一种基于频闪信息的预警系统

摘要

本发明涉及一种基于频闪信息的预警系统，包括传感单元、光收发单元和控制单元，传感单元包括光调制模块和传感器，光调制模块将传感器发送的载有监测信息的电信号调制为发光周期内包括至少两个发光阶段的光信号，基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置至少一个监测信息，和基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置其光强度/亮度趋近于零坎德拉变化的至少一个监测信息，在至少一个光收发单元接收的光信号中的至少一个监测信息处于预警状态时，控制单元向至少一个光收发单元发送预警指令并控制至少一个光收发单元投射与安全等级对应的引导光图案以指示安全路线。

权利要求

1.一种基于频闪信息的预警系统，所述预警系统包括至少一个传感单元(10)、至少一个光收发单元(20)和控制单元(40)，其特征在于，所述传感单元(10)至少包括一个光调制模块(11)和至少一个传感器，所述光调制模块(11)将所述传感器发送的载有监测信息的电信号调制为发光周期内包括至少两个发光阶段的光信号，其中，基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置至少一个监测信息，和基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置其光强度/亮度趋近于零坎德拉变化的至少一个监测信息，在至少一个所述光收发单元(20)接收的所述光信号中的至少一个监测信息处于异常状态时，所述控制单元(40)向至少一个所述光收发单元(20)发送预警指令并控制至少一个所述光收发单元(20)投射与安全等级对应的引导光图案。

2.如权利要求1所述的预警系统，其特征在于，所述光信号的发光周期内至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有所述传感器的设备信息和/或设备标识，至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有异常信息，和/或至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律与异常信息关联，所述控制单元(40)基于所述异常信息的安全等级选择至少一个所述光收发单元(20)投射的所述引导光图案的类别。

3.如权利要求2所述的预警系统，其特征在于，所述光调制模块(11)将发光周期划分为按照独立的特征曲线分别进行光变化的三个发光阶段，其中，

位于第一和第三发光阶段之间的第二发光阶段的特征曲线的发光强度/亮度的变化呈降低趋势，第三发光阶段的特征曲线的发光强度/亮度以趋近于零坎德拉的方式变化，或者第三发光阶段不发光。

4.如权利要求1至3之一所述的预警系统，其特征在于，所述光调制模块(11)通过设置发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线的发光强度变化、发光时长和/或光谱变化来标识至少一个监测信息的顺序，和/或设置发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线为随机特征曲线。

5.如权利要求1或2所述的预警系统，其特征在于，所述预警系统还包括介于所述光收发单元(20)和所述控制单元(40)之间的分析单元(30)，所述分析单元(30)基于所述光信号中的至少一个监测信息来分析至少包括安全环境情况、安全等级、安全应急方案和/或安全路线的安全信息，并且将所述安全信息发送至所述控制单元(40)以进行光预警。

6.如权利要求5所述的预警系统，其特征在于，所述控制单元(40)基于所述安全信息以发送指令的方式调控与安全位置对应的至少一个所述光收发单元(20)发射的光信号以构成适应不同安全环境和/或安全路线的引导图案，和/或所述控制单元(40)向对应的声预警单元(50)发送相关指令以进行语音预警。

7.如权利要求1或2所述的预警系统，其特征在于，所述传感单元(10)与所述光收发单元(20)建立连接关系的方式包括：所述控制单元(40)基于所述传感单元(10)发送的光信号的发光周期内至少一个发光阶段的发光时长、发光强度、光谱变化频率和/或光谱变化规律来确认所述传感单元(10)的身份信息和/或认证信息，或者，所述传感单元(10)基于所述光收发单元(20)发送的光信号的发光周期内至少一个发光阶段的发光时长、发光强度、光谱变化频率和/或光谱变化规律来来选择与其建立信息传输的发送方或接收方。

8.如权利要求1或2所述的预警系统，其特征在于，所述传感单元(10)与所述光收发单元(20)建立连接关系的方式包括：所述控制单元(40)基于所述光收发单元(20)接收的光信号的发光周期内第一发光阶段的光学参数与光学参数阈值选择至少一个传感单元(10)，并且指示光信号收发单元(20)向选取的传感单元(10)反馈含有指定信息的反馈光信号，所述反馈光信号的发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线为与连接许可指令关联的曲线，至少一个发光阶段的特征曲线与所述光收发单元(20)的光接收条件信息关联。

9.一种基于频闪信息的预警方法，其特征在于，所述方法的步骤至少包括：

将载有监测信息的电信号调制为发光周期内包括至少两个发光阶段的光信号，其中，基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置至少一个监测信息，和基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置其光强度/亮度趋近于零坎德拉变化的至少一个监测信息，在至少一个所述光信号中的至少一个监测信息处于预警状态时，发送预警指令并控制至少一个光收发单元(20)投射与安全等级对应的引导光图案以指示安全路线。

10.如权利要求9所述的预警方法，其特征在于，所述光信号的发光周期内至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有异常信息，和/或至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律与异常信息关联，至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有传感器的设备信息和/或设备标识。

说明书

一种基于频闪信息的预警系统

技术领域

[0001] 本发明涉及信息预警技术领域，尤其涉及一种基于频闪信息的预警系统。

背景技术

[0002] 安全监控系统中，最基本最重要的功能便是实时监测监测点的模拟量数据动态变化情况，在达到预先设定的报警值进行报警，在达到或超过预先设定的报警值时，向安全监控系统发出控制信号，从而安全监控系统发出警报声，并在安全监控系统终端弹出报警窗口以进行报警。

[0003] 例如，在工厂生产环境中，需要为预警系统进行专门的布线。当传感器监测到某一个监测值超标准备预警时，传感器与控制器之间的线路被破坏或者在火灾中断开，从而导致预警失败。工人们会由于没接收到预警而导致人身安全受到威胁，甚至受伤和死亡。因此，既能够有效预警，又能够保护预警线路安全，预警速度迅速的预警方法和预警系统是市场上迫切需要的。

[0004] 中国专利(CN106960547 A)公开了一种具有LED发光二极管的地震传感声光报警器，包括报警器本体、安装基座、主机壳、电路控制系统，在报警器上设有防护盖、防滑凹槽、LED安装面板、透明玻璃、扬声器、LED灯珠、安装基座、出线口、电路控制系统、固定螺丝孔、出现槽、粘胶面板、穿线孔、主机壳、螺纹口，在报警器本体的内部设有电路控制系统，本装置设计合理，结构简单，安装方便，生产成本低，检测、预警灵敏度高，能够通过检测震动传感与声波传感来预测地震，而且可以通过手机APP与报警装置本体进行无线连接，通过GPRS模块检测出震源的位置，在报警的时候LED灯珠频闪作为视觉上的提示，大大提高了地震报警的及时性与可靠性。

[0005] 但是，该专利中的APP系统成本昂贵且功能单一，其不能够监测环境中的安全变化因素，不能够适应工厂和室内的预警环境，因此不能够有效预警。

发明内容

[0006] 针对现有技术之不足，本发明提供一种基于频闪信息的预警系统，所述预警系统包括至少一个传感单元、至少一个光收发单元和控制单元，其特征在于，所述传感单元至少包括一个光调制模块和至少一个传感器，所述光调制模块将所述传感器发送的载有监测信息的电信号调制为发光周期内包括至少两个发光阶段的光信号，其中，基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置至少一个监测信息，和基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置其光强度/亮度趋近于零坎德拉变化的至少一个监测信息，在至少一个所述光收发单元接收的所述光信号中的至少一个监测信息处于异常状态时，所述控制单元向至少一个所述光收发单元发送预警指令并控制至少一个所述光收发单元投射与安全等级对应的引导光图案。本发明将照明与预警信息的传送结合为一体，在照明的同时传送预警信息并投射光图案以引导人员按照安全路线疏散至安全环境中。特别地，本发明通过将发光周期内的发光阶段进行划分，使得一个发光周期具有发光时长、发光强度、发光光谱变化的多种特征曲线。发光周期内不同的特诊曲线与发光阶段顺序的组合能够构成多种不同的监测信息，充分满足了信息传送的需要。由于每一个传感单元的光信号的发光周期内的发光阶段的具体光信息都不同，则不同的光信号同时传输不会导致混乱，从而使得信息能够稳定、清楚地进行传输；

[0007] 根据一个优选实施方式，所述光信号的发光周期内至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有所述传感器的设备信息和/或设备标识，至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有异常信息，和/或至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律与异常信息关联，所述控制单元基于所述异常信息的安全等级选择至少一个所述光收发单元投射的所述引导光图案的类别。将异常信息加载在光信号的特征曲线中，有利于减少异常信息的分析时间，加快预警的速度。特别地，将异常信息设置在发光周期内的一个发光阶段中，光接收单元能够同时接收监测信息和异常信息，既能够确定整体的监测情况，又能够确定异常情况，不会导致数据的错乱和存储失误。

[0008] 根据一个优选实施方式，所述光调制模块将发光周期划分为按照独立的特征曲线分别进行光变化的三个发光阶段，其中，位于第一和第三发光阶段之间的第二发光阶段的特征曲线的发光强度/亮度的变化呈降低趋势，第三发光阶段的特征曲线的发光强度/亮度以趋近于零坎德拉的方式变化，或者第三发光阶段不发光。将发光周期划分为三个发光阶段，增加了加载数据传输的维度和种类，也丰富了光变化的种类。有利于在一个光信号内同时加载多种数据信息。

[0009] 根据一个优选实施方式，所述光调制模块通过设置发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线的发光强度变化、发光时长和/或光谱变化来标识至少一个监测信息的顺序，和/或设置发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线为随机特征曲线。增加随机特征曲线，有利于调整光信号由于加载信息而亮度不足的曲线，使得光信号同时满足照明强度需要和信息传输的需要。

[0010] 根据一个优选实施方式，所述预警系统还包括介于所述光收发单元和所述控制单元之间的分析单元，所述分析单元基于所述光信号中的至少一个监测信息来分析至少包括安全环境情况、安全等级、安全应急方案和/或安全路线的安全信息，并且将所述安全信息发送至所述控制单元以进行光预警。分析单元的设置，有利于根据异常信息来实时分析安全情况，实现安全预警方案的实时性和有效性，避免了安全预警方案与实际异常情况不适应的缺陷，使得安全预警更为灵活。

[0011] 根据一个优选实施方式，所述控制单元基于所述安全信息以发送指令的方式调控与安全位置对应的至少一个所述光收发单元发射的光信号以构成适应不同安全环境和/或安全路线的引导图案，和/或所述控制单元向对应的声预警单元发送相关指令以进行语音预警。基于安全位置坐标来设置引导光图案，有利于人员的安全离开。传统的安全指示牌不能根据实际情况做出变化，存在很多误导信息。而本发明的引导光图案是根据实际情况调整的，准确度较高，能够有效降低安全风险和财产损失。

[0012] 根据一个优选实施方式，所述传感单元与所述光收发单元建立连接关系的方式包括：所述控制单元基于所述传感单元发送的光信号的发光周期内至少一个发光阶段的发光时长、发光强度、光谱变化频率和/或光谱变化规律来确认所述传感单元的身份信息和/或认证信息，或者，所述传感单元基于所述光收发单元发送的光信号的发光周期内至少一个发光阶段的发光时长、发光强度、光谱变化频率和/或光谱变化规律来来选择与其建立信息传输的发送方或接收方。

[0013] 根据一个优选实施方式，所述传感单元与所述光收发单元建立连接关系的方式包括：所述控制单元基于所述光接收单元接收的光信号的发光周期内第一发光阶段的光学参数与光学参数阈值选择至少一个传感单元，并且指示光信号收发单元向选取的传感单元反馈含有指定信息的反馈光信号，所述反馈光信号的发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线为与连接许可指令关联的曲线，至少一个发光阶段的特征曲线与所述光接收单元的光接收条件信息关联。传感单元与所述光收发单元的连接方式，即能够避免错误连接，也能够避免非法第三方以伪造的身份窃取监测信息。一个系统的监测信息有时是重要的且需要保密的，泄漏会造成严重的经济损失。因此，本发明具有保密的光信号传输，安全程度高，传输速度快，预警效率高，引导图案灵活有效的优势。

[0014] 本发明还提供一种基于频闪信息的预警方法，其特征在于，所述方法的步骤至少包括：将载有监测信息的电信号调制为发光周期内包括至少两个发光阶段的光信号，其中，基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置至少一个监测信息，和基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置其光强度/亮度趋近于零坎德拉变化的至少一个监测信息，在至少一个所述光信号中的至少一个监测信息处于预警状态时，发送预警指令并控制至少一个所述光收发单元投射与安全等级对应的引导光图案以指示安全路线。

[0015] 根据一个优选实施方式，所述光信号的发光周期内至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有异常信息，和/或至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律与异常信息关联，至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有所述传感器的设备信息和/或设备标识。本发明的安全预警方法，光信号可以是可见光，也可以是不可见光。使用者可以根据需要选择光的光谱，从而使得监测信息的传输具有隐蔽性、安全性、高速性、灵活性、效率高的综合优点。与传统预警方法，特别是与只具有闪烁预警效应的预警方法相比，本发明具有多种预警方法的集合优势且成本低廉。因此，本发明的方法是预警领域的极大进步。

[0016] 本发明的有益技术效果：

[0017] (1)本发明将照明与预警信息的传送结合为一体，在照明的同时传送预警信息并投射光图案以引导人员按照安全路线疏散至安全环境中；

[0018] (2)本发明的预警方式，光信号不会被轻易破坏，从而保证了信息传输线路的安全性。而且，光信号的传输速度较快，能够在最短的时间发出预警信号；

[0019] (3)本发明的特征曲线反馈的是光的变化，而不是单一光信号的强弱，减少了光介质对光强度影响的作用；光特征曲线的变化不会由于光介质的吸收而产生曲线的变化；

[0020] (4)本发明的预警系统尤其适用于快速运作的仪器的工作预警。例如工厂的车床运转速度快，在发生故障的情况下，传统的预警系统通过线路传输故障信息，传输速度缓慢。而本发明通过光速传输信息，信息传输块，能够迅速通知车床的运行来减少损失。

[0021] (5)在空气布满烟尘的情况下，本发明的光预警信号能够迅速投射安全路线的引导图案。与传统的不能灵活变动的安全灯光指示牌相比，本发明的光收发单元能够根据烟尘的密度和颜色变换引导图案的光谱和图案，从而不会被烟尘遮挡而阻碍逃生。

附图说明

[0022] 图1是本发明的预警系统的一种逻辑模块示意图；

[0023] 图2是本发明其中一种频闪曲线示意图；

[0024] 图3是其中五种展示第二发光阶段的频闪曲线示意图；

[0025] 图4是其中七种展示第一发光阶段的频闪曲线示意图；

[0026] 图5是0～5ms之间的A、B和C阶段的光谱曲线图；

[0027] 图6是0～5ms之间的D、E和F阶段的光谱曲线图；

[0028] 图7是10～12ms之间的A、B和C阶段的光谱曲线图；

[0029] 图8是10～12ms之间的D、E和F阶段的光谱曲线图；

[0030] 图9是12～15ms之间的A、B和C阶段的光谱曲线图；和

[0031] 图10是12～15ms之间的D、E和F阶段的光谱曲线图。

[0032] 附图标记列表

[0033] 10：传感单元                 20：光收发单元

[0034] 30：分析单元                 40：控制单元

[0035] 50：声预警单元               60：光调制解密模块。

[0036] 11：光调制模块               12：湿敏传感器

[0037] 13：光敏传感器               14：声敏传感器

[0038] 15：气敏传感器

具体实施方式

[0039] 下面结合附图进行详细说明。

[0040] 本发明将光的发光周期划分为至少两个发光阶段，每一个发光阶段都具有独立的光特征曲线。因此，根据发光阶段的划分，本发明的通信方法还可以称为：周期二段式发光法、周期三段式发光法、周期阶段式发光法等。

[0041] 优选的，本发明将发光周期内第一发光阶段的特征曲线称为第一特征曲线，第二发光阶段的特征曲线称为第二特征曲线，第三发光阶段的特征曲线称为第三特征曲线。

[0042] 本发明的特征曲线包括二维特征曲线和三维特征曲线。如图2至4所示，二维特征曲线的维度包括发光时长和发光强度/亮度。三维特征曲线的维度包括发光时长、发光强度/亮度和光谱。图5至图10显示了光在不同发光阶段的光谱变化。优选的，本发明的发光周期包括脉冲周期或人为按需设置的周期。发光周期的单位可以是纳米秒、微秒、毫秒、秒、分钟、小时。甚至，发光周期的单位可以是年、月、日。优选的，本发明的发光周期的单位为纳米秒、微秒和毫秒。例如，发光周期为20ms。

[0043] 实施例1

[0044] 如图1所示是本发明的通信装置的逻辑模块示意图。

[0045] 本发明提供一种基于频闪信息的预警系统，如图1所示。本发明的基于频闪信息的预警系统，包括传感单元10、至少一个光收发单元20和控制单元40。传感单元10包括若干传感器和至少一个光调制模块11。感器和至少一个光调制模块11的设置方式很多，使用者可以按需求设置。例如，在传感单元10中，将每一个传感器都与一个光调制模块11单独连接。或者，将多个传感器与同一个光调制模块11连接。

[0046] 光调制模块11用于将传感器传输的电信号调制为需要的光信号。光调制模块为光调制器，用于将电信号转换为光信号。光调制器又叫电光调制器，是调控输出光的折射率、吸收率、振幅或相位的器件，它所依据的基本理论是各种不同形式的电光效应、声光效应、磁光效应、Frank-Keldgsh效应、量子阱Stark效应、载流子色散效应等。通常在整体光通信的光发射、传输、接收过程中，光调制器被用于控制光的强度。它将由电发射机输出的电信号转化成为光信号，解决了输出信号的幅度和频率都随调制电流的变化而改变的问题，同时抑制了“啁啾”特性，调控光发射机发出的光信号的振幅和状态，再进入光纤进行传播。光调制模块至少包括马赫-曾德尔光调制器、多维光栅光调制器、半导体量子阱光调制器和高速波导声调制器。优选的，本发明的光调制器不仅调制光的强度，还调制光的光谱变化，包括光谱的变化频率和相邻光谱变化间隔。

[0047] 传感单元10中的传感器用于采集和监测信息。例如，采集设备状态信息和环境信息。传感器至少包括湿敏传感器12、光敏传感器13、声敏传感器14、气敏传感器15。优选的，传感器还包括热敏传感器、烟雾传感器、图像采集装置、速度传感器、压力传感器、红外传感器等多种用途的传感器。本领域技术人员可以按照需要选择传感器的类别、型号和用途。

[0048] 光收发单元20用于接收和发射光信息。光收发单元20包括光发射器、灯、光波发射装置、光敏装置、光传感装置和光波接收装置中的一种或几种。控制单元40用于向光收发单元20发送控制指令。控制单元至少包括中央处理器、微处理器、服务器、云服务器、单片机、专用集成芯片中的一种或几种。如图1所示，传感单元10与光收发单元20通过光信号连接。光收发单元20与控制单元40直接连接或通过分析单元30连接。通过将监测信息以光信号的传输方式传送，能够缩短信息的传送时间和预警时间，提高预警的效率，保障人员的安全。
同时，通过光信号预警，也可以实现照明的功能，减少了照明灯具的需要。

[0049] 优选的，光调制模块11将传感器发送的载有监测信息的电信号调制为发光周期内包括至少两个发光阶段的光信号。其中，基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置至少一个监测信息，和基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置其光强度/亮度趋近于零坎德拉变化的至少一个监测信息。

[0050] 例如，光调制模块11将传感器发送的载有采集信息的电信号调制为发光周期内包括两个发光阶段的光信号。第一发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式载有至少一组传感器采集的数据信息。例如，第一发光阶段的的发光时长、特征曲线和光谱是设定的。优选的，第一发光阶段的特征曲线可以是预设的随时间上升趋势、下降趋势、强度恒定、先升后降趋势、先降后升趋势的特征曲线，如图4所示的序号为7-13的第一发光阶段的特征曲线。

[0051] 第二发光阶段的光随时间以趋近于零坎德拉的第二特征曲线变化，或者第二发光阶段不发光。第二发光阶段的光的发光时长、特征曲线和光谱可以是设定的。第二发光阶段的光与第一发光阶段的光是不同的。第二发光阶段的光信号载有第一传感器的设别标识或设备信息。优选的，第二发光阶段的光的发光时长、特征曲线和光谱是设定的，代表第一传感器。

[0052] 这样，发光周期内，第一发光阶段和第二发光阶段共同形成明暗变化的光信号。光信号包括若干个发光周期，则具有若干个明暗变化，从而形成明显的频闪的光信号，即频闪信息。优选的，本发明的光信号中的频闪可以是人、动物和植物的视觉能够感知的，也可以是人、动物和植物的视觉不能够感知，但由设置、装置能够探测到的频闪。即使是第二特征曲线，其趋近于零坎德拉的变化趋势的具体过程也具有几千种。例如，特征曲线的参数下降幅度不同，下降幅度不同，下降时间不同等等。例如，第二发光阶段的光的光谱变化规律与传感器类别和型号存在映射关系，则光调制器基于传感器类别和型号选择与其映射关联的光谱变化规律作为第二特征曲线的光谱变化方式。比如，第二发光阶段在发光周期的第10～15ms，光谱的变化规律可以是红→黄→蓝，即在第12ms由红光变黄光，在第14ms由黄光变蓝光。优选的，传感单元可以将承载监测信息的光信号设置为可见光，则本发明的传感单元在满足照明的同时传输监测信息。传感单元可以具有采集数据和照明的双重功能，不受位置和地点的限制。优选的，若传感单元设置的位置需要避开可见光，则可以使用光调制模块11将光调制为不可见光来传输监测信息。

[0053] 本发明的光调制器将发光周期划分为两个发光阶段、三个发光阶段甚至更多个发光阶段，使得每个发光阶段的特征曲线独立变化，增加了光信号中变化维度和参数变化种类，提高了光信息传输的便捷性和安全性。

[0054] 优选的，本发明的光调制模块11将发光周期划分为按照独立的特征曲线分别进行光变化的三个发光阶段，如图2所示。发光周期为20ms，第一发光阶段的发光时长为0～5ms，第二发光阶段的发光时长为5～15ms，第三发光阶段的发光时长为15～20ms。位于第一和第三发光阶段之间的第二发光阶段的特征曲线的发光强度/亮度的变化呈降低趋势。优选的，如图3所示，第二发光阶段的特征曲线具有多种，可以是直线降低，也可以是曲线的形式降低。本发明仅示出了其中的图2和图3中的6种。本领域技术人员可以基于需要设置其它曲线变化。第三发光阶段的特征曲线的发光强度/亮度以趋近于零坎德拉的方式变化，或者第三发光阶段不发光。

[0055] 优选的，第二发光阶段和第三发光阶段可以合为第二发光阶段，此时两个特征发光曲线为连续变化的曲线。否则，第二发光阶段和第三发光阶段的特征曲线的连接处为不连续的曲线。

[0056] 在本发明的预警系统中，传感单元10向至少一个光收发单元20发送光信号。光收发单元20对接收光信号采集光参数及其随时间的变化特征曲，并且将光参数及其随时间的变化特征发送至控制单元40。控制单元根据发光周期内各个发光阶段的光参数及其随时间的变化特征确定各个传感器的监测信息。控制单元40在监测信息存在异常的情况下，向相关的预警一起发送预警指令，启动预警方案。优选的，控制单元40控制至少一个光收发单元20投射与安全等级对应的引导光图案以指示安全路线。此时，安全路线是与异常信息对应的，预设的。引导光图案是用于引导人员通知工作，移动至安全区域的光图案，优选的，引导光图案可以是由多个光收发单元20共同投射的光组合形成，也可以是一个光收发单元20投射出的完整的图案。

[0057] 优选的，控制单元40将监测信息中的异常信息与预设的安全等级阈值或阈值范围进行比较，从而确定安全等级。每一个安全等级对应一种引导光图案。控制单元40基于异常信息的安全等级选择至少一个光收发单元20投射的引导光图案的类别。这样，现场的工作人员可以根据引导光图案的不同来确定紧急程度并采取相应的应急措施。优选的，引导光图案的颜色是可以根据环境的不同来设置的。

[0058] 根据一个优选实施方式，传感器单元10在采集到监测信息后，主动将异常数据提取并汇总为异常信息。传感单元将光信号的发光周期划分为两个或三个发光阶段，至少一个发光阶段的光以设定的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有异常信息。例如，第一发光阶段的特征曲线为标识异常信息的曲线。或者，至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律与异常信息列表映射关联。例如，第一发光阶段的光谱不安花频率与异常信息列表中的某个异常情况关联。发光周期内最后一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有传感器的设备信息和/或设备标识。因此，控制单元在接收到光收发单元发送的光参数后，根据光参数的变化特征就可以确定异常信息和采集异常信息的传感器的设备信息和/或设备标识。控制单元在确定异常情况后，根据异常情况对应的安全等级选择引导光图案的类别并指示光收发单元投射。

[0059] 优选的，光调制模块11通过设置发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线的发光强度变化、发光时长和/或光谱变化来标识至少一个监测信息的顺序，和/或设置发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线为随机特征曲线。

[0060] 例如，监测信息包括众多的数据。在传输过程中，光信号会发生多次折射，到达光收发单元20的时间和顺序会发生变化。为了解决该问题，确保最后得到的监测信息的顺序正确性，本发明的光调制模块将发光周期设置三个发光阶段。第一发光阶段和第二发光阶段的特征曲线分别载有一部分监测信息。第一发光阶段的特征曲线可以对应第二部分监测信息，第二发光阶段的特征曲线可以对应第一部分监测信息。第三发光阶段的特征曲线在某个时刻的参数或者光谱变化与监测信息的顺序关联。例如，第三发光阶段的特征曲线在第12ms和13ms之间的平均间隔的3个参数形成的编码表示第一和第二发光阶段的信息的顺序。优选的，该编码也可以表示该发光周期在整体数据中的顺序。

[0061] 通过在发光周期内的一个发光阶段的特征曲线设置为随机特征曲线，可以弥补光信号在照明中的发光强度的不足，避免光照不足的不利影响。而且，对于需要以加密的方式传输的监测信息，可以将随机特征曲线设置入光信号以便混淆非法第三方的猜测，防止其找到光信号的传输规律以进行破解。

[0062] 因此，本发明的预警系统也具有加密作用。本发明的对监测信息的加密传输方式如下。此时，光收发单元20设置有用于对光信号解密的光调制解密模块60。光调制解密模块60可以是光调制器。

[0063] 例如，光的特征曲线中的光强度参数与待发送信息相对应，则光调制模块通过将待发送信息以映射的方式编辑为初始特征曲线。并且，光调制模块将初始特征曲线划分为若干段特征曲线并分布在每个发光周期的第一与第三阶段的发光曲线之间，就形成了经过多层加密的加密信息。优选的，第一或第三发光阶段的某个时刻的光强度参数记载了加密信息的顺序。优选的，第一发光阶段的特征曲线的发光强度变化为随机曲线。

[0064] 优选的，光调制模块11通过设置发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线的发光强度的峰值和/或谷值、光谱的峰值和/或谷值、峰值和谷值之间的差值来对待发送信息进行加密。同样的，用于解密的光调制解密模块60通过分析发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线的发光强度的峰值和/或谷值、光谱的峰值和/或谷值、峰值和谷值之间的差值以及对应的阈值来选择特征曲线中的至少一个参数进行解密。

[0065] 例如，将第二发光阶段的特征曲线的发光强度的峰值作为待发送信息的关联参数，将光谱变化频率作为其信息的顺序信息。则即使第二发光阶段的特征曲线被截获，非法第三方不掌握其解密方式，仅依据光信号的特征曲线的变化趋势、变化数据也无法准确解密得到信息。

[0066] 例如，光调制模块11通过设置发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线的发光强度的峰值和/或谷值、光谱的峰值和/或谷值、峰值和谷值之间的差值来对待发送信息进行加密。光调制解密模块60通过分析发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线的发光强度的峰值和/或谷值、光谱的峰值和/或谷值、峰值和谷值之间的差值以及对应的阈值来选择特征曲线中的至少一个参数进行解密。因此，本发明通过将传感器的电信号转换为发光周期内多个发光阶段的光，并且对各个发光阶段的各个特征曲线的发光时长、发光强度、发光光谱的参数进行调整来形成加密的光信号，强大的数据量能够有效避免非法分子采用数据解密一一尝试的方式逐步破解光信息的加密方式。即，本发明的预警系统，在兼顾照明的同时既能够以加密的光速传输监测数据，又能够提高信息的预警速度，并且在危险情况下投射引导人员撤离的引导光图案，提高了人员安全离开的效率。

[0067] 优选的，光调制模块11与光调制解密模块60对发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线的至少一个维度的参数以同步计数加一的滚动码方式同步变化从而形成标识特征曲线。光调制模块11与光调制解密模块60基于光信号中的标识特征曲线的匹配程度来进行安全验证。

[0068] 光调制模块11发送的光信号中的每个发光周期内的第三发光阶段的特征曲线都在以同步计数加一的滚动码方式。例如，光谱变化间隔时长加1、光谱变化频率加1、发光强度加1，或者发光强度最高点所在的时间加1。光调制解密模块60对第三特征曲线的设置以滚动码的方式同步变化，则第光调制解密模块60对光信号的每个发光周期内的第三发光阶段的不重复的特征曲线能够进行安全验证。因此，光调制模块11与光调制解密模块60基于光信号中的标识特征曲线的匹配来进行安全验证。在安全验证失败的情况下，则拒绝接收加密单元的光信号，或者对接收到的光信号不进行信息解密。

[0069] 实施例2

[0070] 本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

[0071] 本实施例提供一种基于频闪信息的预警系统。如图1所示，本发明的基于频闪信息的预警系统，不仅包括传感单元10、至少一个光收发单元20和控制单元40，还包括介于光收发单元20和控制单元40之间的分析单元30。分析单元30用于对数据进行计算和分析。分析单元可以是计算机、中央处理器、微处理器、专用集成芯片、单片机、服务器、云服务器中的一种或几种。

[0072] 分析单元30基于光信号中的至少一个监测信息来分析安全情况，即安全信息。安全信息至少包括安全环境情况、安全等级、安全应急方案和/或安全路线中的一种或几种。此时，安全应急方案、安全路线不是预设的，而是由分析单元基于传感单元通过光信号发送的监测信息综合评估后得到的。安全应急方案和安全路线是集合当前的安全情况确定的，更能适应不同的预警情况。优选的，分析单元30将安全信息中的安全应急方案和/或安全路线发送至控制单元40。控制单元40根据获得的安全信息向相关的光收发单元发送指令以进行光预警，即投射引导光图案。

[0073] 优选的，控制单元40基于安全信息以发送指令的方式调控与安全位置对应的至少一个光收发单元20发射的光以构成适应不同安全环境和/或安全路线的引导图案。例如，有的光收发单元20处于危险位置，则控制单元40基于安全信息及光收发单元20的坐标指示处于安全位置的光收发单元20投射标识安全的光图案，指示处于危险位置的光收发单元20投射标识危险的光图案。同时，控制单元40还可以向对应的声预警单元50发送相关指令以进行语音预警。

[0074] 本发明中，传感单元10与光收发单元20根据以下几种方式建立连接关系。

[0075] 第一种：控制单元40基于传感单元10发送的光信号的发光周期内至少一个发光阶段的发光时长、发光强度、光谱变化频率和/或光谱变化规律来确认传感单元10的身份信息和/或认证信息。

[0076] 第二种：传感单元10基于光收发单元20发送的光信号的发光周期内至少一个发光阶段的发光时长、发光强度、光谱变化频率和/或光谱变化规律来来选择与其建立信息传输的发送方或接收方。

[0077] 例如，发光周期设定，各个发光阶段的发光时长设定，第一发光阶段的特征曲线含有光收发单元20能够识别的曲线特征变化或光谱变化规律，比如，光谱变化中含有时间间隔为1ms的红→黄→蓝变化标识，或者第一发光阶段的5个时刻的光强度参数呈递减规律、递增规律和/等比规律来变化。只要第一发光阶段的特征曲线含有光收发单元指定的标识，分析单元30就能够识别发送光信号的传感单元10的身份信息或对传感单元发送的光信号进行认证，从而选择与其建立信息传输的发送方或接收方。

[0078] 优选的，传感单元10和光收发单元20也可以互换身份。控制单元40通过光收发单元20向至少一个传感单元发送搜索连接的光信号。光信号的发光周期内至少一个发光阶段的光具有标识特征。能够识别该标识特征的传感单元10在接收到光信号后，向光收发单元20发送具有建立连接信息的反馈光信号。控制单元40通过光收发单元20接收并认证反馈光信号后，再次通过光收发单元20向传感单元10发送具有确认连接的指令光信号，即光收发单元20与传感单元10建立了光信号连接，开始进行监测信息的传输。

[0079] 第三种：控制单元40基于光接收单元20接收的光信号的发光周期内第一发光阶段的光学参数与光学参数阈值选择至少一个传感单元10，并且指示光信号收发单元20向选取的传感单元10反馈含有指定信息的反馈光信号。反馈光信号的发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线为与连接许可指令关联的曲线，至少一个发光阶段的特征曲线与光接收单元20的光接收条件信息关联。

[0080] 例如，控制单元40通过分析传感单元10反馈的发光周期内至少一个发光阶段的特征曲线的光谱变化来确定设备之间的匹配程度。

[0081] 例如，光接收单元20接收由传感单元10发送的反馈光信号并且将与时间相关的光参数发送至分析单元30。分析单元30对反馈光信号的光谱变化进行分析，确定传感单元10的身份是否为与其匹配的传感设备，即通过光谱变化来对传感器的身份进行认证。若光谱变化规律与预设的用于认证的光谱变化相同或匹配，则传感单元与光收发单元匹配成功，能够彼此之间继续或发送光信号。若匹配失败，则光收发单元不再向传感单元发送任何光信号，或者不再对具有该传感单元标识的光信号进行分析和解读。

[0082] 因此，本发明利用特征曲线的多个维度的多种参数将信息加密，即保证了通信装置之间能够进行互相验证，也能够保证信息传输过程中对接收端或发送端的选择机制，还能够提高信息加密后的破解难度，还能够保证光信息的加密密码满足信息加密的需要，还能够保证信息接收后的再次验证。

[0083] 本发明还提供以一种光信息的加密方法，其特征在于，方法包括以下步骤：基于至少一种加密函数将载有数据信息的电信号加密为第一加密脉冲电信号，基于至少一个光调制方案将第一加密脉冲电信号调制为在一个发光周期内包括至少两个发光阶段的光信号。其中，至少一个发光阶段的光按照与时间相关的特征曲线独立变化且特征曲线与第一加密脉冲电信号相对应。至少一个发光阶段的光按照与第一加密脉冲电信号的加密函数相关联的特征曲线独立变化。和/或，至少一个发光阶段的光随时间以趋近于零坎德拉的特征曲线变化。

[0084] 优选的，本发明的光信息的加密方法的具体步骤与加密系统的加密步骤相同，不再赘述。

[0085] 实施例3

[0086] 本实施例是对实施例1和实施例2及其结合的进一步改进，重复的内容不再赘述。

[0087] 本实施例对图2至图10的光信号的特征曲线变化进行详细说明。本发明的优选的第一发光阶段的特征曲线的变化趋势如图2至图4所示。图中的横轴表示时间，单位为ms。纵轴表示强度或相对强度，单位不限，用国际通用符号a.u表示。本实施例的发光周期优选为20ms，第一发光阶段为0～5ms，第二发光阶段为5～15ms，第三发光阶段为15～20ms。

[0088] 如图2和图3所示的1-6号发光曲线，第一发光阶段的发光强度恒定。如图4所示的7号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有急速上升和急速下降的反复变化，但是整体曲线的变化范围不变。如图4所示的8号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有缓慢上升和缓慢下降的反复变化，但是整体曲线变化范围不变。如图4所示的9号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有阶梯上升和阶梯下降的变化。如图4所示的10号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有平滑上升和平滑下降的变化。如图4所示的11号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有按照直线下降的变化趋势。如图4所示的12号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有先阶梯下降后阶梯上升的变化。如图4所示的13号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有先平滑下降后平滑上升的变化。

[0089] 如图2和图3所示的1-6号发光曲线，展示了其中几种第二发光阶段的特征曲线的变化。如图2所示的1号发光曲线，第二发光阶段的发光强度呈凹形曲线的下降趋势。如图3所示的2号发光曲线，第二发光阶段的发光强度呈凸形曲线的下降趋势。如图3所示的3号发光曲线，第二发光阶段的发光强度呈凹形波浪曲线的下降趋势。如图3所示的4号发光曲线，第二发光阶段的发光强度呈凸形波浪曲线的下降趋势。如图3所示的5号发光曲线，第二发光阶段的发光强度呈阶梯形曲线的下降趋势。如图3所示的6号发光曲线，第二发光阶段的发光强度呈直线形曲线的下降趋势。

[0090] 图5至图10是本发明的光谱变化展示图。横轴表示波长，单位为nm。纵轴表示强度或相对强度，单位不限，用国际通用符号a.u表示。

[0091] 其中，图5和图6展示了发光周期内0～5ms的第一发光阶段的A～F六个阶段的光谱。光谱的变化顺序为A→B→C→D→E→F。优选的，光谱的变化顺序可以按需改变。如图5所示，光信号在A阶段的发光光谱介于波长350～700nm，波峰分别位于450nm、550nm和650nm。光信号在B阶段的发光光谱介于波长350～700nm，波峰分别位于450nm和550nm。光信号在C阶段的发光光谱介于波长350～750nm，波峰分别位于450nm和650nm。如图6所示，光信号在D阶段的发光光谱介于波长150～800nm，波峰分别位于250nm和650nm。光信号在E阶段的发光光谱介于波长150～900nm，波峰分别位于450nm、650nm和850nm。光信号在F阶段的发光光谱介于波长150～900nm，波峰分别位于650nm和850nm。

[0092] 其中，图7和图8展示了发光周期内10～12ms的第二发光阶段的A～F六个阶段的光谱。光谱的变化顺序为A→B→C→D→E→F。优选的，光谱的变化顺序可以按需改变。如图7所示，光信号在A阶段的发光光谱介于波长350～750nm，波峰分别位于550nm和650nm。光信号在B阶段的发光光谱介于波长350～700nm，波峰位于550nm。光信号在C阶段的发光光谱介于波长350～750nm，波峰位于650nm。如图8所示，光信号在D阶段的发光光谱介于波长150～800nm，波峰位于650nm。特别的，特征曲线在650nm附近的发光强度急速上升和下降。光信号在E阶段的发光光谱介于波长150～850nm，波峰位于650nm。特别的，特征曲线在650nm附近的发光强度急速上升和缓慢下降。光信号在F阶段的发光光谱介于波长150～900nm，波峰位于650nm。特别的，特征曲线在650nm附近的发光强度缓慢上升和缓慢下降。

[0093] 其中，图9和图10展示了发光周期内12～15ms的第三发光阶段的A～F六个阶段的光谱。光谱的变化顺序为A→B→C→D→E→F。优选的，光谱的变化顺序可以按需改变。如图9所示，光信号在A阶段的发光光谱介于波长350～750nm，波峰位于550nm，并且在550nm附近的发光强度随着波长缓慢上升，在临近峰值急速上升，在到达峰值后缓慢下降。光信号在B阶段的发光光谱介于波长350～700nm，波峰位于550nm，并且在550nm附近的发光强度随着波长缓慢上升，在到达峰值后缓慢下降。光信号在C阶段的发光光谱介于波长350～750nm，波峰位于650nm，并且在650nm附近的发光强度随着波长缓慢上升，在到达峰值后急速下降。

[0094] 如图10所示，光信号在D阶段的发光光谱介于波长150～850nm，波峰位于650nm，并且在650nm附近的发光强度随着波长缓慢上升，在到达峰值后缓慢下降。光信号在E阶段的发光光谱介于波长150～850nm，波峰分别位于650nm，并且在650nm附近的发光强度随着波长缓慢上升，在临近峰值急速上升并在到达峰值后缓慢下降。光信号在F阶段的发光光谱介于波长150～900nm，波峰位于650nm，并且在650nm附近的发光强度随着波长缓慢上升，在临近峰值急速上升并在到达峰值后缓慢下降。优选的，D→F阶段中，E阶段峰值的发光强度相对较低。

[0095] 本发明还包括其它变化形式的特征曲线，种类众多，无法一一展示。

[0096] 实施例4

[0097] 本实施例是对实施例1至3的进一步改进，重复的内容不再赘述。

[0098] 一种基于频闪信息的预警方法，其特征在于，方法的步骤至少包括：将载有监测信息的电信号调制为发光周期内包括至少两个发光阶段的光信号，其中，基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置至少一个监测信息，和基于调制至少一个发光阶段的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律的方式设置其光强度/亮度趋近于零坎德拉变化的至少一个监测信息。在至少一个光信号中的至少一个监测信息处于预警状态时，发送预警指令并控制至少一个光收发单元投射与安全等级对应的引导光图案以指示安全路线。

[0099] 光信号的发光周期内至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有异常信息，和/或至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律与异常信息关联，至少一个发光阶段的光的发光时长、特征曲线和/或光谱变化规律载有传感器的设备信息和/或设备标识。

[0100] 例如，保险箱设置有传感单元10，传感单元10与密码锁连接。光收发单元20为室内的灯具。控制单元40和分析单元30可以设置在灯具内，也可以设置在灯具外。当有人准备启动密码锁且密码或验证信息输入的错误次数达到阈值时，传感单元10将异常信息以不可见的光信号发送至光收发单元20。控制单元40基于异常信息启动预警方案，控制声音预警单元启动，控制灯具投射出警告的光图案并闪烁。

[0101] 例如，室内的某一个开关设置有报警的传感单元10。当用户在室内遇到威胁且不便报警时，启动开关则触发传感单元10，传感单元10将室内地址信息和报警信息以不可见光发送至灯具的光收发单元20。控制单元40基于异常信息通过网络或专用线路向110平台报警。从而在不惊动非法分子的情况下完成报警行为。

[0102] 例如，工厂内的车床上设置有安装了传感单元的第一灯具和设置有光收发单元20的第二灯具。第一灯具以可见光的光信号向第二灯具发送监测信息，即满足车床需要的照明，又有效的传输了监测信息。分析单元30存储有预警方案、厂房设置信息、厂房安全通道等信息。在分析出监测信息内的异常信息后，分析单元30结合厂房信息和异常信息综合得到厂房的安全等级以及人员的安全路线，从而形成安全预警方案。分析单元30将安全预警方案发送控制单元40。控制单元40基于安全预警方案向坐标处于安全位置且与安全路线相关的第二灯具发送投射光图案的控制指令。第二灯具响应于控制指令，发出对应的路线指示图案或者安全标志图案。

[0103] 需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。