被動式活動目標無線監測定位系統的製作方法

2023-06-07 09:40:16

專利名稱：被動式活動目標無線監測定位系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線監測定位系統，具體說是一種被動式活動目標無線監測定位系統。
目前使用的報警監控系統的目標多為相對固定目標，例如銀行報警系統、企業財會室報警系統、聖峰報警系統。
本發明的目的在於避免上述現有技術中的不足之處而提供一種方便直觀地為軍、警方捕捉尋找活動目標的被動式活動目標無線監測定位系統。
本發明的目的可以通過以下措施來達到一種被動式活動目標無線監測定位系統，包括中央控制室，其特徵在於發射部分單片機程序產生該子機的串行編碼信號，該信號送到由高頻集成電路組成的調頻信號振蕩調製模塊，被調製成調頻信號，該調頻信號由高頻功放模塊放大後，由高效的偶極半波振子天線發射；接收部分接收天線輸出端接至調頻接收機輸入端，調頻接收機輸出端、無線角度傳感器輸出端均與單片機I/O口相連，單片機輸出端接至數據機輸入端，數據機輸出端接至中央控制室。
本發明的目的還可以通過以下措施來達到接收天線為全方位、高方向性的八木振子天線陣，並可做到360度連續旋轉，其波瓣夾角不大於1度；接收部分至少需兩套天線系統；接收部分配置三套天線系統為最佳方案。


圖1是本發明電原理框圖。
圖2是本發明發射機電原理圖。
圖3是本發明程序框圖。
本發明下面將結合附圖作進一步詳述(1)發射部分如圖1所示，本系統的發射機主要由三部分組成。首先是由PIC58BS單片機程序產生該子機的串行編碼信號(此編碼為該子機獨有，即識別碼)。該信號送到由UPC1651高頻集成電路組成的調頻信號振蕩調製模塊，被調製成420MHZ-470MHZ的調頻信號，(因頻率資源由國家統一安排分配，故上述頻率只用於原理分析)。最後該調頻信號由三菱公司的M5779H高頻功放模塊放大後，由高效的偶極半波振子天線發射。
如圖2所示PIC58BS組成編碼部分，其中，PIC58BS的2、3腳接到插口CK2，該插口為編程專用，即生產過程中方使用。其1、18、17三個腳接至電可擦除存儲器——93LC56。該存儲器保存編碼信息及用戶要求的應用程式。PIC58BS的4腳接到由BG1、R1、R2、R3組成的上電自動復位電路，在按通電源時，它們可給PIC58BS提供一個復位脈衝信號，PIC58BS的6-13腳為I/O口，除13腳用於輸出編碼信號外，其餘I/O都可根據具體應用的要求靈活設定其功能。PIC58BS的15、16腳為振蕩輸入、輸出，在電路上這兩腳接有一隻4MHZ的石英振子振蕩器，該主頻可使PIC58BS提供每秒2000條語句以上的執行速度，PIC58BS的14腳為電源正極引腳，5腳為接地引腳。PIC58BS的13腳送出的編碼信號經C3隔直流耦合電容接到由UPC1651組成的調頻調製模塊，UPC1651為四腳微型封裝的集成電路，在其1、3腳(即輸入、輸出腳)之間接有C1反饋電容，使其產生高頻振蕩信號，且此信號受1腳輸入的編碼信號調製。在UPC1651的3腳還接有L1、C4組成的選頻迴路，將頻譜成分淨化，以壓縮發射信號的頻帶寬度。已選頻的調頻信號經C2耦合至M57797H功放模塊的1腳，該模塊為一個五腳的厚膜電路，其4、2兩腳分別接至電源正和地，3腳為輸出端，直接接至發射天線，5腳為偏置電壓輸入，該腳接在電位器W1的滑動臂上，可根據電源電壓及功率要求提供給末級功放管以合適的偏置電流。關於電源部分，由於都是常見的典型線路，故在此不盡詳述。
(2)接收部分本系統接收天線為全方位、高方向性的八木振子天線陣。並可做到360度連續旋轉，其波瓣夾角不大於1度。與旋轉天線同步的角度傳感器能不停地把角度信號送到PIC58BS單片機的I/O口。當天線系統捕捉到特定發射機發出的特定編碼時，調頻接收機解調出編碼信號，並送至單片機，PIC58BS單片機即把此編碼信號與同一時間的角度信號輸出，通過符合RS-232C標準的串行口送到調製接調器，調製成音頻脈衝號，通過專用線路送至中央控制室。本系統的最簡配置需兩套這樣的天線系統，考慮到提高精度及維修、保養不間斷工作，建議系統配置最佳方案為三套。
關於天線系統與中央控制室之間的專用線路，建議採用專用電纜，這樣會大大提高系統速度，並可同時跟蹤更多目標。如無法架設專用電纜，採用普通電話線路亦可。
中央控制室內的多媒體計算機(以下簡稱計算機1)把覆蓋地區地圖及經緯度通過大屏幕顯示器影射出。當中央控制室接收到天線系統發回的音頻脈衝信號，通過數據機解調成計算機能夠識別的串行信號，然後送入計算機1。計算機1根據兩套已知方位的天線系統發回的角度信號即可計算出目標的準確位置和坐標，並將目標點在計算機1的顯示屏及大屏幕上同時標出。因大屏幕上已有覆蓋地區地圖及經緯度，則操作人員能迅速、直觀地判斷出目標所處的地理位置及經緯度。在計算目標位置時，計算機1會把角度信號與識別碼信號分離開，其中角度信號用於判斷目標位置；而識別碼信號用於判斷哪兩個角度信號為同一目標，以保證在同時跟蹤多目標時不會出現虛假目標，從而提高系統的準確性。
完成上述計算過程後，計算機1將識別碼信號通過並行口「LPTl」送入普通計算機(以下簡稱計算機2)。計算機2接收到識別碼信號後，立即在本機資料庫內尋找出與識別碼相對應的目標備案資料，並在計算機2的顯示器上顯示出。同時可在大屏幕上以畫中畫形式顯示出來，如必要時也可將資料列印備案。
(3)軟體分析如圖3所示，首先分析PIC58BS單片機部分的程序。由天線傳回的識別碼串行信號經整形後輸入單片機的I/O口RBO(見單片機原理圖)，此信號被以字符串的形式賦值為 。同時，由角度傳感器送回的角度信號被送入RB1，同樣以字符串的形式賦值為 。下一步程序將判斷 是否為空串。如果是，就表明在該角度沒有目標，則程序返回起始端，準備輸入下一個數據。如果不是空串，則進一步檢查字符串是否為規定長度，因編碼電路產生的串行編碼長度是一定的，故檢查字符串長度可有效地排除幹擾因素。如長度不符合要求也同樣返回程序起始端。如長度也符合要求，則將 和 相加並通過串行輸出插口將其發送出去。因 字符串的長度是一定的，故可將它們直接相加而無需分隔符，下面的程序也能輕易、有效地將它們分離。
接著分析計算機1的程序。該程序首先將覆蓋地區地圖影射在顯示器及大屏幕上，然後從計算機1的串行口COM1、COM2讀出兩路天線系統送回的識別碼和角度的複合信號，並分別賦值為 和 ，然後用字符串函數分離識別碼信號和角度信號。接著程序在D 和 中尋找相同的識別碼。如找到後，則將 、ES中該識別碼之後的若干位讀出即得到了兩個角度值並計算出目標點的位置(在屏幕上的坐標)。再通過目標點與已知天線點(天線在屏幕上的位置)的相對關係及已知天線點的經緯度，就可輕易地算出目標點的經緯度，此經緯度可根據實際情況是否需要而選擇是否顯示。計算出目標點後，還要判斷該點是否在屏幕顯示範圍。如果在屏幕顯示範圍以內，則將該點在顯示器和大屏幕上顯示出來。如果該點在屏幕顯示範圍以外，則只將該點的經緯度顯示在屏幕上。完成上述計算後，計算機1將把有效的識別碼通過並行口輸出至計算機2，並將
中計算過的識別碼及它對應的角度刪除，然後返回第三步，繼續計算下一個目標，直到
變為空串或找不到相同識別碼後，返回第二步，重新讀COM1、COM2中的字符串，然後重複上面的過程，以更新目標的位置。
計算機2的程序是一個簡單的資料庫系統，只要從並行口讀入字符串再在資料庫中查找相同的字符串，並把該字符串對應的資料顯示出來即可，由於該程序較簡單且類似程序較多，故在此省略分析過程。
本發明相比現有技術具有如下優點1、即時性通過高速計算機運算，能快速及時地更新顯示畫面，以反映活動目標當前最新方位。2、直觀性通過大屏幕顯示器射出的覆蓋地區地圖，能直接反映出活動目標當前所處的地理位置。3、目標活動性通過專用軟體計算，能顯示出目標的運動軌跡。4、識別性通過大規模編、解碼電路，能識別不少於400萬組活動目標，並迅速顯示出目標的存檔資料。5、易擴充性只要多處安裝本系統，即可無限擴大監測範圍，達到異地聯網之效果。且能與警、軍方現有的閉路監測系統結合工作，以發揮更大的效能。6、本系統對其它行業無依賴性如電信業等，故不受其它行業限制，更不會干擾其它行業的正常運作。7、本系統價格適中，在覆蓋範圍內無盲區。
權利要求
1.一種被動式活動目標無線監測定位系統，包括中央控制室，其特徵在於發射部分單片機程序產生該子機的串行編碼信號，該信號送到由高頻集成電路組成的調頻信號振蕩調製模塊，被調製成調頻信號，該調頻信號由高頻功放模塊放大後，由高效的偶極半波振子天線發射；接收部分接收天線輸出端接至調頻接收機輸入端，調頻接收機輸出端、無線角度傳感器輸出端均與單片機I/O口相連，單片機輸出端接至數據機輸入端，數據機輸出端接至中央控制室。
2.根據權利要求1所述的被動式活動目標無線監測定位系統，其特徵在於接收天線為全方位、高方向性的八木振子天線陣，並可做到360度連續旋轉，其波瓣夾角不大於1度。
3.根據權利要求1所述的被動式活動目標無線監測定位系統，其特徵在於接收部分至少需兩套天線系統。
4.根據權利要求1或3所述的被動式活動目標無線監測定位系統，其特徵在於接收部分配置三套天線系統為最佳方案。
全文摘要
本發明提供了一種方便直觀地為軍、警方捕捉尋找活動目標的被動式活動目標無線監測定位系統。該系統主要由發射、接收和中央控制室組成，其中發射部分由PIC58BS單片機、UPC1651調頻信號振蕩調製模塊、M57797H高頻功放模塊組成，接收部分由接收天線、無線角度傳感器、調頻接收機、PIC58BS單片機、數據機組成。
文檔編號G01S13/06GK1155083SQ9611681
公開日1997年7月23日 申請日期1996年1月17日 優先權日1996年1月17日
發明者朱嶸 申請人:朱嶸