一种天线控制方法和装置与流程

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种天线控制方法和装置。

背景技术：

信标tag上设置有一根天线，锚节点anchor设置有两根天线，tag与anchor通过上述三根天线进行UWB(超宽带，Ultra Wideband)通信。但是，tag端由用户携带，姿态可变性强。而tag姿态的变化会使tag端天线的极化方向也随之变化，进而导致tag端与anchor端的通信质量下降。

所以，现有技术存在如何在tag姿态变化时提高通信质量的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种天线控制方法和装置，用于提高姿态变化时信标端设备与锚节点端设备的通信质量。

第一方面，本发明提供了一种天线控制方法，应用于信标端设备，所述信标端设备包括极化方向不同的至少两根第一天线，所述方法包括：

获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，并根据所述通信信号强度从所述至少两根第一天线中确定出目标第一天线；其中，所述目标第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度满足预设的第一条件；

控制所述目标第一天线处于收发状态，进而通过所述目标第一天线与所述锚节点端设备通信。

可选的，控制目标第一天线处于收发状态包括：

判断所述目标第一天线当前是否处于收发状态，如果是，则维持所述目标第一天线的收发状态；如果否，则控制所述目标第一天线切换到收发状态，以及控制所述目标第一天线以外的第一天线处于非收发状态。

可选的，根据所述通信信号强度从所述至少两根第一天线中确定出目标第一天线，包括：

从所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度中选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为所述目标第一天线；

其中，所述第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度用以下信号强度来表示：

所述第一天线对第二天线发来的信号的接收强度，或者，所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度；当为所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度时，需要所述信标端设备从锚节点端设备处获得所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度。

可选的，获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，包括：

通过每根所述第一天线依次与所述第二天线通信，来获得所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度。

可选的，在从所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度中选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为所述目标第一天线之后，所述方法还包括：

对所述信标端设备的当前姿态进行检测，获得检测结果；

根据所述检测结果，确定每根所述第一天线的当前极化方向，并根据所述第二天线的极化方向，判断所述目标第一天线的极化方向与所述第二天线的极化方向是否匹配；如果是，则执行后续控制所述目标第一天线处于收发状态的处理；如果否，则重新获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，并重新确定目标第一天线。

可选的，根据所述检测结果，确定每根所述第一天线的当前极化方向，并根据所述第二天线的极化方向，判断所述目标第一天线的极化方向与所述第二天线的极化方向是否匹配，包括：

根据所述检测结果以及每根第一天线在所述信标端设备中的设置朝向，确定出每根第一天线的当前极化方向；

根据预先获得的所述第二天线的极化方向，判断所述当前极化方向与所述第二天线的极化方向夹角最小的第一天线是否为所述目标第一天线。

可选的，在从所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度中选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为所述目标第一天线之后，所述方法还包括：

判断所述目标第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度是否达到阈值，如果达到，则执行后续控制所述目标第一天线处于收发状态的处理；如果未达到，则产生报警提示，重新获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，并重新确定目标第一天线。

可选的，控制目标第一天线切换到收发状态，以及控制目标第一天线以外的第一天线处于非收发状态，包括：

在确定所述信标端设备与所述锚节点端设备之间完成一次完整的定位操作后，才控制目标第一天线切换到收发状态，以及控制目标第一天线以外的第一天线处于非收发状态。

第二方面，本发明提供了一种天线控制的装置，设置于信标端设备，所述信标端设备包括极化方向不同的至少两根第一天线，所述装置包括：

获得模块，用于获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度；

确定模块，用于根据所述通信信号强度从所述至少两根第一天线中确定出目标第一天线；其中，所述目标第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度满足预设的第一条件；

控制模块，用于控制所述目标第一天线处于收发状态，进而通过所述目标第一天线与所述锚节点端设备通信。

可选的，所述控制模块用于判断所述目标第一天线当前是否处于收发状态，如果是，则维持所述目标第一天线的收发状态；如果否，则控制所述目标第一天线切换到收发状态，以及控制所述目标第一天线以外的第一天线处于非收发状态。

可选的，所述确定模块用于从所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度中选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为所述目标第一天线；

其中，所述第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度用以下信号强度来表示：

所述第一天线对第二天线发来的信号的接收强度，或者，所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度；当为所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度时，需要所述信标端设备从锚节点端设备处获得所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度。

可选的，所述获得模块用于通过每根所述第一天线依次与所述第二天线通信，来获得所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度。

可选的，所述装置还包括：

检测模块，用于在从所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度中选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为所述目标第一天线之后，对所述信标端设备的当前姿态进行检测，获得检测结果；

第一判断模块，用于根据所述检测结果，确定每根所述第一天线的当前极化方向，并根据所述第二天线的极化方向，判断所述目标第一天线的极化方向与所述第二天线的极化方向是否匹配；如果是，则通知控制模块执行后续控制所述目标第一天线处于收发状态的处理；如果否，则通知所述获得模块重新获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，并通知所述确定模块重新确定目标第一天线。

可选的，所述第一判断模块用于根据所述检测结果以及每根第一天线在所述信标端设备中的设置朝向，确定出每根第一天线的当前极化方向；根据预先获得的所述第二天线的极化方向，判断所述当前极化方向与所述第二天线的极化方向夹角最小的第一天线是否为所述目标第一天线。

可选的，所述装置还包括：

第二判断模块，用于在从所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度中选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为所述目标第一天线之后，判断所述目标第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度是否达到阈值，如果达到，则通知控制模块执行后续控制所述目标第一天线处于收发状态的处理；如果未达到，则产生报警提示，并通知获得模块重新获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，并通知确定模块重新确定目标第一天线。

可选的，所述控制模块在确定所述信标端设备与所述锚节点端设备之间完成一次完整的定位操作后，才控制目标第一天线切换到收发状态，以及控制目标第一天线以外的第一天线处于非收发状态。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本发明实施例中，信标端设备包括极化方向不同的至少两根第一天线，根据每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，从至少两根第一天线中确定出满足预设的第一条件的目标第一天线，然后控制目标第一天线处于收发状态，进而通过目标第一天线与锚节点端设备通信。所以，一方面，本发明在信标端设备设置极化方向不同的天线，另一方面，无论信标端设备姿态如何变化，都选择各根第一天线与第二天线的通信信号强度满足第一条件的目标第一天线进行通信，因此，本发明实施例中的信标端设备在姿态变化时，依然可以通过与锚节点端设备通信良好的天线与锚节点端设备通信。可见，本发明提高了姿态变化时信标端设备与锚节点端设备的通信质量。

附图说明

图1为本发明实施例的天线控制方法流程图；

图2为本发明实施例中一信标端设备与锚节点端设备示意图；

图3为本发明实施例中另一信标端设备与锚节点端设备示意图；

图4为本发明实施例中一种可能的数据包收发示意图；

图5为本发明实施例中的天线控制装置示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种天线控制方法和装置，用于提高姿态变化时信标端设备与锚节点端设备的通信质量。

为了解决上述技术问题，本发明提供的思路如下：

在本发明实施例中，信标端设备包括极化方向不同的至少两根第一天线，根据每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，从至少两根第一天线中确定出满足预设的第一条件的目标第一天线，然后控制目标第一天线处于收发状态，进而通过目标第一天线与锚节点端设备通信。所以，一方面，本发明在信标端设备设置极化方向不同的天线，另一方面，无论信标端设备姿态如何变化，都选择各根第一天线与第二天线的通信信号强度满足第一条件的目标第一天线进行通信，因此，本发明实施例中的信标端设备在姿态变化时，依然可以通过与锚节点端设备通信良好的天线与锚节点端设备通信。可见，本发明提高了姿态变化时信标端设备与锚节点端设备的通信质量。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明第一方面提供了一种天线控制方法，请参考图1，为本发明实施例中天线控制方法的流程图。该方法包括：

S101：获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，并根据所述通信信号强度从所述至少两根第一天线中确定出目标第一天线；

S102：控制所述目标第一天线处于收发状态，进而通过所述目标第一天线与所述锚节点端设备通信。

具体来讲，本发明实施例中的信标端设备可为遥控器、智能手表等用户可以任意调整姿态的设备。锚节点端设备例如为平衡车、无人机、机器人或控制器等，锚节点端设备设有天线的部分通常静止。本发明对信标端设备和锚节点端设备不做具体限制。本发明实施例中的信标端设备与锚节点端设备之间可以基于UWB技术进行通信，UWB通信的信标端设备也简称为tag、tag端、tag端设备或tag设备等，锚节点端设备简称为anchor、anchor端、anchor端设备或anchor设备等。

本发明实施例中的信标端设备设置有至少两根第一天线，并且每根第一天线的设置朝向不同，进而每根第一天线的极化方向不同。例如图2和图3所示，信标端设备设置有ANT_11和ANT_12两根极化方向垂直的第一天线。在具体实现过程中，至少两根第一天线的极化范围应尽可能地覆盖信标端设备的周围空间，本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际选择第一天线的数量和设置朝向，本发明不做具体限制。

另外，锚节点端设备设置有第二天线，例如图2和图3所示的ANT_21和ANT_22。对于第二天线的数量本发明也不做具体限制。

首先，在S101中，获得每根第一天线与第二天线的通信信号强度，然后，选择满足预设的第一条件的第一天线作为目标第一天线。在本发明实施例中，第一条件为表示通信质量最好的条件。因此，满足第一条件的目标第一天线，就是至少两根第一天线中通信质量最好的第一天线。

在本发明实施例中，S101中根据通信信号强度从至少两根第一天线中确定出目标第一天线，包括：

从所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度中选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为所述目标第一天线；

其中，所述第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度用以下信号强度来表示：

所述第一天线对第二天线发来的信号的接收强度，或者，所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度；当为所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度时，需要所述信标端设备从锚节点端设备处获得所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度。

具体来讲，在具体实现过程中，为了获得每根第一天线与第二天线之间的通信信号强度，可以通过如下过程实现：

通过每根所述第一天线依次与所述第二天线通信，来获得所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度。

具体来讲，在S101之前，按照预设间隔，切换每根第一天线与第二天线进行通信。预设间隔例如为5ms、1ms等，本发明不做具体限制。具体为，在第一时刻，控制其中任意一根第一天线处于收发状态，并控制其他第一天线处于非收发状态；第一时刻之后预设间隔的第二时刻，控制另一根第一天线处于收发状态，并控制包括第一时刻处于收发状态的第一天线和其他第一天线处于非收发状态。以此类推，直到每一根第一天线均单独处于收发状态与第二天线通信为止。

在每一根第一天线单独处于收发状态的过程中，获得当前处于收发状态的第一天线与第二天线之间的通信信号强度。

在本发明实施例中，获得通信信号强度可以由信标端设备自己获得；也可以由锚节点端设备获得，然后再提供给信标端设备。

具体来讲，如果由信标端设备自己获得，则第一天线与第二天线之间的通信信号强度具体为第一天线对第二天线发来的信号的接收强度。具体来讲，信标端设备接收锚节点端设备通过第二天线发送来的任意信号，读取接收该任意信号时的接收强度，将接收强度作为第一天线和第二天线之间的通信信号强度。

例如，至少两根第一天线如图3所示，ANT_11对ANT_21的接收强度为3dB，ANT_12对ANT_21的接收强度为100dB。所以，ANT_11与ANT_21之间的通信信号强度为3dB，ANT_12与ANT_21之间的通信信号强度为100dB。

如果由锚节点端设备获得，则第一天线与第二天线之间的通信信号强度具体为第二天线对第一天线发来的信号的接收强度。具体来讲，锚节点端设备接收信标端设备通过当前处于收发状态的第一天线发送来的任意信号，读取接收该信号时的接收强度以及携带在信号中的天线标识，将该接收强度记录为该天线标识对应的第一天线的通信信号强度。其中，天线标识用于唯一标识一个信标端设备上的一根第一天线。然后，在所有第一天线均与第二天线通信之后，将记录的天线标识和对应的接收强度反馈给信标端设备，以使信标端设备获得第二天线对第一天线的接收强度。

例如，至少两根天线如图3所示，ANT_22接收到一个来自信号端设备的信号。读取到接收强度为3dB，天线标识为“Tom_ANT_11”。其中，天线标识“Tom_ANT_11”表示信标端设备Tom的ANT_11天线。锚节点端设备记录下“Tom_ANT_11—3dB”。接着，ANT_22再次接收到一个来自信标端设备的信号，读取到接收强度为100dB，天线标识为“Tom_ANT_12”。锚节点端设备记录下“Tom_ANT_12—100dB”。接着，锚节点端设备将记录的“Tom_ANT_11—3dB，Tom_ANT_12—100dB”发送给信标端设备。信标端设备解析锚节点端设备发送的记录，确定ANT_11与第二天线的通信信号强度为3dB，ANT_12与第二天线的通信信号强度为100dB。

接下来，信标端设备根据自己获得的通信信号强度，或者锚节点端设备提供的通信信号强度，从所有通信信号强度中选择出最强的通信信号强度，并将最强的通信信号强度对应的第一天线确定为目标第一天线。

沿用上文的例子来说，假设信标端设备获得ANT_11和ANT_12与第二天线的通信信号强度分别为3dB和100dB。其中，ANT_12的通信信号强度最强，所以确定ANT_12为目标第一天线。

确定出目标第一天线后，在S102中，控制目标第一天线处于收发状态，进而通过目标第一天线与锚节点端设备通信。

由于确定出的目标第一天线当前可能已经处于收发状态，也可能当前未处于收发状态，所以，在本发明实施例中，S102具体包括：

判断所述目标第一天线当前是否处于收发状态，如果是，则维持所述目标第一天线的收发状态；如果否，则控制所述目标第一天线切换到收发状态，以及控制所述目标第一天线以外的第一天线处于非收发状态。

具体来讲，确定出目标第一天线后，判断目标第一天线是否处于收发状态。具体来讲，信标端设备可以读取目标第一天线的状态值，如果状态值指示为收发状态，则判断目标第一天线处于收发状态；反之，如果状态值指示为非收发状态，则判断目标第一天线处于非收发状态。

进一步，如果目标第一天线已经处于收发状态了，则不需要切换天线，仍然维持目标第一天线的当前状态，即收发状态即可。而如果目标第一天线处于非收发状态，则启动目标第一天线为收发状态，同时控制目标第一天线以外的其他第一天线处于非收发状态，以切换到通过目标第一天线与锚节点端设通信。

举例来说，假设在T1时刻，信标端设备的姿态如图2所示，通过ANT_11与锚节点端设备通信。在T1之后的T2时刻，信标端设备的姿态如图3所示。通过检测，确定出T2时刻ANT_12的信号强度强于ANT_11，为两根第一天线中最强，故确定ANT_12为目标第一天线。由于此时ANT_11处于收发状态，ANT_12处于非收发状态，因此，信标端设备将ANT_12从非收发状态切换到收发状态，并将ANT_11从收发状态切换到非收发状态，使得信标端设备从T2时刻开始，通过ANT_12与锚节点端设备通信。

再举例来说，假设信标端设备在T2时刻依然维持在图2所示的姿态。通过检测，ANT_11与第二天线的通信信号强度依然最强，所以目标第一天线依然为ANT_11。由于此时ANT_11已经处于收发状态，所以不需要切换天线，仍然保持ANT_11处于收发状态，ANT_12处于非收发状态。

由上述描述可以看出，本发明一方面，本发明在信标端设备设置极化方向不同的天线，另一方面，无论信标端设备姿态如何变化，都选择各根第一天线与第二天线的通信信号强度满足第一条件的目标第一天线进行通信，因此，本发明实施例中的信标端设备在姿态变化时，依然可以通过与锚节点端设备通信良好的天线与锚节点端设备通信。可见，本发明提高了姿态变化时信标端设备与锚节点端设备的通信质量。

作为一种可选的实施方式，在选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为目标第一天线之后，还可以进一步包括：

对所述信标端设备的当前姿态进行检测，获得检测结果；

根据所述检测结果，确定每根所述第一天线的当前极化方向，并所述第二天线的极化方向，判断所述目标第一天线的极化方向与所述第二天线的极化方向是否匹配；如果是，则执行后续控制所述目标第一天线处于收发状态的处理；如果否，则重新获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，并重新确定目标第一天线。

首先，对信标端设备的当前姿态进行检测，获得检测结果。具体来讲，在本发明实施例中，通过重力传感器或陀螺仪检测出信标端设备的运动状态，然后根据检测出的运动状态计算出信标端设备的当前姿态。

接下来，根据检测结果，确定出每根第一天线的当前极化，并根据第二天线的极化方向，判断目标第一天线的极化方向与第二天线的极化方向是否匹配。

具体来讲，在具体实现过程中，锚节点端设备设置第二天线的部分通常保持相对静止，或者几乎相对静止，因此第二天线的极化方向固定或者几乎固定。为了便于描述，在本发明实施例中，将第二天线的极化方向视为固定。

在本发明实施例中，确定第一天线的当前极化方向以及判断目标第一天线的极化方向是否与第二天线极化方向匹配，具体可通过如下过程实现：

根据所述检测结果以及每根第一天线在所述信标端设备中的设置朝向，确定出每根第一天线的当前极化方向；

根据预先获得的所述第二天线的极化方向，判断所述当前极化方向与所述第二天线的极化方向夹角最小的第一天线是否为所述目标第一天线。

首先，根据检测结果以及每根天线的设置朝向，确定出每根天线的当前极化方向。举例来说，如图2和图3所示，假设第一天线ANT_11的设置朝向为平行于信标端设备的固定板，ANT_12的设置朝向为垂直于固定板。当信标端设备的当前姿态如图2所示时，根据ANT_11和ANT_12的设置朝向，可以确定出ANT_11的极化方向为垂直地面朝上，ANT_12的极化方向为平行于地面。当信标端设备的当前姿态如图3所示时，根据ANT_11和ANT_12的设置朝向，可以确定出ANT_11的极化方向为平行于地面，ANT_12的极化方向为垂直于地面朝上。

然后，根据预先获得的第二天线的极化方向，计算每根天线的当前极化方向与第二天线的极化方向的夹角。

具体来说，由于第二天线的极化方向固定，因此可以在信标端设备直接设置第二天线的默认极化方向，例如垂直于地面朝上。或者，锚节点端设备也可以在与信标端设备建立通信连接之后，将第二天线的极化方向发送给信标端设备。

在具体实现过程中，可以通过第一天线的当前极化方向减去第二天线的极化方向获得夹角，也可以通过第二天线的极化方向减去第一天线的当前极化方向获得夹角，本发明不做具体限制。

接下来，判断目标第一天线的极化方向与第二天线的极化方向是否为所有夹角中最小的。如果目标第一天线的极化方向与第二天线的极化方向夹角最小，则表示目标第一天线不仅通信信号强度为所有第一天线中最强，而且极化方向与第二天线的极化方向匹配，因此目标第一天线确定准确，目标第一天线在当前所有第一天线中通信质量最佳。反之，如果目标第一天线的极化方向与第二天线的极化方向夹角不是最小，则表示目标第一天线尽管通信信号强度为所有第一天线中最强，但是目标第一天线的极化方向与第二天线的极化方向不匹配，因此目标第一天线可能并不是当前所有第一天线中通信质量最佳的。

以目标第一天线为图2和图3中的ANT_11为例来进行举例说明。首先，请参考图2，第二天线ANT_21和ANT_22的极化方向均为垂直于地面朝上，因此以ANT_21或ANT_22任一天线的极化方向作为第二天线的极化方向。ANT_21的极化方向减去ANT_11的当前极化方向获得夹角0度，ANT_21的极化方向减去ANT_12的当前极化方向获得夹角顺时针90度。在上述两个夹角中，ANT_11的当前极化方向与ANT_21的极化方向夹角0度为最小的夹角，因此判断ANT_11此时通信质量最佳。

请再参考图3，ANT_21的极化方向减去ANT_11的当前极化方向获得夹角逆时针90度，ANT_21的极化方向减去ANT_12的当前极化方向获得夹角0度。在上述两个夹角中，ANT_11的当前极化方向与ANT_21的极化方向夹角90度不为最小的夹角，因此ANT_11有可能不是通信质量最佳的第一天线。

在本发明实施例中，如果目标第一天线的极化方向与第二天线的极化方向夹角最小，则执行S102。反之，如果目标第一天线的极化方向与第二天线的极化方向夹角不是最小，表示S101中判断出的目标第一天线可能不是通信质量最佳的。所以在本发明实施例中，再次执行S101，以重新确定出目标第一天线，直到确定出的目标第一天线极化方向与第二天线的极化方向匹配为止。

由上述描述可知，判断目标第一天线的极化方向与第二天线的极化方向是否匹配，如果是，表示目标第一天线与第二天线之间的通信质量最佳，才切换到目标第一天线通信。否则，重新确定目标第一天线，直到确定出极化方向匹配且通信信号最强的目标第一天线。通过上述实施例，实现了确保目标第一天线为当前通信质量最佳的第一天线，减小了例如目标第一天线极化方向异常，或者目标第一天线损坏等因素对目标第一天线的影响。

当然，在具体实现过程中，为了节约设备资源，同时尽快为用户确定出目标第一天线，可以设置预设次数，例如3或4等。那么，如果反复确定目标第一天线的次数达到预设次数后，目标第一天线的极化方向依然与第二天线的极化方向不匹配，则可以输出报警提示，提示用户对天线进行检查，或者将极化方向匹配的第一天线确定为目标第一天线等。

作为另一种可选的实施方式，在S101之后，还可以进一步包括：

判断所述目标第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度是否达到阈值，如果达到，则执行后续控制所述目标第一天线处于收发状态的处理；如果未达到，则产生报警提示，重新获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，并重新确定目标第一天线。

具体来讲，在具体实现过程中，信标端设备可能由于被屏蔽、损坏或故障等因素，而导致即使目标第一天线与第二天线的通信信号最强，但通信信号强度的却不足以支持正常通信的情况。因此，在本发明实施例中，在确定出目标第一天线后，还需要进一步获得目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度。在本发明实施例中，获得通信信号强度可以由信标端设备自己获得；也可以由锚节点端设备获得，然后再提供给信标端设备。

具体来讲，如果由信标端设备自己获得，则目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度具体为目标第一天线对第二天线发来的信号的接收强度。如果由锚节点端设备获得，则目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度具体为第二天线对目标第一天线发来的信号的接收强度。上文中已经详细介绍了如何获得每根第一天线与第二天线之间的通信信号强度，本实施例中获得目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度也是类似，因此这里就不再一一赘述了。

接下来，信标端设备根据自己获得的通信信号强度，或者锚节点端设备提供的通信信号强度，判断目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度是否达到阈值。本发明实施例中的阈值为第一天线与第二天线能够正常通信的最低强度，本发明所属领域的普通技术人员根据实际设置，此处不做限制。

如果目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度达到阈值，表示信标端设备通过目标第一天线可以与锚节点端设备正常通信，因此执行S102。反之，如果目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度未达到阈值，则表示S101中判断出的目标第一天线不支持与锚节点端设备正常通信，所以在本发明实施例中，再次执行S101，以重新确定出目标第一天线，直到确定出的目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度达到阈值为止。同时，产生报警信息，以提示用户对信标端设备和第一天线进行检测。

由上述描述可知，判断目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度是否达到阈值，如果是，表示目标第一天线与第二天线之间的通信质量不仅最佳，而且通信质量合格，此时才通过目标第一天线通信。否则，重新确定目标第一天线，直到确定出通信质量合格的目标第一天线。通过上述实施例，实现了确保目标第一天线当前通信质量足以支持正常通信，避免了在切换到目标第一天线后无法正常通信。

进一步，为了避免信标端设备切换天线影响锚节点端设备对信标端设备的定位，在本发明实施例中，在确定信标端设备与锚节点端设备之间完成一次完整的定位操作后，才控制目标第一天线切换到收发状态，以及控制目标第一天线以外的第一天线处于非收发状态。

下面对锚节点端设备对信标端设备进行定位的方法进行简要介绍，请参考图4，为一种可能的数据包收发示意图。

锚节点端设备与信标端设备采用TWR(双向测距，Two-Way Ranging)的方法进行测距。在本发明实施例中，为了定位信标端设备，每次测距需要基于3次通信。

第一，信标端设备向锚节点端设备发送第一数据包。信标端设备发出第一数据包的同时，记录下发送第一数据包的时间戳，本发明实施例将发送第一数据包的时间戳记为tt1。

第二，锚节点端设备接收第一数据包，并记录接收第一数据包的时间戳，本发明实施例将接收第一数据包的时间戳记为ta1。然后，锚节点端设备向信标端设备反馈第二数据包，以通知信标端设备已接收第一数据包。在发出第二数据包的同时，记录下发送第二数据包的时间戳，本发明实施例将发送第二数据包的时间戳记为ta2。

第三，信标端设备接收第二数据包，并记录接收第二数据包的时间戳，本发明实施例中将接收第二数据包的时间戳记为tt2。信标端设备进一步计算出发送第三数据包的时间tt3，并将记录到的tt1、tt2和tt3包含到第三数据包内。在信标端设备时钟到达tt3时，将第三数据包发送给锚节点端设备，以通知锚节点端设备成功接收第二数据包。

第四，锚节点端设备接收第三数据包，并记录接收第三数据包的时间戳，记为ta3。

接下来，由于信标端设备和锚节点端设备的时钟可能不同步，所以需计算

T_round1＝tt2-tt1，

T_reply1＝ta2–ta1，

T_round2＝ta3–ta2，

T_reply2＝tt3–tt2。

其中，T_round1表示第一数据包从发送到接收到反馈的用时，T_reply1表示锚节点端设备反馈第二数据包的用时，T_round2表示第二数据包从发送到接收到反馈的用时，T_reply2表示信标端设备反馈第三数据包用时；图4中的T_prop表示数据包从发送到被接收的在途时间。

可见，T＝(T_round1–T_reply1)/2就为第一数据包从信标端设备发送到锚节点端设备的在途时间。因此，信标端设备与锚节点端设备的距离DIS就是DIS＝T*V。其中，V为信号传播速度，为已知量。

进一步，采用PDOA(到达相位差，Phase Difference of Arrival)方法检测角度。具体为，获得锚节点端设备ANT_21和ANT_22接收第三数据包(或第一数据包)的相位，本发明实施例中将ANT_21接收第三数据包(或第一数据包)的相位记为P1(单位弧度)，将ANT_22接收第三数据包(或第一数据包)的相位记为P2(单位弧度)。因此，相位差PD＝P1-P2。转化为角度就是(PD/(2π))*360。

当然，在具体实现过程中，也可以采用AOA(到达角，Angle of Arrival)或TDOA(到达时间差，Time Difference of Arrival)等方法检测角度，本发明不做具体限制。

相位差进一步可转化为方位，那么再根据检测出的距离，锚节点端设备就定位出了信标端设备。

在本发明实施例中，如果由信标端设备检测第一天线与第二天线之间的通信信号强度，则信标端设备可以具体为检测每根第一天线接收第二数据包的接收强度。类似地，如果由信标端设备检测目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度，则信标端设备可以具体为检测目标第一天线接收第二数据包的接收强度。

而如果由锚节点端设备检测第一天线与第二天线之间的通信信号强度，则锚节点端设备可以具体为检测第二天线接收每根第一天线发送的第一数据包或第三数据包的接收强度。当然，为了便于区别发送天线，在第一数据包和第三数据包中还包含有发送数据包的第一天线的天线标识。类似地，如果由锚节点端设备检测目标第一天线与第二天线之间的通信信号强度，则锚节点端设备可以具体为检测第二天线接收目标第一天线发送的第一数据包或第三数据包的接收强度。

进一步，如果锚节点端设备通过检测接收第一数据包的接收强度来检测每根第一天线或目标第一天线的接收强度，则进一步可以将检测到的接收强度打包在第二数据包中发送给信标端设备，以使信标端设备获得通信信号强度。

另外，在具体实现过程中，为了节约设备资源，减少数据包发送频率，上述第一数据包、第二数据包和第三数据包中还可以包含信标端设备和锚节点端交互的各种信息和数据，例如锚节点端向信标端发送的控制指令、信标端的请求指令、第二天线的极化方向、信标端设备的姿态等。本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际进行选择，本发明不做具体限制。

基于与前述实施例中天线控制方法同样的发明构思，本发明第二方面还提供一种天线控制装置，设置于信标端设备，如图5所示，包括：

基于与前述实施例中天线控制方法同样的发明构思，本发明第二方面还提供一种天线控制装置，如图5所示，包括：

获得模块101，用于获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度；

确定模块102，用于根据所述通信信号强度从所述至少两根第一天线中确定出目标第一天线；其中，所述目标第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度满足预设的第一条件；

控制模块103，用于控制所述目标第一天线处于收发状态，进而通过所述目标第一天线与所述锚节点端设备通信。

具体来讲，控制模块103用于判断所述目标第一天线当前是否处于收发状态，如果是，则维持所述目标第一天线的收发状态；如果否，则控制所述目标第一天线切换到收发状态，以及控制所述目标第一天线以外的第一天线处于非收发状态。

确定模块102用于从所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度中选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为所述目标第一天线；

其中，所述第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度用以下信号强度来表示：

所述第一天线对第二天线发来的信号的接收强度，或者，所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度；当为所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度时，需要所述信标端设备从锚节点端设备处获得所述第二天线对第一天线发来的信号的接收强度。

获得模块101用于通过每根所述第一天线依次与所述第二天线通信，来获得所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度。

进一步，所述装置还包括：

检测模块，用于在从所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度中选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为所述目标第一天线之后，对所述信标端设备的当前姿态进行检测，获得检测结果；

第一判断模块，用于根据所述检测结果，确定每根所述第一天线的当前极化方向，并根据所述第二天线的极化方向，判断所述目标第一天线的极化方向与所述第二天线的极化方向是否匹配；如果是，则通知控制模块103执行后续控制所述目标第一天线处于收发状态的处理；如果否，则通知获得模块101重新获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，并通知确定模块102重新确定目标第一天线。

其中，第一判断模块用于根据所述检测结果以及每根第一天线在所述信标端设备中的设置朝向，确定出每根第一天线的当前极化方向；根据预先获得的所述第二天线的极化方向，判断所述当前极化方向与所述第二天线的极化方向夹角最小的第一天线是否为所述目标第一天线。

或者，进一步，所述装置还包括：

第二判断模块，用于在从所述每根第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度中选择最大的通信信号强度所对应的第一天线为所述目标第一天线之后，判断所述目标第一天线与所述第二天线之间的通信信号强度是否达到阈值，如果达到，则通知控制模块103执行后续控制所述目标第一天线处于收发状态的处理；如果未达到，则产生报警提示，并通知获得模块101重新获得每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，并通知确定模块102重新确定目标第一天线。

控制模块103在确定所述信标端设备与所述锚节点端设备之间完成一次完整的定位操作后，才控制目标第一天线切换到收发状态，以及控制目标第一天线以外的第一天线处于非收发状态。

前述图1-图4实施例中的天线控制方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的天线控制装置，通过前述对天线控制方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中天线控制装置的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本发明实施例中，信标端设备包括极化方向不同的至少两根第一天线，根据每根第一天线与锚节点端设备的第二天线之间的通信信号强度，从至少两根第一天线中确定出满足预设的第一条件的目标第一天线，然后控制目标第一天线处于收发状态，进而通过目标第一天线与锚节点端设备通信。所以，一方面，本发明在信标端设备设置极化方向不同的天线，另一方面，无论信标端设备姿态如何变化，都选择各根第一天线与第二天线的通信信号强度满足第一条件的目标第一天线进行通信，因此，本发明实施例中的信标端设备在姿态变化时，依然可以通过与锚节点端设备通信良好的天线与锚节点端设备通信。可见，本发明提高了姿态变化时信标端设备与锚节点端设备的通信质量。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。