電子標籤的定位系統、方法及電子標籤探測儀與流程

2023-12-02 18:00:06 1

本發明涉及探測領域，尤其涉及一種電子標籤的定位系統、方法及電子標籤探測儀。

背景技術：

圖1所示為一種電子標籤，在地下管線建設和維護過程中，所述電子標籤10可按照一定的間隔埋設，也可在改變走向的拐彎處和在一些事件點進行埋設以示標記。所述電子標籤10需與地下管線探測儀配合使用，構成地下管線電子標識系統。目前電子標籤的探測儀在進行電子標籤定位時，是通過提示聲音大小及屏幕顯示分貝數大小來判斷距離電子標籤的遠近。在探測時，由於沒有方向提示，需要手持探測儀前後左右改變位置才能判斷電子標籤在什麼方向，導致探測時間長，探測準確度不高。另外，現有的電子標籤探測儀並不具備遠程定位功能，用戶只能通過其他方式對電子標籤進行初步定位，再運用探測儀探測電子標籤的準確位置，探測效率不高。

因此，現有技術還有待於改進和發展。

技術實現要素：

鑑於上述現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種電子標籤的定位系統、方法及電子標籤探測儀，具有初步定位和精確定位兩種定位模式，提高了電子標籤的定位效率。

本發明的技術方案如下：

一種電子標籤的定位系統，包括：

顯示模塊，用於顯示電子標籤的位置；

初步定位模塊，用於在接收到電子標籤的坐標指令時，通過內置的電子地圖對電子標籤進行定位，使顯示模塊顯示出電子標籤的位置；

精確定位模塊，用於產生磁場，根據電子標籤對所述磁場的幹擾，對電子標籤進行精確定位。

所述的電子標籤的定位系統中，所述精確定位模塊包括：

探測天線，用於產生磁場；

多個霍爾傳感器，在與探測天線的中軸線垂直的面上，以中軸線為圓心均勻的設置；

處理單元，用於根據多個霍爾傳感器檢測到的磁感應強度，判斷電子標籤的位置。

所述的電子標籤的定位系統中，所述處理單元與多個霍爾傳感器連接，所述處理單元具體用於根據多個霍爾傳感器檢測到的磁感應強度，比較得出檢測的磁感應強度最弱的霍爾傳感器，將磁感應強度最弱的霍爾傳感器所在的方位對應在顯示模塊中顯示為電子標籤的位置。

所述的電子標籤的定位系統中，所述探測天線為線圈天線。

所述的電子標籤的定位系統中，所述霍爾傳感器的數量為8個。

一種基於電子標籤的定位系統的電子標籤的定位方法，包括如下步驟：

A、初步定位模塊在接收到電子標籤的坐標指令時，通過內置的電子地圖對電子標籤進行定位，使顯示模塊顯示出電子標籤的位置；

B、精確定位模塊產生磁場，根據電子標籤對所述磁場的幹擾，對電子標籤進行精確定位；

C、顯示模塊顯示電子標籤的位置。

所述的電子標籤的定位方法中，所述步驟B具體包括：

B1、由探測天線產生磁場；

B2、多個霍爾傳感器檢測所在位置的磁感應強度；

B3、處理單元根據多個霍爾傳感器檢測到的磁感應強度，判斷電子標籤的位置。

所述的電子標籤的定位方法中，所述步驟B3具體包括：處理單元根據多個霍爾傳感器檢測到的磁感應強度，比較得出檢測的磁感應強度最弱的霍爾傳感器，將磁感應強度最弱的霍爾傳感器所在的方位對應在顯示模塊中顯示為電子標籤的位置。

所述的電子標籤的定位方法中，所述探測天線為線圈天線。

一種電子標籤探測儀，包括如上所述的電子標籤的定位系統。

本發明提供一種電子標籤的定位系統、方法及電子標籤探測儀，其中，所述定位系統包括顯示模塊、初步定位模塊和精確定位模塊。所述顯示模塊用於顯示電子標籤的位置；所述初步定位模塊用於在接收到電子標籤的坐標指令時，通過內置的電子地圖對電子標籤進行定位，使顯示模塊顯示出電子標籤的位置；所述精確定位模塊用於產生磁場，根據電子標籤對所述磁場的幹擾，對電子標籤進行精確定位。所述定位系統具有初步定位和精確定位兩種定位模式，作業人員先通過初步定位模塊定位出電子標籤的大致位置，到達該位置後，再通過精確定位模塊，對電子標籤進行最終的定位，提高了電子標籤的定位效率和準確度。

附圖說明

圖1為現有的電子標籤的結構示意圖。

圖2為本發明所述電子標籤的定位系統的結構框圖。

圖3為本發明所述電子標籤的定位系統中，精確定位模塊的工作原理示意圖。

圖4為本發明所述電子標籤的定位系統中，霍爾傳感器相對於探測天線的分布圖。

圖5為本發明所述電子標籤的定位方法的方法流程圖。

具體實施方式

本發明提供一種電子標籤的定位系統、方法及電子標籤探測儀，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

請參見圖2，本發明提供的電子標籤的定位系統，包括初步定位模塊20、精確定位模塊30和顯示模塊40。

初步定位模塊20，用於在接收到電子標籤的坐標指令時，通過內置的電子地圖對電子標籤進行定位，使顯示模塊40顯示出電子標籤的位置。所述電子地圖為GPS電子地圖。所述初步定位模塊20具體用於，在接收到電子標籤的坐標指令時，通過內置的GPS電子地圖對電子標籤進行定位，通過GPS獲取電子標籤探測儀當前所在的位置，計算電子標籤探測儀當前的位置與電子標籤位置之間的距離、方向和路線，並通過顯示模塊40顯示出來。換而言之，作業人員只需輸入電子標籤的坐標，即可得知電子標籤離作業人員的距離，還能獲得具體路線，非常方便和實用。

由於所述GPS電子地圖的定位誤差有2-3米，故還需精確定位模塊30對電子標籤進行精確定位。

所述精確定位模塊30，用於產生磁場，根據電子標籤對所述磁場的幹擾，對電子標籤進行精確定位。具體的，所述精確定位模塊30包括一個啟動單元，用於在電子標籤探測儀當前的位置與電子標籤的位置重合時（即，作業人員通過初步定位模塊20的指引到達電子標籤所在的位置時），自動啟動所述精確定位模塊30，對電子標籤進行精確定位。初步定位之後，再進行精確定位，相當的節能環保，初步定位和精確定位集成在電子標籤探測儀中，極大的提高了實用性和探測效率。

所述顯示模塊40，用於顯示電子標籤10的位置。

進一步的，所述精確定位模塊30包括探測天線310、多個霍爾傳感器（磁場傳感器）320、與多個霍爾傳感器320連接的處理單元330。

請一併參閱圖3和圖4，所述探測天線310，用於產生磁場，產生的磁場中，磁感線如圖3虛線箭頭所示，形成一個磁感應區。所述探測天線310為線圈天線，線圈天線通電後，產生磁場。

多個霍爾傳感器320，在與探測天線310的中軸線垂直的面上，以中軸線為圓心均勻的設置。由於多個霍爾傳感器320均勻設置，以探測天線310中軸線為中心，正北方為基準，每個霍爾傳感器320相對於探測天線310的中軸線都會形成一個夾角，當有霍爾傳感器檢測到的磁感應強度異常時，即可根據該霍爾傳感器對電子標籤10進行定位，非常準確和方便。而且，霍爾傳感器320的數量越多，定位越準確。優選的，所述霍爾傳感器320的數量為12個。而本實施例中，如圖4所示，所述霍爾傳感器的數量為8個，8個霍爾傳感器分別表示八個方位：北（前）、南（後）、西（左）和東（右）。

優選的，所述霍爾傳感器320設置在探測天線310的一端；多個霍爾傳感器320所在的面，與探測天線310的一端保持一定距離。這樣設置有利於節省電子標籤探測儀的體積，提高探測精度。所述一定距離可根據探測天線310形成的磁場的強度和霍爾傳感器320之間的距離而定。

所述處理單元330，用於根據多個霍爾傳感器320檢測到的磁感應強度，判斷電子標籤10的位置。具體的，所述處理單元330用於根據多個霍爾傳感器320檢測到的磁感應強度，比較得出檢測的磁感應強度最弱的霍爾傳感器，將磁感應強度最弱的霍爾傳感器所在的方位對應在顯示模塊50中顯示為電子標籤10的位置。由於電子標籤10會影響到磁感應區的磁感應強度，故靠近電子標籤10一側的霍爾傳感器感應到的磁感應強度會變弱，所述處理單元330隻需比較得出磁感應強最弱的霍爾傳感器所在的方位，即可獲知電子標籤的位置，非常方便和實用。

所述顯示模塊50，用於顯示處理單元330得出的電子標籤的位置，具體的，所述顯示模塊50存儲有電子地圖，所述顯示模塊50在電子地圖上顯示電子標籤的位置。

因此，本發明提供的電子標籤的定位系統，通過在垂直探測天線中軸線的面上，以中軸線為圓心均勻的設置多個霍爾傳感器。充分利用了電磁感應原理，處理單元只需比較得出磁感應強最弱的霍爾傳感器所在的方位，即可獲知電子標籤的位置，在距離電子標籤平面距離2~3米內效果非常好，實現了自動精確識別電子標籤，提高了定位速度和精度，無需手持探測儀前後左右改變位置來檢測。

進一步的，所述處理單元330包括基準單元、電壓比較單元和控制單元。

所述基準單元，用於獲取正北方向，以正北方向為基準。

所述電壓比較單元，用於比較與處理單元330連接的霍爾傳感器輸出的電壓，得出輸出電壓最低的霍爾傳感器。霍爾傳感器檢測的電壓越低，說明磁感應強度越弱。

所述控制單元，用於根據預先設置的各個霍爾傳感器相對於基準（正北方向）的位置關係，具體的，根據預先設置的各個霍爾傳感器相對於基準（正北方向）的夾角，得出輸出電壓最低的霍爾傳感器與基準的夾角，控制顯示模塊將電子標籤的位置對應的在電子地圖上顯示出來。

由此可知，所述處理單元只需比較設置在探測天線各個方位上的霍爾傳感器輸出的電壓即可識別電子標籤的位置，無需複雜的電路設計或者邏輯運算，簡單實用，所述處理單元可以由模擬電路構成，當然，也可以是MCU，本發明不作限定。

基於上一實施例提供的電子標籤的定位系統，本發明還提供一種電子標籤的定位方法，如圖5所示，所述定位方法包括如下步驟：

S10、初步定位模塊在接收到電子標籤的坐標指令時，通過內置的電子地圖對電子標籤進行定位，使顯示模塊顯示出電子標籤的位置。所述電子地圖為GPS電子地圖。所述步驟S10具體包括：初步定位模塊在接收到電子標籤的坐標指令時，通過內置的GPS電子地圖對電子標籤進行定位，通過GPS獲取電子標籤探測儀當前所在的位置，計算電子標籤探測儀當前的位置與電子標籤位置之間的距離、方向和路線，並通過顯示模塊顯示出來。換而言之，作業人員只需輸入電子標籤的坐標，即可得知電子標籤離作業人員的距離，還能獲得具體路線，非常方便和實用。

由於所述GPS電子地圖的定位誤差有2-3米，故還需精確定位模塊對電子標籤進行精確定位。

S20、精確定位模塊產生磁場，根據電子標籤對所述磁場的幹擾，對電子標籤進行精確定位。

S30、顯示模塊顯示電子標籤的位置，具體的，根據初步定位模塊或精確定位模塊的定位，在電子地圖上顯示電子標籤的位置。

進一步的，所述步驟S20具體包括如下步驟：

S210、啟動單元，用於在電子標籤探測儀當前的位置與電子標籤的位置重合時（即，作業人員通過初步定位模塊20的指引到達電子標籤所在的位置時），自動啟動所述精確定位模塊，對電子標籤進行精確定位，具體的，自動啟動探測天線產生磁場。初步定位之後，再進行精確定位，相當的節能環保，初步定位和精確定位集成在電子標籤探測儀中，極大的提高了實用性和探測效率。

S220、由探測天線產生磁場；在與探測天線的中軸線垂直的面上，以中軸線為圓心均勻的設置有多個霍爾傳感器。所述探測天線，用於產生磁場，產生的磁場中，磁感線如圖3虛線箭頭所示，形成一個磁感應區。所述探測天線310為線圈天線，線圈天線通電後，產生磁場。

S230、多個霍爾傳感器檢測所在位置的磁感應強度。由於多個霍爾傳感器均勻設置，以探測天線中軸線為中心，正北方為基準，每個霍爾傳感器相對於探測天線的中軸線都會形成一個夾角，當有霍爾傳感器檢測到的磁感應強度異常時，即可根據該霍爾傳感器對電子標籤進行定位，非常準確和方便。而且，霍爾傳感器的數量越多，定位越準確。優選的，所述霍爾傳感器的數量為12個。而本實施例中，如圖4所示，所述霍爾傳感器的數量為8個，8個霍爾傳感器分別表示八個方位：北（前）、南（後）、西（左）和東（右）。

優選的，所述霍爾傳感器設置在探測天線的一端；多個霍爾傳感器所在的面，與探測天線的一端保持一定距離。這樣設置有利於節省電子標籤探測儀的體積，提高探測精度。所述一定距離可根據探測天線形成的磁場的強度和霍爾傳感器之間的距離而定。

S240、處理單元根據多個霍爾傳感器檢測到的磁感應強度，判斷電子標籤的位置。進一步的，所述步驟S240具體包括：處理單元根據多個霍爾傳感器檢測到的磁感應強度，比較得出檢測的磁感應強度最弱的霍爾傳感器，將磁感應強度最弱的霍爾傳感器所在的方位對應在顯示模塊中顯示為電子標籤的位置。由於電子標籤會影響到磁感應區的磁感應強度，故靠近電子標籤一側的霍爾傳感器感應到的磁感應強度會變弱，所述處理單元只需比較得出磁感應強最弱的霍爾傳感器所在的方位，即可獲知電子標籤的位置，非常方便和實用。

因此，本發明提供的電子標籤的定位方法，通過在垂直探測天線中軸線的面上，以中軸線為圓心均勻的設置多個霍爾傳感器。充分利用了電磁感應原理，處理單元只需比較得出磁感應強最弱的霍爾傳感器所在的方位，即可獲知電子標籤的位置，在距離電子標籤平面距離2~3米內效果非常好，實現了自動識別電子標籤，提高了定位速度和精度，無需手持探測儀前後左右改變位置來檢測。

更進一步的，所述步驟S240包括：

S241、基準單元獲取正北方向，以正北方向為基準。

S242、電壓比較單元比較與處理單元連接的霍爾傳感器輸出的電壓，得出輸出電壓最低的霍爾傳感器。霍爾傳感器檢測的電壓越低，說明磁感應強度越弱。

S243、控制單元根據預先設置的各個霍爾傳感器相對於基準（正北方向）的位置關係，具體的，根據預先設置的各個霍爾傳感器相對於基準（正北方向）的夾角，得出輸出電壓最低的霍爾傳感器與基準的夾角，控制顯示模塊將電子標籤的位置對應的在電子地圖上顯示出來。

由此可知，所述處理單元只需比較設置在探測天線各個方位上的霍爾傳感器輸出的電壓即可識別電子標籤的位置，無需複雜的電路設計或者邏輯運算，簡單實用，所述處理單元可以由模擬電路構成，當然，也可以是MCU，本發明不作限定。

基於上一實施例提供的電子標籤的定位系統，本發明還提供一種電子標籤探測儀，包括如上所述的電子標籤的定位系統。由於所述探測儀的具體探測原理及結構在上一實施例中已詳細闡述，在此不再贅述。

應當理解的是，本發明的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。