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基于漏泄通訊電纜信號(hào)衰減差值的位移定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及基于漏泄通訊電纜信號(hào)衰減差值的位移定位系統(tǒng)，包括上位機(jī)、已知長(zhǎng)度的漏泄通訊電纜L和移動(dòng)站，所述漏泄通訊電纜L的兩端連接第一基站和第二基站，所述移動(dòng)站沿漏泄通訊電纜L移動(dòng)；并通過(guò)漏泄通訊電纜L與第一基站和第二基站射頻通訊，或由所述漏泄通訊電纜L兩端的第一基站和第二基站發(fā)送相同信號(hào)強(qiáng)度的射頻信號(hào)，由移動(dòng)站接收。本實(shí)用新型通過(guò)同一信號(hào)進(jìn)入漏泄通訊電纜L傳輸?shù)絻啥水a(chǎn)生不同的衰減值，利用其接收信號(hào)強(qiáng)度容易測(cè)量，其衰減值差值與傳輸距離正相關(guān)的特性，分析計(jì)算出移動(dòng)站和基站之間的精確距離，實(shí)現(xiàn)封閉巷道的實(shí)時(shí)精確定位，完全免除了讀卡器的安裝，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，減少了安裝工作量和后期維護(hù)工作量，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】基于漏泄通訊電纜信號(hào)衰減差值的位移定位系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及位移傳感定位領(lǐng)域，尤其是一種基于射頻漏泄通訊技術(shù)的位移傳感定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，傳統(tǒng)的封閉巷道位置定位系統(tǒng)絕大部分采用在定位線路上，各個(gè)定位點(diǎn)安裝射頻讀卡器，移動(dòng)目標(biāo)攜帶射頻標(biāo)示卡，在讀卡器信號(hào)范圍內(nèi)進(jìn)行門(mén)禁式定位，此類定位技術(shù)需要大量安裝讀卡器，工作量大，后期的維護(hù)工作量大，系統(tǒng)故障率高，覆蓋區(qū)域有限，盲區(qū)多。中國(guó)專利CN202614244U公開(kāi)了一種基于漏泄通訊電纜射頻通訊技術(shù)的位移傳感定位系統(tǒng)及方法，該技術(shù)采用往返兩根漏泄通訊電纜利用信號(hào)往返飛行時(shí)間測(cè)定距離實(shí)現(xiàn)定位。該技術(shù)雖能實(shí)現(xiàn)全程精確定位，但對(duì)移動(dòng)站自身的晶振和電氣性能要求高，成本較聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于漏泄通訊技術(shù)的巷道內(nèi)運(yùn)動(dòng)物體位移定位系統(tǒng)，其無(wú)需在定位線路上安裝讀卡器、優(yōu)于傳統(tǒng)讀卡器門(mén)禁定位方式，又異于用往返兩根漏泄通訊電纜，利用漏泄通訊電纜上射頻信號(hào)傳輸?shù)墓β仕p量與其固定頻率纜上傳輸衰減系數(shù)和傳輸距離相關(guān)的物理特性。經(jīng)比較計(jì)算漏泄通訊兩端的衰減值確定移動(dòng)站位置信息，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)實(shí)現(xiàn)方便、穩(wěn)定性強(qiáng)、定位精度聞。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:基于漏泄通訊電纜信號(hào)衰減差值的位移定位系統(tǒng)，包括上位機(jī)、已知長(zhǎng)度的漏泄通訊電纜L和移動(dòng)站，所述漏泄通訊電纜L的兩端連接第一基站和第二基站，所述移動(dòng)站沿漏泄通訊電纜L移動(dòng)；并通過(guò)漏泄通訊電纜L與第一基站和第二基站射頻通訊，或由所述漏泄通訊電纜L兩端的第一基站和第二基站發(fā)送相同信號(hào)強(qiáng)度的射頻信號(hào)，由移動(dòng)站接收；每?jī)蓚€(gè)基站和一根已知長(zhǎng)度漏泄通訊電纜L形成定位通訊子單元，所述上位機(jī)通過(guò)通訊電纜或光纖與若干個(gè)子單元連接通訊。若干個(gè)所述子單元采用串聯(lián)或并聯(lián)連接。
[0005]所述第一、二基站和移動(dòng)站內(nèi)均設(shè)置數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊，所述數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊連接。
[0006]所述漏泄通訊電纜L是在射頻同軸電纜屏蔽層每隔一定距離開(kāi)槽或孔，以使纜上射頻信號(hào)與外界通過(guò)漏泄窗口相互通訊，漏泄信號(hào)沿纜方向根據(jù)開(kāi)孔的間隔距離，進(jìn)行連續(xù)漏泄通訊，或每間隔一段距離漏泄通訊。
[0007]該位移定位系統(tǒng)的定位方法，包括以下步驟:
[0008]I)、移動(dòng)站沿漏泄通訊電纜L移動(dòng)并向漏泄通訊電纜L發(fā)送射頻信號(hào)，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)空間耦合在定位點(diǎn)D處進(jìn)入漏泄通訊電纜L后，分別向纜兩端的第一基站和第二基站傳送并被兩者接收；向兩端傳輸前在漏泄通訊電纜L上的D處的射頻信號(hào)為同一個(gè)信號(hào)和同一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度，在達(dá)到第一基站和第二基站時(shí)的射頻信號(hào)強(qiáng)度因距離不同產(chǎn)生差值，分別記為A (db)和B (db);系統(tǒng)通過(guò)第一基站和第二基站測(cè)得其收發(fā)信號(hào)強(qiáng)度值并計(jì)算差值；
[0009]2)、由于衰減系數(shù)一定，信號(hào)在同一根纜上的傳輸衰減值與傳輸長(zhǎng)度正相關(guān)，纜長(zhǎng)L 一定，因此射頻信號(hào)從D到第一基站和從D到第二基站的傳輸衰減值之間的差值也就是A(db)-B (db)，此差值與移動(dòng)站所在定位點(diǎn)D處到兩端第一基站和第二基站之間距離的差值成正比；系統(tǒng)通過(guò)比較和運(yùn)算，確定移動(dòng)站所在D處的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)站的定位。
[0010]進(jìn)一步:所述步驟2中，當(dāng)A (db)-B (db)的差值接近0，D的位置接近纜中間點(diǎn)，移動(dòng)站到兩端之間距離差值為O;當(dāng)A (db)-B (db)的差值最大，移動(dòng)站位置在第一基站端；當(dāng)A (db)-B (db)的差值最小負(fù)值,移動(dòng)站位置在第二基站端；通過(guò)計(jì)算A (db)-B (db)的差值與該射頻信號(hào)在纜上傳輸衰減系數(shù)的比值，系統(tǒng)確定定位點(diǎn)D距離兩端基站距離的差值，以確定定位點(diǎn)D的位置。
[0011]本實(shí)用新型的系統(tǒng)也可以由兩端基站發(fā)送相同信號(hào)強(qiáng)度的射頻信號(hào)，由移動(dòng)站接收并進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度差值計(jì)算，同理獲得位置信息后發(fā)送至系統(tǒng)和上位機(jī)。
[0012]由上述技術(shù)方案可知:本實(shí)用新型較讀卡器的定位方式有明顯的優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)全線平滑實(shí)時(shí)定位，并完全免除了讀卡器的安裝，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，減少了安裝工作量和后期維護(hù)工作量，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。與CN202614244U公開(kāi)的技術(shù)方案相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)、定位精度更高、更方便、成本更低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型的系統(tǒng)包括上位機(jī)1、已知長(zhǎng)度的漏泄通訊電纜L4和移動(dòng)站5，漏泄通訊電纜L4兩端連接第一基站2和第二基站3，移動(dòng)站5沿漏泄通訊電纜L4移動(dòng)；并通過(guò)漏泄通訊電纜L與第一基站2和第二基站3射頻通訊；所述第一基站與上位機(jī)通τΗ ο
[0015]第一基站2、第二基站3和移動(dòng)站5內(nèi)均設(shè)置數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊電連接。移動(dòng)站5與第一基站2、第二基站3只通過(guò)漏泄通訊電纜L4通訊，不直接通過(guò)空間傳輸通訊。每?jī)蓚€(gè)基站和一根已知長(zhǎng)度漏泄通訊電纜L4形成定位通訊子單元，上位機(jī)通過(guò)通訊電纜或光纖與若干子單元連接通訊。各子單元可串聯(lián)也可并聯(lián)，上位機(jī)與子單元的基站通過(guò)通訊電纜或光纖連接通訊，形成定位通訊系統(tǒng)。
[0016]所述漏泄通訊電纜L是在射頻同軸電纜屏蔽層每隔一定距離開(kāi)槽或孔或其他形狀窗口，以使纜上射頻信號(hào)與外界通過(guò)漏泄窗口相互通訊，漏泄信號(hào)沿纜方向根據(jù)開(kāi)孔的間隔距離，可以是連續(xù)漏泄通訊也可以是每間隔一段距離漏泄通訊。
[0017]在第一基站和第二基站之間的移動(dòng)站C沿漏泄纜L移動(dòng)，在定位點(diǎn)D處，其向漏泄通訊電纜L4上發(fā)送一個(gè)射頻信號(hào)f，經(jīng)過(guò)空間耦合信號(hào)在定位點(diǎn)D處進(jìn)入漏泄通訊電纜L4后繼續(xù)分別向兩端第一基站2和第二基站3傳輸。設(shè)第一基站2和第二基站3分別為A點(diǎn)和B點(diǎn)，那么到達(dá)A和B點(diǎn)時(shí)接收信號(hào)強(qiáng)度值分別設(shè)為A(db)、B (db)。由于該射頻信號(hào)在漏泄通訊電纜L4上的傳輸衰減系數(shù)(即百米衰減值)一定，漏泄通訊電纜L4上傳輸衰減值與傳輸距離成正比。該信號(hào)進(jìn)入纜后向兩端傳輸經(jīng)過(guò)不同距離到達(dá)A、B點(diǎn)產(chǎn)生不同的衰減值，由于該信號(hào)在耦合進(jìn)入纜上之前為同一個(gè)信號(hào)且同一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度，因此只需測(cè)定比較該信號(hào)到達(dá)第一基站2和第二基站3時(shí)的接收信號(hào)強(qiáng)度并進(jìn)行比較運(yùn)算信號(hào)差值，根據(jù)同樣條件下信號(hào)在纜上衰減的差值與其傳輸距離差值成正相關(guān)，即可確定移動(dòng)站5所在定位點(diǎn)D的位置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)站的通訊定位。即當(dāng)A (db)-B (db)的差值接近O，D的位置接近纜中間點(diǎn)，其到兩端之間距離差值為O;當(dāng)A (db)-B (db)的差值最大，其位置在A端；當(dāng)A (db) -B (db)的差值最小為負(fù),其位置在B端；通過(guò)A (db) -B (db)的差值與該信號(hào)在纜上傳輸衰減系數(shù)的比值，系統(tǒng)即可確定定位點(diǎn)D距離兩端距離差值，以確定D點(diǎn)的位置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)站的位移定位。
[0018]本實(shí)用新型也可由所述漏泄通訊電纜L兩端的第一基站和第二基站發(fā)送相同信號(hào)強(qiáng)度的射頻信號(hào)，由移動(dòng)站接收。計(jì)算方法類同，在此不再贅述。
[0019]總之，本實(shí)用新型通過(guò)同一信號(hào)進(jìn)入漏泄通訊電纜L傳輸?shù)絻啥水a(chǎn)生不同的衰減值，利用其接收信號(hào)強(qiáng)度容易測(cè)量，其衰減值差值與傳輸距離正相關(guān)的特性，分析計(jì)算出移動(dòng)站和基站之間的精確距離，實(shí)現(xiàn)封閉巷道的實(shí)時(shí)精確定位，完全免除了讀卡器的安裝，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，減少了安裝工作量和后期維護(hù)工作量，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0020]上述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型有多種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的發(fā)明思想和原則之內(nèi)，作出任何修改，等同替換，改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于漏泄通訊電纜信號(hào)衰減差值的位移定位系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括上位機(jī)、已知長(zhǎng)度的漏泄通訊電纜L和移動(dòng)站，所述漏泄通訊電纜L的兩端連接第一基站和第二基站，所述移動(dòng)站沿漏泄通訊電纜L移動(dòng)；并通過(guò)漏泄通訊電纜L與第一基站和第二基站射頻通訊，或由所述漏泄通訊電纜L兩端的第一基站和第二基站發(fā)送相同信號(hào)強(qiáng)度的射頻信號(hào)，由移動(dòng)站接收；每?jī)蓚€(gè)基站和一根已知長(zhǎng)度漏泄通訊電纜L形成定位通訊子單元，所述上位機(jī)通過(guò)通訊電纜或光纖與若干個(gè)子單元連接通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于漏泄通訊電纜信號(hào)衰減差值的位移定位系統(tǒng)，其特征在于:若干個(gè)所述子單元采用串聯(lián)或并聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于漏泄通訊電纜信號(hào)衰減差值的位移定位系統(tǒng)，其特征在于:所述第一、二基站和移動(dòng)站內(nèi)均設(shè)置數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊，所述數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于漏泄通訊電纜信號(hào)衰減差值的位移定位系統(tǒng)，其特征在于:所述漏泄通訊電纜L是在射頻同軸電纜屏蔽層每隔一定距離開(kāi)槽或孔，以使纜上射頻信號(hào)與外界通過(guò)漏泄窗口相互通訊，漏泄信號(hào)沿纜方向根據(jù)開(kāi)孔的間隔距離，進(jìn)行連續(xù)漏泄通訊，或每間隔一段距離漏泄通訊。
【文檔編號(hào)】G01S5/06GK203422469SQ201320430599
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】譚卓英, 童建偉 申請(qǐng)人:童建偉