一种新型室内定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于无线定位系统领域，具体涉及一种新型室内定位系统。
【背景技术】
[0002]定位服务在普通的商业活动、科学研究甚至抢险搜救等行业中均有着重要的应用。现有的室外识别是通过基于卫星通信的全球定位系统实现的，其定位精度高，解决了很多军事和民用的实际问题。但是因室内环境的特殊性，存在着严重的室内遮挡及非视距噪声的干扰等问题，卫星定位系统的定位精度明显下降，并且成本高昂。
[0003]现有技术中，为了解决室内定位的问题，采用了红外线、无线局域网、超声波、射频识别、蓝牙、移动通信网和多媒体技术等等。
[0004]其中，射频识别技术因其非接触式和非视距等特点，已经成为优选的室内定位方法之一Ο
[0005]现有的射频识别室内定位系统，选用的芯片功耗较大，且信号受室内遮挡物的影响定位精准度低。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型旨在提供一种功耗小、定位准确度高的新型室内定位系统。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案:一种新型室内定位系统，包括标签和阅读器；阅读器传输信号给标签，标签根据接收到的信号回复数据到阅读器；
[0008]所述标签包括处理单元和第一射频模块;阅读器包括第二射频模块和PC机；
[0009]处理单元向第一射频模块发送控制信号，控制第一射频模块为接收模式或发送模式；
[0010]PC机通过第二射频模块和第一射频模块向处理单元传输信号;处理单元根据接收到的信号依次通过第一射频模块和第二射频模块回复数据到PC机；
[0011 ]所述标签为有源标签；
[0012]所述第一射频模块和第二射频模块的工作频段均为433MHz。
[0013]所述阅读器还包括电平转换芯片，所述第二射频模块的串口引脚和PC机的串口引脚通过电平转换芯片传输数据，所述第二射频模块的发射/控制引脚通过电平转换芯片连接PC机的串口。
[0014]所述处理单元的串口引脚连接第一射频模块的串口引脚，所述处理单元的控制引脚连接第一射频模块的工作模式控制引脚。
[0015]第二射频模块的低功耗控制引脚连接高电平;频道选择引脚连接低电平。
[0016]所述处理单元为单片机，型号为AT89C52。
[0017]所述第一射频模块和第二射频模块均为射频芯片，型号为PTR2000。
[0018]通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为:
[0019]1.通过阅读器和标签的配合，实现了室内定位，结构简单，成本较低；
[0020]2.第一射频模块和第二射频模块的工作频率均为433MHz频段，保证了信号的覆盖范围，避免信号覆盖范围出现信号盲点；
[0021]3.标签选用有源标签，对阅读器的接收灵敏度要求降低，保证了系统长时间稳定的运行。此外有源标签的数据存储空间较大，适合储存大量室内定位所需的数据。
[0022]4.单片机选用AT89C52型号，外围元件较少，功耗较低，能够稳定长时间地运行。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型原理框图；
[0024]图2为标签电路原理图；
[0025]图3为阅读器电路原理图。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示的新型室内定位系统，包括标签和与标签进行数据传输的阅读器，标签为有源标签，设于室内的参考点上。此处选用有源标签的原因:有源标签通过自身电源供电发射的信号强度较大，对阅读器的接收灵敏度要求较低，同时其可以保证系统长时间稳定的运行。此外有源标签的数据存储空间较大，适合储存大量室内定位所需的数据。
[0027]阅读器向标签传输信号，标签根据接收到的信号向阅读器回复数据，阅读器接收标签回复的数据，根据接收到的数据的强度得出标签和阅读器之间的距离，从而得出标签的位置，通过Landmarc算法完成室内定位。
[0028]其中阅读器向标签发送数据，并根据标签返回的数据的信号强度，通过成熟的Landmarc算法实现室内定位为成熟的现有技术。
[0029]如图2所示，标签包括单片机Ul(型号为AT89C52)和第一射频模块U2(型号为PTR2000);单片机U1的串口引脚(RXD、TXD引脚)分别和第一射频模块U2的串口引脚(DO、DI弓丨脚)连接，实现串行数据的传输。单片机U1的控制引脚(P2.0、P2.1、P2.2 )分别连接第一射频模块U2的工作模式控制引脚(TXEN、CS、PWR引脚)，从而控制第一射频模块是接收模式还是发射模式。
[0030]单片机U1选用AT89C52型号的是因为:AT89C52芯片的外围元件较少，功耗较低，能够长时间稳定地运行。
[0031 ]为了保证单片机U1的正常进行，单片机U1上还连接有时钟电路和复位电路。
[0032]所述的时钟电路包括第一时钟电容C1、第二时钟电容C2以及晶振Y1，所述第一时钟电容C1以及第二时钟电容C2并联连接后接地，第一时钟电容C1的另一个引脚连接晶振Y1的第一引脚，第二时钟电容C2的另一个引脚连接晶振Y1的第二引脚，所述晶振Y1的第一引脚连接单片机U1的一个时钟引脚(引脚为XTAL1)，晶振Y1的第二引脚连接单片机U1的另一个时钟引脚(引脚为XTAL0)。
[0033]所述的复位电路包括复位电容C3、复位按键S1和复位电阻R1，复位电容C3、复位按键S1—端连接直流电源，另一端分别连接复位电阻R1和连接单片机U1的复位引脚(引脚为RESET)。
[0034]单片机向第一射频模块发送信号，控制第一射频模块的工作模式;随后，单片机通过第一射频模块接收阅读器发送的信号;并通过第一射频模块回复数据到阅读器。
[0035]如图3所示，阅读器包括电平转换芯片U4(型号为MAX202)、第二射频模块U3(型号为PTR2000)、数据接口连接器U5(DB9)和PC机。第二射频模块U3的串口引脚(D0、DI引脚)通过电平转换芯片U4连接数据接口连接器U5，数据接口连接器U5连接PC机。
[0036 ]第二射频模块U3的低功耗控制引脚(PWR弓I脚)连接高电平VCC，从而将第二射频模块U3固定工作在正常工作状态;第二射频模块U3的频道选择引脚(CS引脚)连接GND低电平，使得第二射频模块U3采用固定通信频道1，从而将工作频率固定在433 MHz。第二射频模块的发射/控制引脚(TXEN引脚)通过电平转换芯片U4连接PC机的串口，从而控制第二射频模块U3为接收模式或者为发送模式。
[0037]在实施的时候，第一射频模块U2和第二射频模块U3的工作频率均为433MHz。选用该频段是因为:433MHz的信号波长接近1米，使得信号能够通过衍射绕过大型障碍物，从而保证信号的覆盖范围。当信号频率过大时，如为2.4GHz，此时波长较短难以通过衍射绕过室内障碍物，从而使得其信号覆盖范围内出现信号盲点。
[0038]PC机通过数据接口连接器U5向电平转换芯片U4输送信号，电平转换芯片将该信号的电平转换后传输到第二射频模块U3，第二射频模块U3将信号调制后传输到第一射频模块U2，第一射频模块U2将该信号传输到单片机进行分析存储，经过分析确认该信号为PC机发送的后，单片机向第一射频模块U2输出控制信号使得第一射频模块U2发送数据到第二射频模块U3，该数据经过电平转换芯片U4后到达PC机，PC机根据接收到的信号强度计算标签的位置。
[0039]通过单片机控制射频模块发送、接收数据为成熟的现有技术;单片机根据接收到的信号通过通信协议确定是否为PC机发送的信号为成熟的现有技术;PC机根据接收到的信号强度计算标签的位置为成熟的现有技术。
[0040]本实用新型设计新颖，通过阅读器和标签实现了室内的快速定位;通过将标签选择为有源标签，降低了功耗，提高了整个系统的工作稳定性;第一射频模块和第二射频模块的工作频段选择为433MHz，提高了信号的覆盖范围，进而提高了定位的精确性。
【主权项】
1.一种新型室内定位系统，其特征在于:包括标签和阅读器；阅读器传输信号给标签，标签根据接收到的信号回复数据到阅读器； 所述标签包括处理单元和第一射频模块;阅读器包括第二射频模块和PC机； 处理单元向第一射频模块发送控制信号，控制第一射频模块为接收模式或发送模式； PC机通过第二射频模块和第一射频模块向处理单元传输信号;处理单元根据接收到的信号依次通过第一射频模块和第二射频模块回复数据到PC机； 所述标签为有源标签； 所述第一射频模块和第二射频模块的工作频段均为433MHz。2.如权利要求1所述的新型室内定位系统，其特征在于:所述阅读器还包括电平转换芯片，第二射频模块的串口引脚和PC机的串口引脚通过电平转换芯片传输数据，所述第二射频模块的发射/控制引脚通过电平转换芯片连接PC机的串口。3.如权利要求1或2所述的新型室内定位系统，其特征在于:所述处理单元的串口引脚连接第一射频模块的串口引脚，处理单元的控制引脚连接第一射频模块的工作模式控制引脚。4.如权利要求2所述的新型室内定位系统，其特征在于:第二射频模块的低功耗控制引脚连接高电平;频道选择弓I脚连接低电平。5.如权利要求3所述的新型室内定位系统，其特征在于:所述处理单元为单片机，型号为AT89C52。6.如权利要求5所述的新型室内定位系统，其特征在于:所述第一射频模块和第二射频模块均为射频芯片，型号为PTR 2000。
【专利摘要】一种新型室内定位系统，包括标签和与标签进行数据传输的阅读器；所述标签包括相互进行数据传输的处理单元和第一射频模块；阅读器包括相互进行数据传输的第二射频模块和PC机；所述标签为有源标签；所述第一射频模块和第二射频模块的工作频段均为433MHz。本实用新型设计新颖，通过阅读器和标签实现了室内的快速定位；通过将标签选择为有源标签，提高了定位的精准度，同时降低了整个系统的工作稳定性；第一射频模块和第二射频模块的工作频段选择为433MHz，提高了信号的覆盖范围，进而提高了定位的精确性。
【IPC分类】G01S13/74
【公开号】CN205139365
【申请号】CN201520909414
【发明人】刘晓芳, 牛灵慧, 胡玥, 张洛花, 任瑞雪, 王金鹏, 王丹阳, 樊晓虹, 赵红梅
【申请人】河南城建学院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月16日