一种基于无线载波通信技术的测距装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及测距装置技术领域，尤其涉及一种基于无线载波通信技术的测距 装置。
【背景技术】
[0002] 激光测距仪一般采用两种方式来测量距离:脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程 是这样的：测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录 激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。激 光测距仪是通过激光做为主要工作物质来进行工作，其中，1064纳米波长的激光对眼睛的 伤害可能将是永久性的。而且这种测距装置不具备通信功能，不能进行相互之间的通信联 络，不能实现有遮挡环境的测距，无法实现适应各种环境应用的个性化定制跟踪和通信网 络系统架构，并提供精确的测距与定位服务。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于无线载 波通信技术的测距装置。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
[0005] -种基于无线载波通信技术的测距装置，包括壳体，所述壳体上设有参数设置输 入按键、显示器、与外接设备进行通信连接的通信接口、与电源电连接的电源接口和天线端 口，所述显示器设置在参数设置输入按键的上方，所述壳体内设有处理器、ID寄存器和无线 信号收发器，所述处理器的输入端分别与参数设置输入按键、ID寄存器和无线信号收发器 的输出端连接，所述处理器的输出端分别与ID寄存器、显示器和无线信号收发器的输入端 连接，所述无线信号收发器通过天线端口与天线电连接。
[0006] 优选的，所述ID寄存器为非易失性存储器。
[0007] 优选的，所述无线信号收发器发射的信号为纳秒级非正弦波窄脉冲。
[0008] 优选的，所述通信接口为串行通信接口或USB接口。
[0009] 优选的，所述壳体的底部设有安装孔。
[0010] 优选的，所述壳体的四角位置设有防撞保护垫。
[0011] 本实用新型中，利用纳秒级窄脉冲发射无线信号，通过加强信号强度调制，可达到 长距离、高速度的无线通信，时域频分模式采用有别于传统的窄带和宽带技术模式，它的频 带更宽，采用双向测距法，从发送端到接收端两点间往返时间可以用来计算这两个节点间 的距离，根据多个装置之间的相互距离信息计算出装置之间的相对位置，以提高点对点的 测量精度，对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供 厘米级的定位精度，每一个装置都在其非易失性存储器中设置有一个唯一的节点识别号， 这台装置可以自动对任何它所收到的测距请求进行响应，实现装置间多对一的测距和定位 功能，可以用于碰撞规避、实时定位跟踪、定位危险环境中的人员、关键设施保护等，可为车 辆运行跟踪、导航定位，提供实时距离和传感器数据。
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型提出的一种基于无线载波通信技术的测距装置的结构示意图；
[0013] 图2为本实用新型提出的一种基于无线载波通信技术的测距装置的系统示意图；
[0014] 图3为本实用新型多个装置之间的映射关系示意图；
[0015]图4为本实用新型提双向测距的示意图；
[0016]图5为本实用新型飞行时间精确测距的示意图。
[0017]图中：1壳体、2参数设置输入按键、3通信接口、4电源接口、5天线端口、6显示器。
【具体实施方式】
[0018] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。
[0019] 参照图1-2,一种基于无线载波通信技术的测距装置，包括壳体1，壳体1上设有参 数设置输入按键2、显示器6、与外接设备进行通信连接的通信接口 3、与电源电连接的电源 接口 4和天线端口 5，显示器6设置在参数设置输入按键2的上方，壳体1内设有处理器、ID寄 存器和无线信号收发器，处理器的输入端分别与参数设置输入按键2、ID寄存器和无线信号 收发器的输出端连接，处理器的输出端分别与ID寄存器、显示器6和无线信号收发器的输入 端连接，无线信号收发器通过天线端口 5与天线电连接。
[0020] ID寄存器为非易失性存储器，无线信号收发器发射的信号为纳秒级非正弦波窄脉 冲，通信接口 3为串行通信接口或USB接口，壳体1的底部设有安装孔，壳体1的四角位置设有 防撞保护垫。
[0021] 利用纳秒级窄脉冲发射无线信号，通过加强信号强度调制，可达到长距离、高速度 的无线通信，时域频分模式采用有别于传统的窄带和宽带技术模式，它的频带更宽，采用双 向测距法，从发送端到接收端两点间往返时间可以用来计算这两个节点间的距离，根据多 个装置之间的相互距离信息计算出装置之间的相对位置，以提高点对点的测量精度，对信 道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供厘米级的定位 精度，显示器6可显示参数设置数据和测距数据。
[0022] 参照图3,每一个装置都在其非易失性存储器中设置有一个唯一的节点识别号，这 台装置可以自动对任何它所收到的测距请求进行响应，装置把接收到的所有数据，包括测 距请求、测距响应、或者是其它信息数据汇报给主机或者其它微处理器设备，实现装置间多 对一的测距和定位功能，装置的映射关系为3对1，即装置A、B、C只与G测距。
[0023] 可以用于碰撞规避、实时定位跟踪、定位危险环境中的人员、关键设施保护等，可 为车辆运行跟踪、导航定位，提供实时距离和传感器数据。
[0024] 测距原理：
[0025]本装置采用飞行时间精确测距，利用到达时间来计算距离。到达时间方法是利用 发送端和接收端之间的传播时延来计算两点距离，电波的传播速度为光速c，假设信号从发 送端到接收端的时间为t，则两者间的距离为ct。
[0026] 本装置采用双向测距法，以提高点对点的测量精度。
[0027] 从发送端到接收端两点间往返时间可以用来计算这两个节点间的距离，这种方法 就是双向测距，如图4所示：
[0028] 图中，节点A在时刻发送含有时间标记信息的包给节点B，等节点B和此时间标记信 息做好同步后，便会回送一个信号给节点A，以表示同步完成，节点A根据收到的信号来决定 传播时间。节点A到B间的距离可以由下列公式计算得到：
[0030] DAB = TfXc
[0031] Dab为节点A到节点B之间的距离。
[0032]本装置所采用的技术模式具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截 获能力、系统复杂度低、能提供厘米级的测距精度。
[0033] 工作模式：
[0034] (1)双向飞行时间测距和通信
[0035]根据多个装置之间的相互距离信息计算出装置之间的相对位置，可以根据自身的 需要开发量身定做的跟踪和通信网络系统。
[0036] (2)飞行时间精确测距
[0037] 如图5所示，装置A向装置B发送测距请求S，装置B通过发送一个测距响应S1来确认 收到装置A的请求，装置A使用这个测距响应来精确测量装置A和装置B之间的射频脉冲双向 飞行时间，然后根据这个信息计算两者之间的高精度距离。
[0038]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用 新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范 围之内。
【主权项】
1. 一种基于无线载波通信技术的测距装置，包括壳体，其特征在于，所述壳体上设有参 数设置输入按键、显示器、与外接设备进行通信连接的通信接口、与电源电连接的电源接口 和天线端口，所述显示器设置在参数设置输入按键的上方，所述壳体内设有处理器、ID寄存 器和无线信号收发器，所述处理器的输入端分别与参数设置输入按键、ID寄存器和无线信 号收发器的输出端连接，所述处理器的输出端分别与ID寄存器、显示器和无线信号收发器 的输入端连接，所述无线信号收发器通过天线端口与天线电连接。2. 根据权利要求1所述的一种基于无线载波通信技术的测距装置，其特征在于，所述ID 寄存器为非易失性存储器。3. 根据权利要求1所述的一种基于无线载波通信技术的测距装置，其特征在于，所述无 线信号收发器发射的信号为纳秒级非正弦波窄脉冲。4. 根据权利要求1所述的一种基于无线载波通信技术的测距装置，其特征在于，所述通 信接口为串行通信接口或USB接口。5. 根据权利要求1所述的一种基于无线载波通信技术的测距装置，其特征在于，所述壳 体的底部设有安装孔。6. 根据权利要求1所述的一种基于无线载波通信技术的测距装置，其特征在于，所述壳 体的四角位置设有防撞保护垫。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于无线载波通信技术的测距装置，包括壳体，所述壳体上设有参数设置输入按键、显示器、与外接设备进行通信连接的通信接口、与电源电连接的电源接口和天线端口，所述显示器设置在参数设置输入按键的上方，所述壳体内设有处理器、ID寄存器和无线信号收发器，所述处理器的输入端分别与参数设置输入按键、ID寄存器和无线信号收发器的输出端连接，所述处理器的输出端分别与ID寄存器、显示器和无线信号收发器的输入端连接，所述无线信号收发器通过天线端口与天线电连接。本实用新型可以用于碰撞规避、实时定位跟踪、定位危险环境中的人员、关键设施保护，可为车辆运行跟踪、导航定位，提供实时距离和传感器数据。
【IPC分类】G01S11/02
【公开号】CN205353356
【申请号】CN201620102878
【发明人】谭善文, 杨吉钊
【申请人】成都可益轨道技术有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年2月1日