近距離防丟失預(yù)警與定位裝置及其定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防丟裝置，具體為近距離防丟失預(yù)警與定位裝置及其定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]兒童走丟和隨身攜帶的物品遺失問(wèn)題十分令人困擾。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)前平安社會(huì)和智慧城市的建設(shè)中安裝的視頻監(jiān)控系統(tǒng)能在事后幫助回溯和查找，但大多數(shù)情況下仍無(wú)法找回。如果能設(shè)計(jì)一種防止物品或兒童丟失的預(yù)警和定位裝置，則可有效防止丟失的結(jié)果發(fā)生。隨著通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)物品識(shí)別和定位的技術(shù)日益成熟。當(dāng)前可用于對(duì)物品定位的首要方法是基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)，包括GPS和北斗系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)較為精確的定位，但由于衛(wèi)星定位系統(tǒng)必須保證衛(wèi)星的可視性，所以只能在無(wú)遮擋的環(huán)境條件下應(yīng)用。另外衛(wèi)星定位系統(tǒng)功耗和成本都較高，不適合一般物品的防丟失應(yīng)用。近年來(lái)，隨著無(wú)線通信和微電子技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線測(cè)距技術(shù)開(kāi)始得到應(yīng)用。目前可用的無(wú)線測(cè)距技術(shù)主要包括基于RSS1、基于CCS、基于TOA、基于TDOA和基于TOF等方法，這些方法通過(guò)測(cè)量收發(fā)信方之間的信號(hào)衰減特征或信號(hào)傳播時(shí)間等信息來(lái)計(jì)算收發(fā)雙方之間的距離。為了提高無(wú)線測(cè)距的精度，一些IC廠商開(kāi)始提供融合兩種或數(shù)種以上技術(shù)的無(wú)線測(cè)距專用芯片，使無(wú)線測(cè)距技術(shù)得到實(shí)用。為了得到物品的定位信息，一些技術(shù)開(kāi)始采用多個(gè)固定或移動(dòng)基站(或錨點(diǎn))對(duì)某一終端進(jìn)行測(cè)距，然后根據(jù)基站間的相對(duì)幾何位置及測(cè)距信息來(lái)對(duì)被定位終端進(jìn)行定位。這種定位方式需要較多的參考定位設(shè)備，難以滿足便攜式需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明涉及利用無(wú)線測(cè)距進(jìn)行定位的系統(tǒng)，提供一種定位設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小、功耗低的防丟失預(yù)警與定位裝置及定位方法。
[0004]具體技術(shù)方案為:
[0005]近距離防丟失預(yù)警與定位裝置，包括定位模塊與被定位模塊；
[0006]定位模塊包括定位微處理器單元、定位無(wú)線收發(fā)單元、計(jì)算單元、示警單元和定位供電單元，所述的計(jì)算單元連接有顯示單元和輸入單元，所述的計(jì)算單元、定位供電單元、示警單元分別與定位微處理器單元連接；
[0007]定位微處理器單元，接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議比對(duì)，判斷是否為指定被定位模塊回傳的應(yīng)答信號(hào)，如果判定為指定被定位模塊回傳的應(yīng)答信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，將包含測(cè)距信息的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算單元；
[0008]計(jì)算單元，根據(jù)收到被定位模塊的測(cè)距信息計(jì)算該被定位模塊與本定位模塊間的距離，對(duì)計(jì)算得到距離信息進(jìn)行存儲(chǔ)并與預(yù)設(shè)的預(yù)警距離進(jìn)行比對(duì)，如果計(jì)算距離大于預(yù)警距離，則啟動(dòng)示警單元提供預(yù)警信號(hào)；
[0009]定位無(wú)線收發(fā)單元，進(jìn)行信號(hào)調(diào)制和放大后通過(guò)天線發(fā)送給被定位模塊，接收被定位模塊的應(yīng)答；
[0010]輸入單元，用于通過(guò)控制定位模塊對(duì)被定位模塊的定位操作；
[0011]定位供電單元，用于給定位微處理器單元和定位無(wú)線收發(fā)單元提供電源；
[0012]被定位模塊包括被定位無(wú)線收發(fā)單元、被定位微處理器單元和被定位供電單元，被定位無(wú)線收發(fā)單元與被定位微處理器單元連接；
[0013]定位無(wú)線收發(fā)單元，對(duì)接受到的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和解調(diào)處理后得到數(shù)據(jù)信號(hào)，將數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到被定位微處理器單元；將被定位微處理器單元處理后的包含測(cè)距信息和協(xié)議信息的數(shù)據(jù)通過(guò)天線發(fā)送給定位模塊；
[0014]被定位微處理器單元，對(duì)接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議比對(duì)，判斷是否為傳送給本被定位模塊的信號(hào)，如果判定為傳送給本被定位模塊的信號(hào)，被定位微處理器單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，將包含測(cè)距信息和協(xié)議信息的數(shù)據(jù)通過(guò)被定位無(wú)線收發(fā)單元發(fā)送給定位模塊；
[0015]被定位供電單元，用于給被定位微處理器單元和被定位無(wú)線收發(fā)單元提供電源。
[0016]其定位方法，包括以下步驟:
[0017](I)多點(diǎn)距離計(jì)算，定位模塊中的定位微處理器單元完成，輸入單元啟動(dòng)并在顯示單元上提供指示，指示使用者手持定位模塊完成三次測(cè)距操作，測(cè)距數(shù)據(jù)送往計(jì)算單元；
[0018](2)定位模塊的計(jì)算單元根據(jù)定位微處理器單元提供的測(cè)距數(shù)據(jù)判斷被定位模塊與定位模塊之間的相對(duì)方位，并對(duì)計(jì)算出的方位進(jìn)行輸出。
[0019]本發(fā)明提供的近距離防丟失預(yù)警與定位裝置及其定位方法，基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線通信測(cè)距的近距離防丟失預(yù)警與定位裝置和定位方法，系統(tǒng)僅需定位模塊和被定位模塊兩個(gè)無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)，通過(guò)定位模塊的定位操作來(lái)確定被定位模塊的方位和距離，從而實(shí)現(xiàn)被定位模塊的準(zhǔn)確定位。系統(tǒng)具有體積小、操作簡(jiǎn)單和功耗低的特點(diǎn)，方便用于一般物品和兒童的防丟失預(yù)警和定位。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的定位方法流程圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例定位判斷示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]結(jié)合實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0024]如圖1所示，近距離防丟失預(yù)警與定位裝置，包括定位模塊與被定位模塊；
[0025]定位模塊包括定位微處理器單元16、定位無(wú)線收發(fā)單元12、計(jì)算單元14、示警單元17和定位供電單元15，所述的計(jì)算單元14連接有顯示單元11和輸入單元13，所述的計(jì)算單元14、定位供電單元15、示警單元17分別與定位微處理器單元16連接；
[0026]定位微處理器單元16，接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議比對(duì)，判斷是否為指定被定位模塊回傳的應(yīng)答信號(hào)，如果判定為指定被定位模塊回傳的應(yīng)答信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，將包含測(cè)距信息的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算單元；
[0027]計(jì)算單元14，根據(jù)收到被定位模塊的測(cè)距信息計(jì)算該被定位模塊與本定位模塊間的距離，對(duì)計(jì)算得到距離信息進(jìn)行存儲(chǔ)并與預(yù)設(shè)的預(yù)警距離進(jìn)行比對(duì)，如果計(jì)算距離大于預(yù)警距離，則啟動(dòng)示警單元17提供預(yù)警信號(hào)；
[0028]計(jì)算單元14 一般為嵌入式系統(tǒng)，包括微處理器、存儲(chǔ)器等必要的電路元件，也可為DSP和單片機(jī)系統(tǒng)，也可以為獨(dú)立的電路系統(tǒng)，也可以與輸入單元13和顯示單元11 一起作為集成的系統(tǒng)單元，包括并不限于PDA、MP4、手機(jī)和掌上電腦等。
[0029]定位無(wú)線收發(fā)單元12，進(jìn)行信號(hào)調(diào)制和放大后通過(guò)天線發(fā)送給被定位模塊，接收被定位模塊的應(yīng)答；
[0030]輸入單元13，用于通過(guò)控制定位模塊對(duì)被定位模塊的定位操作；
[0031]定位供電單元15，用于給定位微處理器單元和定位無(wú)線收發(fā)單元提供電源；
[0032]定位微處理器單元16和定位無(wú)線收發(fā)單元12可以為分離的功能電路單元，也可以為集成的芯片系統(tǒng)單元。定位模塊中的計(jì)算單元14與定位微處理器單元16之間的數(shù)據(jù)通信可以為有線數(shù)據(jù)通信，也可以為無(wú)線數(shù)據(jù)通信，包括并不限于藍(lán)牙、WIF1、zigbee和紅外等通信方式。定位供電單元15可以是紐扣電池等直接供電元件，也可是通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路提供供電的電源裝置。
[0033]被定位模塊包括被定位無(wú)線收發(fā)單元23、被定位微處理器單元21和被定位供電單元22，被定位無(wú)線收發(fā)單元23與被定位微處理器單元21連接；
[0034]定位無(wú)線收發(fā)單元23，對(duì)接受到的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和解調(diào)處理后得到數(shù)據(jù)信號(hào)，將數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到被定位微處理器單元21 ;將被定位微處理器單元21處理后的包含測(cè)距信息和協(xié)議信息的數(shù)據(jù)通過(guò)天線發(fā)送給定位模塊；
[0035]被定位微處理器單元21，對(duì)接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)