本发明属于防丢器技术领域，具体来说涉及一种无线电加超声波测距防丢的方法。
背景技术：
从用在钱包，钥匙链、行李箱、衣物等的ble贴片，到自带ble模块的音频设备、相机，笔记本电脑、平板电脑和可穿戴设备手环、手表、眼镜，未来四年，预计将有200多亿台ble设备上市，因此应用ble技术做防丢，寻物、位置跟踪等，有巨大的市场前景。
目前的蓝牙ble设备分为主机（central）和从机（peripheral）。从机发射无线电广播信号、主机接收信号，并连接从机。防丢贴片作为从机，手机或蓝牙基站作为主机。通过主机接收到的无线电广播信号的信号强度（rssi）来判断主机和从机之间的距离。通过从机和主机断开蓝牙连接或距离超出设定的距离值来认定“设备遗失”。rssi通常将其看作为一种粗糙的测距技术，有可能产生±50%的测距误差。ble无线电连接由于环境的影响，也不稳定，可能断开连接，因此现有ble技术做的相应产品测量距离精度不够，误报率过高的致命缺陷，影响了大规模应用的推广。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种在不增加过多功耗，不增加过多体积，不增加过多硬件成本的前提下，采用约定超声波发射时间的办法，通过超声波测距和无线电测距技术结合在一起，来提高测距精度和大大降低误报率的无线电加超声波测距防丢的方法。
本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明的一种无线电加超声波测距防丢的方法，包括以下步骤；
1）主机和从机中都分别安装了无线电通讯模块和超声波测距模块，主机和从机的无线电模块每隔一段时间就会自动检测一次连接和根据rssi技术测量一次主机和从机之间的距离，在无线电连接正常并且用rssi测距得到的主机和从机之间距离<或=设定的防丢距离d0时，只有无线电通讯模块保持工作，超声波测距模块处于休眠状态；
2）当主机和从机无线电连接断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果超声波信号还能接收到时，用主机和从机无线电断开前最后一个连接和测距时间t0为起点，主机从机分别同时开始用它们的本地时钟计时，并且约定主机在t0后tzhu时间以t为周期向从机发出超声波，因此，从机在第n个超声波信号的时间tn收到主机的超声波信号时，其公式是；
tn=t0+tzhu+(n-1)t+δtn,
其中；δtn是超声波从主机传播到从机所需时间，在tn,t0,n,t都已知的情况下，计算出δtn，此时就能测出从机与主机之间的距离，其公式是；
dn=s*δtn,
其中；s是超声波传播速度;同理，如果约定在t0后tchong时间起以t为周期从机向主机发出超声波，主机就能测出它与从机的距离；
3）测得dn>d0报警，测得dn<d0继续测量，直到无线电连接恢复，并且rssi测距值<d0,超声波模块重新进入休眠状态；
4）为了防止干扰，超声波模块发出的测量信号同时带id编码。
所述当主机和从机无线电连接断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果在m个t的时间内，也不能接收到超声波信号，则立即报警。
所述rssi测距，测出的距离>d0时并不立即报警，而是按照无线电连接断开时的方法启动超声波测距，用主机和从机测得>d0的那个测距时间t0为起点，用步骤2）和步骤3）中所述的方法，测量主机和从机的距离，直到dn>d0时报警或rssi测距<d0后，超声波模块重新进入休眠。
所述主机中的超声波模块是由其中的扬声器作为超声波发射器，其中的麦克风作为超声波接受器；从机中的报警功能、超声波发射器功能和超声波接受器功能都由同一块压电陶瓷完成。
所述主机是便携式电子设备、穿戴电子设备、电脑、平板电脑、手机、电视。
所述无线电通信模块是wifi、ble、zeegbi、uwb。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，通过防丢器的主机和从机上分别安装有无线电通信模块和超声波测距模块，主机和从机无线电模块每隔一段时间（例15秒）就会自动检测一次连接和测量主机和从机之间的距离，在无线电通讯正常并且用rssi测距得到的主机和从机之间距离<或=设定的防丢距离d0时，只有无线电通讯模块保持工作，超声波测距模块处于休眠状态，这与现在的ble防丢器工作模式一样。当主机和从机无线电连接断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果超声波信号还能接收到时，用主机和从机无线电断开前最后一个连接和测距时间t0为起点，主机从机分别同时开始用它们的本地时钟计时，并且约定主机在t0后tzhu时间以t为周期向从机发出超声波，从机接受到主机超声波信号的时间为，其公式是；
t1=t0+tzhu+δt1，
t2=t0+tzhu+t+δt2，
t3=t0+tzhu+2t+δt3，
从机在第n个超声波信号的时间tn收到主机的超声波信号时，其公式是；
tn=t0+tzhu+(n-1)t+δtn,
其中；δtn是超声波从主机传播到从机所需时间，在tn,t0,n,t都已知的情况下，计算出δtn，此时就能测出从机与主机之间的距离，其公式是；
dn=s*δtn,
其中；s是超声波传播速度。在tzhu和t是预定设置已知的前提下，如果忽略本地时钟误差（在短时间例如10分钟内本地时钟产生的误差<1毫秒），可以计算出主机和从机的距离为d1=δt1xs,d2=δt2xs,d3=δt3xs,dn=δtnxs。如果dn<d0，此测量一直测到主机和从机无线电连接恢复并且rssi测距d<d0时终止，如果dn>d0,触发报警信号。如果在d1=δt1xs,d2=δt2xs,d3=δt3xs的时间内，从机也接受不到主机发出的超声波信号，则主机和从机因距离过大，同时失去了无线电和超声波信号，因此立即报警。同理，为了双向防丢，从机在和主机失去无线电连接后，从机约定在t0起间隔时间tchong时以周期时间t向主机发送超声波信号，同理，主机可以计算出它与从机之间的距离。当主机和从机无线电连接断开时，超声波信号在约定的几个周期内也收不到，可以判断主机和从机之间距离已经超出防丢设定距离d0，立即报警。当主机和从机连接正常，但从机中rssi测距得到的值>d0时，并不触发报警信号，而是向主机发送一条指令，请求主机在下一个rssi测量时间t0间隔约定的时间tzhu后以周期t向从机发出超声波测距，当超声波测得的距离>d0时，立即报警，当超声波测得的距离<d0时，继续测量，直到rssi测试值<d0后，超声波模块再次进入休眠状态为止。同理，在双向防丢功能中，主机在接受从机tchong后发送来的超声波周期信号，也能计算出它与从机的距离，完成相同的上述防丢功能。为了不过多增加硬件成本，主机（例如手机）中的超声波模块可以由其中的扬声器作为超声波发射器，其中的麦克风作为超声波接受器。为了不过多增加硬件成本，从机中的报警功能、超声波发射器功能和超声波接受器功能都由同一块压电陶瓷片（如压电蜂鸣器里用的pzt压电陶瓷片）完成。为了防止干扰，超声波模块发出的测量信号同时带id编码。与现有技术相比，本发明中没有使用通常的无线电模块+超声波模块同步时钟tof测距的方法，避免了那个技术的两个关键的约束：一是发送设备和接收设备必须始终同步;二是接收设备提供信号的传输时间的长短引起的测距误差，因此功耗更低，并且可以用现有防丢器简单改造而得。实现了大大减少误报的控制方法和硬件组合，解决了防丢器误报率高的问题，其生产成本，功耗，体积和现有技术做的产品没有显著变化，从而突破了目前防丢器系统的技术瓶颈，拥有大规模应用的市场前景。
具体实施方式：
以下较佳实施例，对依据本发明提出的一种无线电加超声波测距防丢的方法，详细说明如后。
实施例一
本发明的一种无线电加超声波测距防丢的方法，包括以下步骤；
1）便携式电子设备和从机中都分别安装了wifi和超声波测距模块，便携式电子设备和从机的wifi每隔一段时间就会自动检测一次连接和根据rssi技术测量一次便携式电子设备和从机之间的距离，在无线电连接正常并且用rssi测距得到的便携式电子设备和从机之间距离<或=设定的防丢距离d0时，只有wifi保持工作，超声波测距模块处于休眠状态；
2）当便携式电子设备和从机中的wifi断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果超声波信号还能接收到时，用便携式电子设备和从机中的wifi断开前最后一个连接和测距时间t0为起点，便携式电子设备、从机分别同时开始用它们的本地时钟计时，并且约定便携式电子设备在t0后tzhu时间以t为周期向从机发出超声波，因此，从机在第n个超声波信号的时间tn收到便携式电子设备的超声波信号时，其公式是；
tn=t0+tzhu+(n-1)t+δtn,
其中；δtn是超声波从便携式电子设备传播到从机所需时间，在tn,t0,n,t都已知的情况下，计算出δtn，此时就能测出从机与便携式电子设备之间的距离，其公式是；
dn=s*δtn,
其中；s是超声波传播速度;同理，如果约定在t0后tchong时间起以t为周期从机向便携式电子设备发出超声波，便携式电子设备就能测出它与从机的距离；
3）测得dn>d0报警，测得dn<d0继续测量，直到wifi连接恢复，并且rssi测距值<d0,超声波模块重新进入休眠状态；
4）为了防止干扰，超声波模块发出的测量信号同时带id编码。
所述当便携式电子设备和从机wifi连接断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果在m个t的时间内，也不能接收到超声波信号，则立即报警。
所述rssi测距，测出的距离>d0时并不立即报警，而是按照wifi连接断开时的方法启动超声波测距，用便携式电子设备和从机测得>d0的那个测距时间t0为起点，用步骤2）和步骤3）中所述的方法，测量便携式电子设备和从机的距离，直到dn>d0时报警或rssi测距<d0后，超声波模块重新进入休眠。
所述便携式电子设备中的超声波模块是由其中的扬声器作为超声波发射器，其中的麦克风作为超声波接受器；从机中的报警功能、超声波发射器功能和超声波接受器功能都由同一块压电陶瓷完成。
实施例二
本发明的一种无线电加超声波测距防丢的方法，包括以下步骤；
1）穿戴电子设备和从机中都分别安装了ble和超声波测距模块，穿戴电子设备和从机的ble每隔一段时间就会自动检测一次连接和根据rssi技术测量一次穿戴电子设备和从机之间的距离，在无线电连接正常并且用rssi测距得到的穿戴电子设备和从机之间距离<或=设定的防丢距离d0时，只有ble保持工作，超声波测距模块处于休眠状态；
2）当穿戴电子设备和从机中的ble断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果超声波信号还能接收到时，用穿戴电子设备和从机中的ble断开前最后一个连接和测距时间t0为起点，穿戴电子设备、从机分别同时开始用它们的本地时钟计时，并且约定穿戴电子设备在t0后tzhu时间以t为周期向从机发出超声波，因此，从机在第n个超声波信号的时间tn收到穿戴电子设备的超声波信号时，其公式是；
tn=t0+tzhu+(n-1)t+δtn,
其中；δtn是超声波从便携式电子设备传播到从机所需时间，在tn,t0,n,t都已知的情况下，计算出δtn，此时就能测出从机与便携式电子设备之间的距离，其公式是；
dn=s*δtn,
其中；s是超声波传播速度;同理，如果约定在t0后tchong时间起以t为周期从机向穿戴电子设备发出超声波，穿戴电子设备就能测出它与从机的距离；
3）测得dn>d0报警，测得dn<d0继续测量，直到ble连接恢复，并且rssi测距值<d0,超声波模块重新进入休眠状态；
4）为了防止干扰，超声波模块发出的测量信号同时带id编码。
所述当穿戴电子设备和从机ble连接断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果在m个t的时间内，也不能接收到超声波信号，则立即报警。
所述rssi测距，测出的距离>d0时并不立即报警，而是按照ble连接断开时的方法启动超声波测距，用穿戴电子设备和从机测得>d0的那个测距时间t0为起点，用步骤2）和步骤3）中所述的方法，测量穿戴电子设备和从机的距离，直到dn>d0时报警或rssi测距<d0后，超声波模块重新进入休眠。
所述穿戴电子设备中的超声波模块是由其中的扬声器作为超声波发射器，其中的麦克风作为超声波接受器；从机中的报警功能、超声波发射器功能和超声波接受器功能都由同一块压电陶瓷完成。
实施例三
本发明的一种无线电加超声波测距防丢的方法，包括以下步骤；
1）电脑和从机中都分别安装了zeegbi和超声波测距模块，电脑和从机的zeegbi每隔一段时间就会自动检测一次连接和根据rssi技术测量一次电脑和从机之间的距离，在无线电连接正常并且用rssi测距得到的电脑和从机之间距离<或=设定的防丢距离d0时，只有zeegbi保持工作，超声波测距模块处于休眠状态；
2）当电脑和从机中的zeegbi断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果超声波信号还能接收到时，用电脑和从机中的zeegbi断开前最后一个连接和测距时间t0为起点，电脑、从机分别同时开始用它们的本地时钟计时，并且约定电脑在t0后tzhu时间以t为周期向从机发出超声波，因此，从机在第n个超声波信号的时间tn收到电脑的超声波信号时，其公式是；
tn=t0+tzhu+(n-1)t+δtn,
其中；δtn是超声波从电脑传播到从机所需时间，在tn,t0,n,t都已知的情况下，计算出δtn，此时就能测出从机与电脑之间的距离，其公式是；
dn=s*δtn,
其中；s是超声波传播速度;同理，如果约定在t0后tchong时间起以t为周期从机向电脑发出超声波，电脑就能测出它与从机的距离；
3）测得dn>d0报警，测得dn<d0继续测量，直到zeegbi连接恢复，并且rssi测距值<d0,超声波模块重新进入休眠状态；
4）为了防止干扰，超声波模块发出的测量信号同时带id编码。
所述当电脑和从机zeegbi连接断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果在m个t的时间内，也不能接收到超声波信号，则立即报警。
所述rssi测距，测出的距离>d0时并不立即报警，而是按照zeegbi连接断开时的方法启动超声波测距，用电脑和从机测得>d0的那个测距时间t0为起点，用步骤2）和步骤3）中所述的方法，测量电脑和从机的距离，直到dn>d0时报警或rssi测距<d0后，超声波模块重新进入休眠。
所述电脑中的超声波模块是由其中的扬声器作为超声波发射器，其中的麦克风作为超声波接受器；从机中的报警功能、超声波发射器功能和超声波接受器功能都由同一块压电陶瓷完成。
实施例四
本发明的一种无线电加超声波测距防丢的方法，包括以下步骤；
1）平板电脑和从机中都分别安装了uwb和超声波测距模块，平板电脑和从机的uwb每隔一段时间就会自动检测一次连接和根据rssi技术测量一次平板电脑和从机之间的距离，在无线电连接正常并且用rssi测距得到的平板电脑和从机之间距离<或=设定的防丢距离d0时，只有uwb保持工作，超声波测距模块处于休眠状态；
2）当平板电脑和从机中的uwb断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果超声波信号还能接收到时，用平板电脑和从机中的uwb断开前最后一个连接和测距时间t0为起点，平板电脑、从机分别同时开始用它们的本地时钟计时，并且约定平板电脑在t0后tzhu时间以t为周期向从机发出超声波，因此，从机在第n个超声波信号的时间tn收到平板电脑的超声波信号时，其公式是；
tn=t0+tzhu+(n-1)t+δtn,
其中；δtn是超声波从平板电脑传播到从机所需时间，在tn,t0,n,t都已知的情况下，计算出δtn，此时就能测出从机与平板电脑之间的距离，其公式是；
dn=s*δtn,
其中；s是超声波传播速度;同理，如果约定在t0后tchong时间起以t为周期从机向平板电脑发出超声波，平板电脑就能测出它与从机的距离；
3）测得dn>d0报警，测得dn<d0继续测量，直到uwb连接恢复，并且rssi测距值<d0,超声波模块重新进入休眠状态；
4）为了防止干扰，超声波模块发出的测量信号同时带id编码。
所述当平板电脑和从机uwb连接断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果在m个t的时间内，也不能接收到超声波信号，则立即报警。
所述rssi测距，测出的距离>d0时并不立即报警，而是按照uwb连接断开时的方法启动超声波测距，用平板电脑和从机测得>d0的那个测距时间t0为起点，用步骤2）和步骤3）中所述的方法，测量平板电脑和从机的距离，直到dn>d0时报警或rssi测距<d0后，超声波模块重新进入休眠。
所述平板电脑中的超声波模块是由其中的扬声器作为超声波发射器，其中的麦克风作为超声波接受器；从机中的报警功能、超声波发射器功能和超声波接受器功能都由同一块压电陶瓷完成。
实施例五
本发明的一种无线电加超声波测距防丢的方法，包括以下步骤；
1）手机和从机中都分别安装了wifi和超声波测距模块，手机和从机的wifi每隔一段时间就会自动检测一次连接和根据rssi技术测量一次手机和从机之间的距离，在无线电连接正常并且用rssi测距得到的手机和从机之间距离<或=设定的防丢距离d0时，只有wifi保持工作，超声波测距模块处于休眠状态；
2）当手机和从机中的wifi断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果超声波信号还能接收到时，用手机和从机中的wifi断开前最后一个连接和测距时间t0为起点，手机、从机分别同时开始用它们的本地时钟计时，并且约定手机在t0后tzhu时间以t为周期向从机发出超声波，因此，从机在第n个超声波信号的时间tn收到手机的超声波信号时，其公式是；
tn=t0+tzhu+(n-1)t+δtn,
其中；δtn是超声波从手机传播到从机所需时间，在tn,t0,n,t都已知的情况下，计算出δtn，此时就能测出从机与手机之间的距离，其公式是；dn=s*δtn,
其中；s是超声波传播速度;同理，如果约定在t0后tchong时间起以t为周期从机向手机发出超声波，手机就能测出它与从机的距离；
3）测得dn>d0报警，测得dn<d0继续测量，直到wifi连接恢复，并且rssi测距值<d0,超声波模块重新进入休眠状态；
4）为了防止干扰，超声波模块发出的测量信号同时带id编码。
所述当手机和从机wifi连接断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果在m个t的时间内，也不能接收到超声波信号，则立即报警。
所述rssi测距，测出的距离>d0时并不立即报警，而是按照wifi连接断开时的方法启动超声波测距，用手机和从机测得>d0的那个测距时间t0为起点，用步骤2）和步骤3）中所述的方法，测量手机和从机的距离，直到dn>d0时报警或rssi测距<d0后，超声波模块重新进入休眠。
所述手机中的超声波模块是由其中的扬声器作为超声波发射器，其中的麦克风作为超声波接受器；从机中的报警功能、超声波发射器功能和超声波接受器功能都由同一块压电陶瓷完成。
实施例六
本发明的一种无线电加超声波测距防丢的方法，包括以下步骤；
1）电视和从机中都分别安装了ble和超声波测距模块，电视和从机的ble每隔一段时间就会自动检测一次连接和根据rssi技术测量一次电视和从机之间的距离，在无线电连接正常并且用rssi测距得到的电视和从机之间距离<或=设定的防丢距离d0时，只有ble保持工作，超声波测距模块处于休眠状态；
2）当电视和从机中的ble断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果超声波信号还能接收到时，用电视和从机中的ble断开前最后一个连接和测距时间t0为起点，电视、从机分别同时开始用它们的本地时钟计时，并且约定电视在t0后tzhu时间以t为周期向从机发出超声波，因此，从机在第n个超声波信号的时间tn收到电视的超声波信号时，其公式是；
tn=t0+tzhu+(n-1)t+δtn,
其中；δtn是超声波从电视传播到从机所需时间，在tn,t0,n,t都已知的情况下，计算出δtn，此时就能测出从机与电视之间的距离，其公式是；
dn=s*δtn,
其中；s是超声波传播速度;同理，如果约定在t0后tchong时间起以t为周期从机向电视发出超声波，电视就能测出它与从机的距离；
3）测得dn>d0报警，测得dn<d0继续测量，直到ble连接恢复，并且rssi测距值<d0,超声波模块重新进入休眠状态；
4）为了防止干扰，超声波模块发出的测量信号同时带id编码。
所述当电视和从机ble连接断开时并不马上报警，而是启动超声波测距程序，如果在m个t的时间内，也不能接收到超声波信号，则立即报警。
所述rssi测距，测出的距离>d0时并不立即报警，而是按照ble连接断开时的方法启动超声波测距，用电视和从机测得>d0的那个测距时间t0为起点，用步骤2）和步骤3）中所述的方法，测量电视和从机的距离，直到dn>d0时报警或rssi测距<d0后，超声波模块重新进入休眠。
所述电视中的超声波模块是由其中的扬声器作为超声波发射器，其中的麦克风作为超声波接受器；从机中的报警功能、超声波发射器功能和超声波接受器功能都由同一块压电陶瓷完成。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于发明技术方案的范围内。