight is also provided, as described below. The CPU processor transmits communication data in data frames to a voltage conversion circuit 10 for modulation. The voltage conversion circuit 10 modulates with communication data the dc oscillation of the lighting of the vehicle LED headlights 5 in the form of high and low levels. The CPU processor 1 provides a real-time voltage reference to a voltage conversion circuit 10 based on the transition temperature of the vehicle LED headlight 5, the vehicle LIN / CAN control parameter 2 of the vehicle, and communication data. The voltage conversion circuit 10 controls the values of the high and low levels of the current waveform according to the communication data based on the reference voltage. Factors that influence the communication effect include distance between vehicles, environmental noise, etc. The light efficiency of the vehicle's LED headlights 5 is affected by the transition temperature and control current, etc. while the LED headlight 5 of the vehicle is driven with the required brightness, the communication data modulates the lighting current. However, since the communication data is presented in the form of high and low levels, the introduction of a high level will reduce the light output of the LED headlights 5 of the vehicle. Therefore, if two vehicles are in a good communication reception effect, light output can be increased by decreasing the difference between the high level and the low level of the current waveform to allow the current to approach the constant current of illumination.

[0042] Температура перехода LED-фары 5 транспортного средства имеет непосредственное воздействие на срок службы и надежность LED-фары 5 транспортного средства. Поэтому, температура перехода снижается путем уменьшения среднего тока, проходящего через LED-фару 5 транспортного средства, при обеспечении того, что LED-фара 5 транспортного средства работает с требуемой яркостью. Температура перехода LED-фары 5 транспортного средства вычисляется из падения прямого напряжения и температурного коэффициента. Температура перехода используется как значение обратной связи в реальном времени, чтобы формировать контур динамического регулирования опорного уровня, таким образом, реализуя управляемое регулирование тока, возбуждающего LED-фару 5 транспортного средства. Динамическая регулировка температуры перехода в присутствии или отсутствии связи может обеспечивать срок службы LED-фары 5 транспортного средства. Температура перехода LED-фары 5 транспортного средства измеряется и вычисляется схемой 4 измерения прямого напряжения, как описано выше.[0042] The transition temperature of the vehicle LED headlight 5 has a direct effect on the life and reliability of the vehicle LED headlight 5. Therefore, the transition temperature is reduced by decreasing the average current passing through the vehicle LED headlight 5, while ensuring that the vehicle LED headlight 5 operates at a desired brightness. The transition temperature of the LED headlamp 5 of the vehicle is calculated from the drop in direct voltage and temperature coefficient. The transition temperature is used as a real-time feedback value to form a dynamic control loop of the reference level, thus realizing controlled regulation of the current exciting the LED headlight 5 of the vehicle. Dynamic adjustment of the transition temperature in the presence or absence of communication can ensure the life of the LED-headlight 5 of the vehicle. The transition temperature of the LED headlight 5 of the vehicle is measured and calculated by the forward voltage measurement circuit 4, as described above.

[0043] В дополнение к регулировке значения тока, частота формы волны тока, соответствующей данным связи, регулируется CPU процессором 1 на основе параметра управления LIN/CAN-шины 2 транспортного средства и данных связи, чтобы увеличивать скорость передачи данных связи и сокращать время отклика связи, осуществляемой транспортным средством. Предполагая частоту тока освещения в случае, когда LED-фара 5 транспортного средства не осуществляет связь, данные связи комбинационно кодируются в поток двоичных данных посредством N сигналов прямоугольных колебаний по меньшей мере двух различных частот

. Каждая частота f _i больше, чем 1 кГц, и меньше, чем одна десятая частоты переключения источника питания схемы преобразования напряжения, чтобы гарантировать функцию нормального освещения. Любая относительная разность частот сигналов прямоугольных колебаний должна быть больше, чем 1%, и разность частот смежных частот должна быть не меньше, чем 5%, когда учитываются влияния сложного распространения света на частоту ошибок демодуляции частоты приемника. Относительная разность частот определена как (f _i -f _j )/(f _i -f _j )×100%, и f _i , f _j представляют две различные частоты прямоугольных колебаний в токе кодирования.[0043] In addition to adjusting the current value, the frequency of the current waveform corresponding to the communication data is adjusted by the CPU processor 1 based on the vehicle LIN / CAN bus 2 control parameter and the communication data to increase the communication data rate and reduce the communication response time carried by vehicle. Assuming the frequency of the illumination current in the case when the LED headlight 5 of the vehicle is not communicating, the communication data is Raman encoded into the binary data stream by N square wave signals of at least two different frequencies

. Each frequency f _{i is} greater than 1 kHz and less than one tenth of the switching frequency of the power source of the voltage conversion circuit to guarantee a normal lighting function. Any relative frequency difference between the square wave signals should be greater than 1%, and the frequency difference between adjacent frequencies should be no less than 5% when the effects of complex light propagation on the error rate of the demodulation frequency of the receiver are taken into account. The relative frequency difference is defined as ( f _i -f _j ) / (f _i -f _j ) × 100% , and f _i , f _j represent two different frequencies of square waves in the coding current.

[0044] Значения высокого и низкого уровней формы волны тока, соответствующей данным связи, регулируются способом экспоненциального взвешивания нечеткой классификации следующим образом.[0044] The values of the high and low levels of the current waveform corresponding to the communication data are adjusted by the method of exponential weighting of fuzzy classification as follows.

[0045] В случае, когда температура

температуры, значение I(k) уровня формы волны тока в текущий момент

времени ослабляется способом экспоненциального взвешивания, чтобы получить значение I(k+1) уровня волновой формы тока в следующий момент времени:

,

. При этом основном условии регулирования имеется три типа ситуации для дистанции транспортного средства.[0045] In the case where the temperature

Vehicle LED headlight transition greater than threshold

temperature, current value I (k) of the current waveform level

time is attenuated by the method of exponential weighing in order to obtain the value I (k + 1) of the current waveform level at the following time moment:

,

. Under this basic regulatory condition, there are three types of situations for vehicle distance.

[0046] (1) В случае, когда дистанция

порога дистанции, значение разности между высоким и низким уровнями формы волны тока в текущий момент

времени экспоненциально ослабляется, чтобы получить разностное значение

в следующий момент

времени:

,

.[0046] (1) In the case where the distance

communication between vehicles is less than the lower limit

distance threshold, the value of the difference between the high and low levels of the current waveform

time exponentially attenuates to get a difference value

next moment

time:

,

.

[0047] (2) В случае, когда дистанция

порога дистанции и является эффективной дистанцией связи, разностное значение между высоким и низким уровнями формы волны тока в текущий момент времени экспоненциально увеличивается, чтобы получить разностное значение

в следующий момент

времени:

,

.[0047] (2) In the case where the distance

communication between vehicles is greater than the upper limit

the distance threshold and is the effective communication distance, the difference value between the high and low levels of the current waveform at the current time increases exponentially to obtain the difference value

next moment

time:

,

.

[0048] (3) В случае, когда дистанция

связи между транспортными средствами находится между нижним пределом и верхним пределом порога дистанции, разностное значение между высоким и низким уровнями формы волны тока в текущий момент

времени экспоненциально ослабляется в зависимости от дистанции связи, чтобы получить разностное значение в следующий момент

времени:

,

.[0048] (3) In the case where the distance

communication between vehicles is between the lower limit and the upper limit of the distance threshold, the difference between the high and low levels of the current waveform

time exponentially attenuates depending on the communication distance to obtain a difference value at the next moment

time:

,

.

[0049] α₁~α₄ являются коэффициентами, которые могут быть выбраны в соответствии с техническими требованиями, чтобы повлиять на изменение значения тока. Длина временного интервала связана с частотой регулирования. Теоретически, в настоящем раскрытии, уровни тока могут регулироваться так, чтобы быть линейными высоким и низким уровнями, или могут регулироваться так, чтобы быть относительно большим числом уровней. Но на практике непрерывное линейное значение или большое число значений уровней приведет к тому, что система модуляции будет сверхчувствительной к малым изменениям в факторах, так что система будет выполнять вычисление и модуляцию с высокой частотой в течение длительного времени, результатом чего будет большее потребление компонентов и энергии.[0049] α ₁ ~ α ₄ are coefficients that can be selected in accordance with the technical requirements to influence the change in the current value. The length of the time interval is related to the frequency of regulation. Theoretically, in the present disclosure, current levels can be adjusted to be linear high and low levels, or can be adjusted to be a relatively large number of levels. But in practice, a continuous linear value or a large number of level values will cause the modulation system to be hypersensitive to small changes in factors, so that the system will calculate and modulate at a high frequency for a long time, resulting in greater consumption of components and energy .

[0050] Поэтому, три уровня и три частоты обычно используются для выполнения регулирования способа переключения, которые достаточны для существенного улучшения светоотдачи и снижения потребления мощности. Порог безопасной дистанции между транспортными средствами может быть установлен как 300 м, 20 м и 10 м в соответствии со стандартом GB7258. Частота кодирования увеличена для диапазона высокого риска близкой дистанции. Предположим, что форма волны тока для управления LED-фарой транспортного средства относится к высокому уровню I ₃, низкому уровню I ₁ и уровню освещения I ₂, номинальный ток освещения LED-фары транспортного средства обозначается как I _avg, и если температура T _jn перехода для LED-фары транспортного средства больше, чем температурный порог 100°С, то в момент времени, следующий за моментом времени k, I _i (k+1)=I _i (k)⋅exp(-13/(T _jn -100)), i=1, 2, 3, регулировка осуществляется следующим образом.[0050] Therefore, three levels and three frequencies are typically used to perform the adjustment of the switching method, which are sufficient to significantly improve light output and reduce power consumption. The safety distance threshold between vehicles can be set as 300 m, 20 m and 10 m in accordance with GB7258. The coding rate is increased for the high-risk range of close range. Suppose that the current waveform for driving a vehicle’s LED headlamp refers to high level I ₃ , low level I ₁ and illumination level I ₂ , the nominal illumination current of the vehicle’s LED headlamp is denoted as I _avg , and if the transition temperature T _jn for The vehicle’s LED headlights are larger than the temperature threshold of 100 ° C, then at the point in time following the point in time k, I _i (k + 1) = I _i (k) ⋅exp (-13 / (T _jn -100) ) , i = 1, 2, 3, the adjustment is as follows.

[0051] (1) В случае, когда дистанция между транспортными средствами больше, чем верхний предел порога дистанции 30 метров, и меньше, чем 300 метров, первоначальный уровень освещения LED-фары транспортного средства I ₂=I _avg, если не имеется данных связи, в форме волны тока, соответствующей данным связи, первоначальный высокий уровень I ₃ равен 2I _avg, первоначальный низкий уровень I ₁ равен 0, частота генерации уровня I ₂ равна 200 Гц, частота генерации уровня I ₁ равна 20 кГц, и частота генерации уровня I ₃ равна 21 кГц.[0051] (1) In the case where the distance between the vehicles is greater than the upper limit of the distance threshold of 30 meters and less than 300 meters, the initial illumination level of the vehicle's LED headlight I ₂ = I _avg , if there is no communication data , in the form of a current wave corresponding to the communication data, the initial high level I ₃ is 2 I _avg , the initial low level I ₁ is 0, the frequency of generation of the level I ₂ is 200 Hz, the frequency of the generation of level I ₁ is 20 kHz, and the frequency of the generation level I ₃ is 21 kHz.

[0052] (2) В случае, когда дистанция между транспортными средствами больше, чем нижний предел порога дистанции 10 метров, и меньше, чем верхний предел порога дистанции 30 метров, первоначальный уровень освещения LED-фары транспортного средства I ₂=I _avg, если не имеется данных связи, в форме волны тока, управляемой кодом связи, первоначальный высокий уровень I ₃ равен 1.5I _avg, первоначальный низкий уровень I ₁ равен 0.5I _avg, частота генерации уровня I ₂ равна 1000 Гц, частота генерации уровня I ₁ равна 500 кГц, частота генерации уровня I ₃ равна 510 кГц;[0052] (2) In the case where the distance between the vehicles is greater than the lower limit of the distance threshold of 10 meters and less than the upper limit of the distance threshold of 30 meters, the initial level of illumination of the LED headlamp of the vehicle is I ₂ = I _avg , if no communication data is available, in the form of a current wave controlled by the communication code, the initial high level I ₃ is 1.5 I _avg , the initial low level I ₁ is 0.5 I _avg , the frequency of generation of the level I ₂ is 1000 Hz, the frequency of the generation of level I ₁ is 500 kHz, frequency generation level I ₃ equal to 510 kHz;

[0053] (3) В случае, когда дистанция между транспортными средствами меньше, чем нижний предел порога дистанции 10 метров, первоначальный уровень освещения LED-фары транспортного средства I ₂=I _avg, если не имеется данных связи, в форме волны тока, управляемой кодом связи, первоначальный высокий уровень I ₃ равен 1.5I _avg, первоначальный низкий уровень I ₁ равен 0.5I _avg, частота генерации уровня I ₂ равна 0 Гц, частота генерации уровня I ₁ равна 2000 кГц, частота генерации уровня I ₃ равна 210 кГц.[0053] (3) In the case where the distance between the vehicles is less than the lower limit of the distance threshold of 10 meters, the initial level of illumination of the vehicle’s LED headlight I ₂ = I _avg , if there is no communication data, in the form of a current wave controlled by communication code, the initial high level of I ₃ is 1.5 I _avg , the initial low level of I ₁ is 0.5 I _avg , the frequency of generation of the level I ₂ is 0 Hz, the frequency of generation of the level I ₁ is 2000 kHz, the frequency of generation of the level I ₃ is 210 kHz.

[0054] (4) В случае, когда дистанция между транспортными средствами больше, чем эффективная дистанция связи 300 метров, связь прекращается, и первоначальный уровень освещения LED-фары транспортного средства I ₂=I _avg.[0054] (4) In the case where the distance between the vehicles is greater than the effective communication distance of 300 meters, the communication is terminated and the initial illumination level of the vehicle LED headlight I ₂ = I _avg .

В дополнение к приведенному выше случаю трех значений уровня, может быть установлено больше значений уровня. При выборе высокого уровня формы волны тока, уровень должен быть меньше, чем 5-кратный номинальный ток освещения I _avg, чтобы предотвратить повреждение избыточным током освещения LED-фары 5 транспортного средства. Амплитуда регулирования температуры перехода для LED-фары 5 транспортного средства предпочтительно составляет не более 10%, чтобы избежать слишком большой регулировки, вызывающей слишком быстрое снижение тока, управляющего LED-фарой 5 транспортного средства, для удовлетворения требуемой яркости освещения.In addition to the above case of three level values, more level values can be set. When choosing a high level of the current waveform, the level should be less than 5 times the rated illumination current I _avg , to prevent damage to the LED headlight 5 of the vehicle by excessive illumination current. The transition temperature control amplitude for the vehicle LED headlight 5 is preferably not more than 10% in order to avoid too much adjustment causing a too rapid reduction in the current driving the vehicle LED headlight 5 to satisfy the desired lighting brightness.

Claims

1. A transmitting device for controlling optical communication via a vehicle LED headlight, comprising:

CPU processor and

voltage conversion circuit, while

The CPU is in communication with the vehicle’s LIN / CAN bus via the interface circuit and in communication with the voltage conversion circuit;

the voltage conversion circuit is in control connection with the LED headlight of the vehicle via a high-frequency semiconductor switch;

The vehicle LED headlight is equipped with a forward voltage measuring circuit configured to measure a forward voltage drop;

the output of the direct voltage measurement circuitry is connected to the CPU by the processor;

the output terminal of the processor CPU level is connected to a D / A conversion circuit, a low-pass filter circuit, and a circuit controlled by a DC voltage in a sequence, and

the output terminal of a circuit controlled by a DC voltage is connected to a terminal of a reference voltage of a voltage conversion circuit,

moreover, the CPU processor is a single-chip computer model type MC9S12XS128;

the pins 50-52 of the single-chip computer are connected to the vehicle’s LIN bus via the LIN bus driver of a model type MC33661, the single-chip computer pin 45 is an input direct voltage output;

the voltage conversion circuit comprises an LED controller of the LM3421 type;

the pin 63 of the single-chip computer is connected to the pin 8 of the LM3421 through the transistor Q7;

pin 7 of the LM3421 is a voltage reference terminal;

pin 12 of the LM3421 is connected to the base of the NP4 type Q4 transistor;

pin 9 of the LM3421 is connected to the emitter of transistor Q4 through a resistor;

the collector of transistor Q4 is connected to the base of transistor Q2 of an NPN type and the base of transistor Q3 of a PNP type;

the collector of transistor Q2 is connected to the base of transistor Q2 through a resistor;

an emitter of transistor Q2 is connected to an emitter of transistor Q3;

the collector of transistor Q3 is connected to the base of PNP type transistor Q6;

the collector of transistor Q3 is additionally connected to a voltage source and connected to the base of transistor Q3 through a diode;

the emitter of transistor Q6 is connected to the collector of transistor Q2 through a resistor;

the collector of transistor Q6 is connected to pin 7 of the LM3421 and is grounded through a resistor;

the high-frequency semiconductor switch comprises a QN transistor with a high electron mobility on a GaN base;

The G-pole Q1 is connected to the emitter of the transistor Q2;

a GaN-based diode D5 is connected between the D-pole of Q1 and pin 1 of the LM3421;

The S-pole Q1 is connected to the first resistor;

one terminal of the first resistor connected to the S-pole of Q1 is connected to the pin 15 of the LM3421 through a resistor;

the other terminal of the first resistor is connected to pin 16 of the LM3421 through a resistor and connected to a voltage source;

the negative pole of the diode D5 is connected to the collector Q2 and

A vehicle LED headlight is connected between the negative pole of diode D5 and the D-pole Q1.

2. A method for controlling communication by means of a vehicle LED headlight, as used in a transmitter according to claim 1, comprising:

transmission, CPU processor, communication data to a voltage conversion circuit for modulation;

modulation, by means of a voltage conversion circuit, by direct-wave communication data of illumination of the vehicle LED headlights in the form of high and low levels;

providing, by the processor in real time, the reference voltage to the voltage conversion circuit based on the transition temperature for the vehicle LED headlights, the vehicle LIN / CAN control parameter and the communication data, and

regulation, by a voltage conversion circuit, of high and low levels of a current waveform in accordance with communication data based on a reference voltage.

3. A method for controlling communication by means of a vehicle LED headlight according to claim 2, further comprising:

regulation, by the CPU, of the frequency of the current waveform in accordance with the communication data based on the control parameter of the vehicle’s LIN / CAN bus and the communication data.

4. The method of controlling communication by means of the LED headlights of a vehicle according to claim 2 or 3, in which

The transition temperature of the vehicle’s LED headlights is measured and calculated by the processor CPU using the voltage method.

5. A method for controlling communication by means of a LED headlight of a vehicle according to claim 3, wherein

communication data is combination-encoded into a binary data stream by N square wave signals of various frequencies

each frequency

more than 1 kHz and less than one tenth of the switching frequency of the power source of the voltage conversion circuit, and the relative frequency difference of the square wave signals is more than 1%, where N≥3, the relative frequency difference is defined as

and

represent two different frequencies of square waves in the coding current.

6. A method for controlling communication by means of a LED headlight of a vehicle according to claim 2, 3, or 5, wherein

the values of the high and low levels of the current waveform corresponding to the communication data are regulated by the method of exponential weighting of fuzzy classification, which contains:

in case the temperature

the transition for the vehicle's LED headlights is greater than the threshold

temperature, attenuation of the current waveform level I (k)

in the case when the distance

communication between vehicles is less than the lower limit

time to get the difference value

next moment

time:

in the case when the distance

communication between vehicles is greater than the upper limit

distance threshold, and is the effective communication distance, an exponential increase in the difference between the high and low levels of the current waveform

time to get the difference value

next moment

time:

and

in the case when the distance

time to get the difference value at the next moment

time:

7. A method for controlling communication by means of a LED headlight of a vehicle according to claim 3 or 5, wherein

the current waveform for controlling the vehicle’s LED headlamp refers to high level I ₃ , low level I ₁ and illumination level I ₂ , the nominal illumination current of the vehicle’s LED headlamp is denoted as I _avg , and if the transition temperature T _jn for the LED headlamp the vehicle is greater than the temperature threshold of 100 ° C, at the time following the time instant k, I _i (k + 1) = I _i (k) р exp (-13 / (T _jn -100)), i = 1, 2, 3, under this condition:

in the case when the distance between the vehicles is greater than the upper limit of the distance threshold of 30 meters and less than 300 meters, the initial level of illumination of the vehicle’s LED headlights I ₂ = I _avg , if there is no communication data, in the form of a current wave corresponding to According to the communication data, the initial high level I ₃ is 2I _avg , the initial low level I ₁ is 0, the frequency of generation of the level I ₂ is 200 Hz, the frequency of generation of the level I ₁ is 20 kHz and the frequency of generation of the level I ₃ is 21 kHz;

in the case when the distance between the vehicles is greater than the lower limit of the distance threshold of 10 meters and less than the upper limit of the distance threshold of 30 meters, the initial level of illumination of the vehicle's LED headlight I ₂ = I _avg , if there is no communication data, in current waveform controlled by the communication code, the initial high level 1 ₃ is 1.5 I _avg , the initial low level I ₁ is 0.5 I _avg , the frequency of generation of the level I ₂ is 1000 Hz, the frequency of the generation of level I ₁ is 500 kHz, the frequency of generation of level I ₃ is 510 kHz;

in the case when the distance between the vehicles is less than the lower limit of the distance threshold of 10 meters, the initial level of illumination of the LED headlights of the vehicle I ₂ = I _avg , if there is no communication data, in the form of a current wave controlled by the communication code, the initial high level I ₃ is 1.5 I _avg , the initial low level I ₁ is 0.5 I _avg , the frequency of generation of the level I ₂ is 0 Hz, the frequency of generation of the level is 2000 kHz, the frequency of generation of the level I ₃ is 210 kHz; and

in the case when the distance between the vehicles is greater than the effective communication distance of 300 meters, the connection is terminated, the initial level of illumination of the LED headlights of the vehicle is I ₂ = I _avg .