压力感应垫及基于应变式压力传感器网络的定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的各个方面涉及定位系统领域，具体而言涉及一种压力感应垫以及基于这些一个或多个压力感应垫的定位系统、定位方法。
【背景技术】
[0002]室内定位技术是未来智能家居、智能安防、大型公共场合室内导航的基础，应用前景广阔。
[0003]目前可见的室内定位技术主要基于Wif1、WLAN、超声波、可见光通信系统等，这些技术的一个共同特点是需要同时具有信号源和信号接收器。一种实现方式是在室内布置多个信号源，被定位人或物体需要持有信号接收器，接收器根据接收到的多个信号的强度、相位、相关性等信息来判断接收器距离各个信号源的距离，从而实现定位；另一种实现方式是被定位人或物体持有信号源，而在室内布置多个信号接收器，同样是利用所接收信号的强度、相位、相关性等信息来实现定位。另一些基于无线射频技术的定位方法，则需要在室内布置多个RFID阅读器，而被定位人或物体需要持有RFID标签。
[0004]由于这些定位技术都需要被定位人或物体持有某种定位设备，因此可看做是被动式的定位技术。要在这样的室内定位系统中获得与定位相关的服务就要时刻携带定位设备，这适合于大型公共场合中基于手机等手持设备的多目标室内导航，但对于智能家居而言便利性不足，而对于智能安防而言难以实现对防控对象的发现和定位。
【发明内容】
[0005]本发明的第一方面提出一种压力感应垫，包括一由易变形材料形成的垫本体，其限定了一个第一表面、第二表面以及夹在第一表面与第二表面之间的填充层；
[0006]所述填充层内等间距地设置多条由导电线构成的经线和玮线，构成网状排布，所述经线被设置成用于连接到直流电源的正极，玮线被设置成用于连接到直流电源的负极；
[0007]所述多条经线中的第i条经线与所述多条玮线中的第j条玮线的交点处电连接一个应变式压力传感器Rij,使得在该交点处电流从第i条经线经由该应变式压力传感器Rij流入第j条玮线；
[0008]所述应变式压力传感器Rij的电阻值随其受力形变的大小而改变，从而改变第i条经线和第j条玮线中流过的电流大小。
[0009]进一步的例子中，所述垫本体为泡沫垫本体或橡胶垫本体。
[0010]进一步的例子中，所述经线和玮线的数量均为正整数。
[0011]进一步的例子中，所述经线和玮线的数量相等。
[0012]进一步的例子中，所述经线和玮线的数量不等。
[0013]进一步的例子中，所述垫本体的第一表面和第二表面构造为长方形或者正方形形状。
[0014]进一步的例子中，所述经线和玮线各自的两个边缘分别设置有耦合组件的公接头和母接头。
[0015]根据本发明的公开，还提出一种压力感应垫，包括一由易变形材料形成的垫本体，其限定了一个第一表面、第二表面以及夹在第一表面与第二表面之间的填充层；
[0016]所述填充层内与所述第一平面大致平行的位置上设置有:
[0017]等间距地沿着第一方向排布的M条第一导电线；
[0018]等间距地沿着第二方向排布的N条第二导电线；
[0019]其中，所述第一导电线与第二导电线垂直，M、N均为正整数；
[0020]所述第一导电线被设置成用于连接到一直流电源的正极，所述第二导电线被设置成用于连接到该直流电源的负极；
[0021]所述第一导电线与第二导电线的每个交点处电连接一个应变式压力传感器，使得在该交点处电流从第一导电线经由该应变式压力传感器流入第二导电线；
[0022]所述一个或多个应变式压力传感器的电阻值随其受力形变的大小而改变，从而改变相应的第一导电线和第二导电线中流过的电流大小。
[0023]进一步的例子中，所述压力感应垫的第一导电线和第二导电线的边缘分别设置有耦合接头，用于将该压力感应垫与另一个或多个这样的压力感应垫相耦合。
[0024]根据本发明的改进，还提出一种基于前述压力感应垫的定位系统，包括:
[0025]至少一个压力感应垫；
[0026]直流稳压电源；
[0027]第一通道切换开关以及第一电流测量电路；
[0028]第二通道切换开关以及第二电流测量电路；
[0029]微处理器；
[0030]所述压力感应垫的经线连接到直流电源的正极，玮线连接到直流电源的负极；
[0031]所述第一通道切换开关以及第一电流测量电路分别设置在经线与直流电源的正极之间，第二通道切换开关以及第二电流测量电路分别设置在玮线与直流电源的负极之间；
[0032]所述微处理器控制进行通道切换和电流检测，以实现环境压力下各经线和玮线中流过的电流值的检测、在定位时各经线和玮线中流过的电流值的检测以及根据前述电流值的检测结果进行定位，其中定位时各经线和玮线中流过的电流值的检测以循环检测的方式进行。
[0033]根据本发明的改进，还提出一种基于前述压力感应垫的定位方法，包括以下步骤:
[0034]将一个或多个压力感应垫布置在待定位的室内构成应变式压力传感器网络；
[0035]一微处理器根据设定的压力感应垫的经线和玮线数量、相邻经线的距离、相邻玮线的距离、定位坐标系中零点对应的压力传感器编号生成定位坐标系；
[0036]微处理器控制在没有移动的人或物体的情况下对应变式压力传感器网络初始化，控制通道切换开关和电流测量模块对每一条经线和玮线的电流值进行测量并记录，实现对环境压力的检测；
[0037]微处理器控制通道切换开关和电流测量模块循环检测各经线和玮线中流过电流的变化情况，将其与环境压力下的电流值进行对比，判别出进入应变式压力传感器网络的人或物体所在的经线和玮线编号，然后根据前述定位坐标系的设定求出坐标数值，实现定位。
[0038]进一步的实施例中，前述方法更加包含以下步骤:
[0039]微处理器通过监测各条经线和玮线中的电流变化情况检测出哪个应变式压力传感器受到了压力，得到该应变式压力传感器所在的经线和玮线编号，进而实现定位；
[0040]并且，如果有连续多条经线和连续多条玮线检测到电流变化时，则定位到该区域的压力最大点位置，即电流变化最大的经线和玮线交点位置，得到此处应变式压力传感器所在的经线和玮线编号，进而实现定位。
[0041]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
[0042]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的【具体实施方式】的实践中得知。
【附图说明】
[0043]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中:
[0044]图1是说明根据本发明某些实施例的压力感应垫的整体结构示意图。
[0045]图2是说明根据本发明某些实施例的压力感应垫的内部由经线和玮线构成的网状排布结构的示意图。
[0046]图3是说明根据本发明某些实施例的压力感应垫的内部由经线和玮线构成的网状排布结构的另一方向示意图。
[0047]图4是说明利用本发明某些实施例的压力感应垫实现定位的原理示意图。
[0048]图5是说明根据本发明某些实施例的压力感应垫的定位系统的示意图。
【具体实施方式】
[0049]为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说