一種定位信號中繼器的製造方法
2023-04-22 19:46:06
一種定位信號中繼器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種定位信號中繼器，包括第一中央處理器和射頻收發器，第一中央處理器通過SPI口通訊連接射頻收發器，射頻收發器的狀態信號輸出端連接第一中央處理器的狀態信號接收端；所述的射頻收發器包括第二中央處理器，第二中央處理器通過SPI口通訊連接第一中央處理器，第二中央處理器通過第一狀態信號輸出端和第二狀態信號輸出端分別連接第一中央處理器的第一狀態信號接收端和第二狀態信號接收端，第二中央處理器通過穩壓模塊連接電源，第二中央處理器連接有計數器，第二中央處理器的差分信號引腳連接差分信號收發模塊，差分信號收發模塊連接天線，天線通過無線網絡連接電子標籤和AP機。
【專利說明】一種定位信號中繼器
【技術領域】
[0001]本發明涉及定位【技術領域】，尤其涉及一種用於小區域範圍內的定位信號中繼器。【背景技術】
[0002]在實時定位【技術領域】中，有衛星定位系統，如GPS系統和國內北鬥衛星定位系統，以及精確定位系統兩大類。其中衛星定位主要用於城市環境下的車載定位終端，定位精度不高，誤差範圍在幾米到幾十米之間，這樣的精度無法滿足小區域內精確定位的要求。然而，隨著網際網路技術的發展，針對室內或園區環境下定位的需求也越來越大，定位精度要求逐漸在提高，甚至需要達到幾米甚至幾釐米的範圍，由此而產生了精確定位技術的研究。
[0003]目前，常用的精確定位技術有ZigBee、藍牙、RFID、UffB定位技術等，這些定位技術主要依據標籤和定位傳感器之間的場強、信號到達時間等指標進行位置坐標的計算，已經存在比較成熟的理論和相應的算法，並且也有很多成型產品在實踐中得到應用，最為典型的就是RFID在物流行業的應用。但是，該算法存在精度低、時效性差等不足，並且這些方式的定位，容易受到外界環境的幹擾，造成定位的偏移或者錯判，對定位工作帶來很大的困擾。
[0004]對於小園區戶外工作人員來說，有時候需要及時掌握在崗情況；有時候，工作具有一定的危險性，需要隨時了解工作位置，特別是這種具有危險性的工作，更要求能夠精確的了解工作進度、人員位置等等，這就需要精確的定位。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種定位信號中繼器，能夠準確地實時識別和跟蹤定位人員的位置，提高人員定位的精度，可靠性強，結構簡單、使用方便。
[0006]本發明採用的技術方案為:
一種定位信號中繼器，包括第一中央處理器和射頻收發器，第一中央處理器通過SPI口通訊連接射頻收發器，射頻收發器的狀態信號輸出端連接第一中央處理器的狀態信號接收端；所述的射頻收發器包括第二中央處理器，第二中央處理器通過SPI 口通訊連接第一中央處理器，第二中央處理器通過第一狀態信號輸出端和第二狀態信號輸出端分別連接第一中央處理器的第一狀態信號接收端和第二狀態信號接收端，第二中央處理器通過穩壓模塊連接電源，第二中央處理器連接有計數器，第二中央處理器的差分信號引腳連接差分信號收發模塊，差分信號收發模塊連接天線，天線通過無線網絡連接電子標籤和AP機。
[0007]所述的SPI 口有四個，分別為連接第一中央處理器第一引腳的片選信號引腳，連接第一中央處理器第二引腳的時鐘信號引腳，連接第一中央處理器第三引腳的數據輸出引腳，連接第一中央處理器第四引腳的數據輸入引腳。
[0008]本發明的第一中央處理器通過對射頻收發器的調製方式和工作頻率等參數的配置，從而調配射頻收發器的工作狀態，當有目標對象靠近時，射頻收發器接收目標對象身上佩戴的電子標籤發射的無線信號，並將接收狀態信號發送給第一中央處理器，第一中央處理器根據射頻收發器發送的狀態信號，命令射頻收發器將接收到的無線信號發送給AP機，最後根據信號的情況判斷出標籤目標所處位置；能夠準確地實時識別和跟蹤定位人員的位置，提高人員定位的精度，大大減輕了管理人員的工作負擔，提高了工作效率，有效地實現了遠程智能監控和管理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的電路原理框圖；
圖2為本發明的使用狀態原理示意圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，本發明包括第一中央處理器和射頻收發器，射頻收發器包括第二中央處理器，第一中央處理器的第一引腳RDl連接射頻收發器第二中央處理器的片選信號引腳CSN，第一中央處理器的第二引腳RC2連接射頻收發器第二中央處理器的時鐘信號引腳SCLK，第一中央處理器的第三引腳RC3連接射頻收發器第二中央處理器的數據輸出引腳S0，第一中央處理器的第四引腳RCl連接射頻收發器第二中央處理器的數據輸入引腳SI ；第二中央處理器通過第一狀態信號輸出端⑶00和第二狀態信號輸出端⑶02分別連接第一中央處理器的第一狀態信號接收端A和第二狀態信號接收端B，第二中央處理器通過穩壓模塊連接電源，第二中央處理器連接有計數器，第二中央處理器的差分信號引腳連接差分信號收發模塊，差分信號收發模塊利用天線通過無線網絡接收電子標籤I發送的定位信號後，射頻收發器再將接收到的定位信號利用天線發送給AP機3。
[0011]以下結合圖1對本發明的工作原理進行詳細說明:
第二中央處理器通過穩壓模塊外接直流電源，電壓範圍可取7V — 20V，最佳選擇12V，直流電源經過穩壓模塊向內部輸出穩定的電壓，穩壓模塊採用AMS1117穩壓晶片。射頻收發器通過發射信號和接受信號進行數據收發。其中，射頻收發器通過6個引腳與第一中央處理器進行通信，射頻收發器中的6個引腳分別為S1、SCLK, S0、⑶02、GD00、CSN，其中S1、SCLK、S0、CSN組成SPI 口，第一中央處理器通過SPI 口向射頻收發器發送操作命令，對射頻收發器進行調製方式、工作頻率等參數的配置，通過指令將其工作狀態調配為接收狀態、發送狀態。另外兩個GD02、GDOO是狀態信號發送口，當射頻收發器接收到一個數據或發送完一個數據後，射頻收發器都會通過狀態信號輸出端GDOO和GD02輸出相應的狀態脈衝,第一中央處理器的引腳A、B根據接收到的高低脈衝來判斷射頻收發器的狀態，從而決定對射頻收發器的下一步操控。
[0012]射頻收發器中的計數器，具有電磁喚醒功能，本發明進入正常使用狀態，當計數器到達一個指定時間時，將射頻收發器自動從休眠狀態喚醒至空閒狀態，再進入接收狀態。當電子標籤I目標出現時，射頻收發器利用差分信號收發模塊及天線(差分信號收發模塊為現有成熟技術，在此不再贅述)，通過雙向雙場強的技術手段(雙向雙場強:雙向指射頻收發器與電子標籤I雙方互相發送信號；雙場強指射頻收發器與電子標籤I互相探測對方的信號強度)，射頻收發器與標籤之間相互探測對方信號強度，並且射頻收發器接收到電子標籤I的數據，通過第一狀態信號輸出端GDOO輸出接收狀態的脈衝，第一中央處理器根據這個脈衝，判斷出射頻收發器的狀態為接收狀態，然後通過SPI 口將射頻收發器配置為發送狀態，射頻收發器再將剛剛收到的數據轉發給通信AP機3，同時射頻收發器通過第二狀態信號輸出端GD02輸出發送數據的狀態脈衝，第一中央處理器根據這個脈衝，判斷出射頻收發器的狀態為發送狀態，然後將射頻收發器配置為接收狀態，繼續接收來自電子標籤I的數據，如此一直循環下去。如果在指定時間內沒有收到數據，則定位信號中繼器2自動進入休眠狀態，在此狀態下，除了內部實現喚醒功能的計數器工作外，其他都不工作。
[0013]結合圖2進一步說明本發明的定位情況；
本發明所述的定位信號中繼器2為定位系統的一部分。首先，人員目標身上佩戴有電子標籤1，電子標籤I內存儲有佩戴者的編號及個人信息，電子標籤I通過無線網絡周期性的向四周發送信號，多個定位信號中繼器2分散的設置於無線網絡覆蓋區域內。當需要定位某一位人員目標時，定位伺服器4將需要定位人員的編號發送給AP機3，AP機3將總命令分散給每一個定位信號中繼器2，定位信號中繼器2接收到AP機3的命令後，利用雙向雙場強的技術手段，探測附近的電子標籤1，當多個定位信號中繼中的一個接收到指定編號電子標籤I的信號最強、接收數據頻率穩定時，這個定位信號中繼再將接收到的數據發送給AP機3，AP機3再將定位信息發送給定位伺服器4進行分析、顯示。
[0014]本發明的網絡協議利用的IEEE 802.11系列網絡協議，通過網絡數據包的發送、接收、交換、綜合、比對以及時間戳等方式作為判斷位置數據的基本手段，而不是僅僅通過測量信號強度的方法來確定位置數據；雙向雙場強在充分利用網絡協議的同時，再通過定位信號中繼器2和電子標籤I (或手持終端)互相探測對方信號強度的方法作為定位輔助手段加以合理利用，提高人員定位的精度。
【權利要求】
1.一種定位信號中繼器，其特徵在於:包括第一中央處理器和射頻收發器，第一中央處理器通過SPI 口通訊連接射頻收發器，射頻收發器的狀態信號輸出端連接第一中央處理器的狀態信號接收端；所述的射頻收發器包括第二中央處理器，第二中央處理器通過SPI口通訊連接第一中央處理器，第二中央處理器通過第一狀態信號輸出端和第二狀態信號輸出端分別連接第一中央處理器的第一狀態信號接收端和第二狀態信號接收端，第二中央處理器通過穩壓模塊連接電源，第二中央處理器連接有計數器，第二中央處理器的差分信號引腳連接差分信號收發模塊，差分信號收發模塊連接天線，天線通過無線網絡連接電子標籤和AP機。
2.根據權利要求1所述的定位信號中繼器，其特徵在於:所述的SPI口有四個，分別為連接第一中央處理器第一引腳的片選信號引腳，連接第一中央處理器第二引腳的時鐘信號引腳，連接第一中央處理器第三引腳的數據輸出引腳，連接第一中央處理器第四引腳的數據輸入引腳。
【文檔編號】H04B7/14GK103973355SQ201410187072
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】胥俊巖 申請人:國家電網公司, 國網河南省電力公司許昌供電公司