專利名稱：一種控制無線通訊范圍的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無線通訊領域，具體地涉及需要控制無線通訊范圍在一定區(qū)域的應用中的射頻電路和天線綜合設計方法，特別是提供了一種僅依靠射頻電路及天線本身就可以控制無線通訊范圍的通用方法，可以使用在所有利用電磁場通訊同時又需要控制通訊范圍的無線通訊實踐中。
背景技術：
隨著射頻識別(RFID)，近場通訊(NFC)等無線通訊技術逐漸進入人們的生活，越來越多的業(yè)務可以通過刷卡來完成。人們在享受新技術帶來的方便快捷的同時，也在擔心無線通訊帶來的潛在風險。在通常的無線通訊中，由于無線終端的個體差異，通訊距離有遠有近。通常刷卡的時候，讀卡設備的場區(qū)里很可能存在多個終端設備，如果對通訊范圍不加控制，刷卡的時候就極有可能想刷的卡刷不到，而不想刷的卡卻被刷到。從而造成業(yè)務操作失敗，嚴重的有可能造成持卡人經濟上的損失，甚至引起法律上的糾紛。控制通訊范圍的難點在于移動終端的差異化。電磁波的傳播特性不同的移動終端，不同的應用環(huán)境，甚至同樣的終端在同樣的應用環(huán)境下由于擺放位置的不同，通訊范圍都會有巨大差異?，F有的技術通常利用調整接收門限絕對值，調整發(fā)射功率絕對值等方法來控制通訊范圍。由于不能解決對具體硬件特性的依賴，使用時都會遇到困難。不具備通用性。中國專利200810067445. 6公開了一種基于SM卡控制有效通訊距離的方法，該專利通過讀取移動設備的IMEI號確定移動終端的類型，再通過查表獲取與該類型終端對應的射頻參數，從而控制有效通訊距離。使用這種方法，需要將市面上的移動終端全部檢測一遍，通過實驗的手段取得各終端的射頻參數經驗數據，然后在SM卡里建立一張表格，SIM卡根據使用該卡的移動終端MEI號查表確定對應的射頻參數。這種方法對具體硬件依賴過大，操作繁瑣，生產SIM卡的廠商需要做海量測試工作；SIM卡中要存儲大量的射頻參數，浪費存儲空間；維護成本也比較高，當新的移動終端出現時，就需要到指定的地點重新校正射頻參數；用戶需要過多參與技術本身的實施，用戶體驗比較差，難于推廣；對于不使用SIM卡的移動終端，這種方法就因為失去了關鍵部件而失效。
發(fā)明內容
針對上述技術問題存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于定向天線組和相對接受信號強度(RSSI)實現對無線通訊范圍的控制方法。是由包括第一定向天線，第二定向天線，第一檢波模塊，第二檢波模塊，通訊終端和中央處理單元CPU組成，本發(fā)明是通過以下技術方案實現的第一定向天線連接第一檢波模塊；第二定向天線連接第二檢波模塊；第一檢波模塊和第二檢波模塊的檢波輸出送入CPU ;第一定向天線與第二定向天線根據所控制的通訊范圍，以一定夾角安裝，此時以第一定向天線的增益最大方向，和第二定向天線的增益最大方向所構成的區(qū)域成為受控通訊范圍；當通訊終端進入場區(qū)，第一定向天線與第二定向天線各自接收信號強度通過第一檢波模塊與第二檢波模塊被CPU接收到，CPU計算第一檢波模塊與第二檢波模塊輸出RSSI值的相對差D，與事先設定的閾值M做比較；當通訊終端在受控范圍內，此時D小于M，CPU做出判斷允許通訊終端和自己通訊；當通訊終端在受控范圍夕卜，此時D大于M，CPU做出判斷不允許通訊終端和自己通訊。
所述檢波模塊為邏輯功能模塊，其作用是獲取接收信號強度。在實際應用中，不一定表現為獨立的電路模塊，與使用的芯片相關。有的芯片自帶RSSI檢波功能。所述檢波模塊輸出的RSSI值送入中央處理單元(CPU)，根據要控制范圍的大小預置閾值大小，CPU比較所述各個檢波模塊的RSSI值，計算得到各個定向天線接收信號強度的相對差值，再與閾值比較，根據結果決定允許或不允許通訊發(fā)生。通過設定所述定向天線的數目，所述RSSI相對差閾值，所述安裝角度，可以靈活指定所述受控通訊范圍。有益效果該發(fā)明以所述定向天線接受信號的RSSI作為基本控制要素，通過比較多個所述定向天線的RSSI的相對大小，使得所述無線通信只能在限定的范圍內發(fā)生。本發(fā)明具有不依賴于具體通訊終端來控制通訊范圍的方法，實施簡便，低成本，具有通用性。
圖I是本發(fā)明的原理示意圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實例一的示意圖；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實例二的示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖所示之各優(yōu)選實施例做進一步詳述本發(fā)明所述基本控制單元如圖I所示，包括第一定向天線103連接第一檢波模塊104 ;第二定向天線105連接第二檢波模塊106 ;所述第一檢波模塊104和第二檢波模塊106是邏輯功能模塊，在實際實施中可以集成在射頻芯片內部，也可以是獨立的檢波電路模塊，使用獨立檢波電路時，也可以使用一個檢波模塊連接第一定向天線103和第二定向天線105，這樣可以節(jié)約成本；不論使用芯片自帶檢波功能，或者獨立檢波電路模塊，或者多個定向天線復用一個檢波電路模塊，使用本方法控制通訊范圍都應當視為本發(fā)明的實施實例；第一檢波模塊104和第二檢波模塊106的檢波輸出送入CPUlOl ;第一定向天線103與第二定向天線105根據所控制的通訊范圍，以一定夾角安裝，此時以第一定向天線103的增益最大方向203，和第二定向天線105的增益最大方向205所構成的區(qū)域成為受控通訊范圍；當通訊終端102進入場區(qū)，第一定向天線103與第二定向天線105各自接收信號強度通過第一檢波模塊104、第二檢波模塊106被CPUlOl接收到，CPUlOl計算第一檢波模塊104與第二檢波模塊106輸出RSSI值的相對差D，與事先設定的閾值M做比較；如果通訊終端102在受控范圍內，此時D小于M，CPUlOl做出判斷允許通訊終端102和自己通訊；如果通訊終端102在受控范圍外，此時D大于M，101做出判斷不允許通訊終端102和自己通訊；通過增大M，可以使受控范圍擴大為方向201與方向203所構成的區(qū)域，通過減小M，可以使受控范圍縮小到方向202與方向204構成的范圍，可以稱之為受控范圍的“呼吸效應”，方便在實際使用中靈活決定受控范圍；如果用相反的判據做為判決條件，即D大于M允許通訊發(fā)生，D小于M不允許通訊發(fā)生，則受控范圍成為禁止通訊區(qū)域，受控范圍之外則成為允許通訊范圍；則極特殊的應用中，設置D等于M時允許或禁止通訊發(fā)生，此時的受控范圍就是方向203和方向205。圖2是本發(fā)明實施例一的原理示意圖，第一定向天線103與第二定向天線105的最大方向沿X軸成180度角安裝；此時的受控范圍為平面301與平面303之間的區(qū)域；平面301垂直于第一定向天線103最大方向(即X軸),平面303垂直于第二定向天線105最大方向(也是X軸)；平面301與平面303在X軸上的截距由CPUlOl中設定的M值決定；調整M值，即可調整平面301與平面303之間的距離，從而調整受控范圍。在本實施例中，受控范圍是一個開放區(qū)域，只在X軸方向上受控。圖3是本發(fā)明實施例二的原理示意圖，第一定向天線103與第二定向天線105的最大方向平行于Z軸成180度角安裝,第三定向天線107與第四定向天線109的最大方向平行于Y軸成180度角安裝；第一定向天線103、第二定向天線105、第三定向天線107、第四 定向天線109的檢波輸出送入CPUlOl ；CPU101內置第一定向天線103與第二定向天線105的RSSI相對差DZ的閾值MZ，第三定向天線107與第四定向天線109的RSSI相對差DY的閾值MY，以及第一定向天線103、第二定向天線105這組天線的RSSI與第三定向天線107、第四定向天線109這組天線的RSSI之差DX的閾值MX ；MZ限定了垂直于Z軸的平面302和平面304的距離，MY限定了垂直于Y軸的平面305和平面306的距離，MX限定了垂直于X軸的平面301和平面303的距離；使用DZ小于MZ，DY小于MY，DZ小于MZ做為允許通訊發(fā)生的判據就可以將通訊范圍控制在平面301、302、303、304、305、306所圍成的封閉區(qū)間。
權利要求
1.一種控制無線通訊范圍的方法和裝置，包括第一定向天線(103)，第二定向天線(105)，第一檢波模塊(104)，第二檢波模塊(106)，通訊終端(102)和中央處理單元CPU(101 )，其特征在于第一定向天線(103)連接第一檢波模塊(104);第二定向天線(105)連接第二檢波模塊(106);第一檢波模塊(104)和第二檢波模塊(106)的檢波輸出送入CPU(101);第一定向天線(103)與第二定向天線(105)根據所控制的通訊范圍，以一定夾角安裝，此時以第一定向天線(103)的增益最大方向,和第二定向天線(105)的增益最大方向所構成的區(qū)域成為受控通訊范圍；當通訊終端(102)進入場區(qū)，第一定向天線(103)與第二定向天線(105)各自接收信號強度通過第一檢波模塊(104)與第二檢波模塊(106)被CPU(101)接收到，CPU (101)計算第一檢波模塊(104)與第二檢波模塊(106)輸出RSSI值的相對差D，與事先設定的閾值M做比較；當通訊終端(102)在受控范圍內，此時D小于M，CPU(IOl)做出判斷允許通訊終端(102)和自己通訊；當通訊終端(102)在受控范圍外，此時D大于M，CPU(IOl)做出判斷不允許通訊終端(102)和自己通訊。
2.根據權利要求I所述的一種控制無線通訊范圍的方法和裝置，其特征在于所述檢波模塊為邏輯功能模塊，獲取接收信號強度；在實際應用中，即表現為獨立的電路模塊，與使用的芯片相關；也有的芯片自帶RSSI檢波功能。
3.根據權利要求I所述的一種控制無線通訊范圍的方法和裝置，其特征在于通過設定所述定向天線的數目，所述RSSI相對差閾值，所述安裝角度，可以靈活指定所述受控通訊范圍。
全文摘要
一種控制無線通訊范圍的方法和裝置，其基本控制單元由定向天線103，105，檢波模塊104，106和CPU101組成；所述定向天線103，105的最大方向根據要控制的范圍成一定夾角安裝；104連接103，104檢測103的接收信號強度送入101，106連接105，106檢測105的接收信號強度送入101，101內置各定向天線接收信號強度差D的閾值M，通過設定D大于M，D小于M或者D等于M做為允許通訊發(fā)生的判據，可以將無線通訊控制在受控范圍內，受控范圍外或者受控范圍邊沿；通過調整M的大小，可以調整受控范圍的大小。本發(fā)明具有實施簡便，低成本，具有通用性。
文檔編號H04B1/38GK102970065SQ20121052798
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權日2012年12月6日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:大連凌波微聯科技有限公司