专利名称：被动式活动目标无线监测定位系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线监测定位系统，具体说是一种被动式活动目标无线监测定位系统。
目前使用的报警监控系统的目标多为相对固定目标，例如银行报警系统、企业财会室报警系统、圣峰报警系统。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种方便直观地为军、警方捕捉寻找活动目标的被动式活动目标无线监测定位系统。
本发明的目的可以通过以下措施来达到一种被动式活动目标无线监测定位系统，包括中央控制室，其特征在于发射部分单片机程序产生该子机的串行编码信号，该信号送到由高频集成电路组成的调频信号振荡调制模块，被调制成调频信号，该调频信号由高频功放模块放大后，由高效的偶极半波振子天线发射；接收部分接收天线输出端接至调频接收机输入端，调频接收机输出端、无线角度传感器输出端均与单片机I/O口相连，单片机输出端接至调制解调器输入端，调制解调器输出端接至中央控制室。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到接收天线为全方位、高方向性的八木振子天线阵，并可做到360度连续旋转，其波瓣夹角不大于1度；接收部分至少需两套天线系统；接收部分配置三套天线系统为最佳方案。
图1是本发明电原理框图。
图2是本发明发射机电原理图。
图3是本发明程序框图。
本发明下面将结合附图作进一步详述(1)发射部分如图1所示，本系统的发射机主要由三部分组成。首先是由PIC58BS单片机程序产生该子机的串行编码信号(此编码为该子机独有，即识别码)。该信号送到由UPC1651高频集成电路组成的调频信号振荡调制模块，被调制成420MHZ-470MHZ的调频信号，(因频率资源由国家统一安排分配，故上述频率只用于原理分析)。最后该调频信号由三菱公司的M5779H高频功放模块放大后，由高效的偶极半波振子天线发射。
如图2所示PIC58BS组成编码部分，其中，PIC58BS的2、3脚接到插口CK2，该插口为编程专用，即生产过程中方使用。其1、18、17三个脚接至电可擦除存储器——93LC56。该存储器保存编码信息及用户要求的应用程序。PIC58BS的4脚接到由BG1、R1、R2、R3组成的上电自动复位电路，在按通电源时，它们可给PIC58BS提供一个复位脉冲信号，PIC58BS的6-13脚为I/O口，除13脚用于输出编码信号外，其余I/O都可根据具体应用的要求灵活设定其功能。PIC58BS的15、16脚为振荡输入、输出，在电路上这两脚接有一只4MHZ的石英振子振荡器，该主频可使PIC58BS提供每秒2000条语句以上的执行速度，PIC58BS的14脚为电源正极引脚，5脚为接地引脚。PIC58BS的13脚送出的编码信号经C3隔直流耦合电容接到由UPC1651组成的调频调制模块，UPC1651为四脚微型封装的集成电路，在其1、3脚(即输入、输出脚)之间接有C1反馈电容，使其产生高频振荡信号，且此信号受1脚输入的编码信号调制。在UPC1651的3脚还接有L1、C4组成的选频回路，将频谱成分净化，以压缩发射信号的频带宽度。已选频的调频信号经C2耦合至M57797H功放模块的1脚，该模块为一个五脚的厚膜电路，其4、2两脚分别接至电源正和地，3脚为输出端，直接接至发射天线，5脚为偏置电压输入，该脚接在电位器W1的滑动臂上，可根据电源电压及功率要求提供给末级功放管以合适的偏置电流。关于电源部分，由于都是常见的典型线路，故在此不尽详述。
(2)接收部分本系统接收天线为全方位、高方向性的八木振子天线阵。并可做到360度连续旋转，其波瓣夹角不大于1度。与旋转天线同步的角度传感器能不停地把角度信号送到PIC58BS单片机的I/O口。当天线系统捕捉到特定发射机发出的特定编码时，调频接收机解调出编码信号，并送至单片机，PIC58BS单片机即把此编码信号与同一时间的角度信号输出，通过符合RS-232C标准的串行口送到调制接调器，调制成音频脉冲号，通过专用线路送至中央控制室。本系统的最简配置需两套这样的天线系统，考虑到提高精度及维修、保养不间断工作，建议系统配置最佳方案为三套。
关于天线系统与中央控制室之间的专用线路，建议采用专用电缆，这样会大大提高系统速度，并可同时跟踪更多目标。如无法架设专用电缆，采用普通电话线路亦可。
中央控制室内的多媒体计算机(以下简称计算机1)把覆盖地区地图及经纬度通过大屏幕显示器影射出。当中央控制室接收到天线系统发回的音频脉冲信号，通过调制解调器解调成计算机能够识别的串行信号，然后送入计算机1。计算机1根据两套已知方位的天线系统发回的角度信号即可计算出目标的准确位置和坐标，并将目标点在计算机1的显示屏及大屏幕上同时标出。因大屏幕上已有覆盖地区地图及经纬度，则操作人员能迅速、直观地判断出目标所处的地理位置及经纬度。在计算目标位置时，计算机1会把角度信号与识别码信号分离开，其中角度信号用于判断目标位置；而识别码信号用于判断哪两个角度信号为同一目标，以保证在同时跟踪多目标时不会出现虚假目标，从而提高系统的准确性。
完成上述计算过程后，计算机1将识别码信号通过并行口“LPTl”送入普通计算机(以下简称计算机2)。计算机2接收到识别码信号后，立即在本机数据库内寻找出与识别码相对应的目标备案资料，并在计算机2的显示器上显示出。同时可在大屏幕上以画中画形式显示出来，如必要时也可将资料打印备案。
(3)软件分析如图3所示，首先分析PIC58BS单片机部分的程序。由天线传回的识别码串行信号经整形后输入单片机的I/O口RBO(见单片机原理图)，此信号被以字符串的形式赋值为 。同时，由角度传感器送回的角度信号被送入RB1，同样以字符串的形式赋值为 。下一步程序将判断 是否为空串。如果是，就表明在该角度没有目标，则程序返回起始端，准备输入下一个数据。如果不是空串，则进一步检查字符串是否为规定长度，因编码电路产生的串行编码长度是一定的，故检查字符串长度可有效地排除干扰因素。如长度不符合要求也同样返回程序起始端。如长度也符合要求，则将 和 相加并通过串行输出插口将其发送出去。因 字符串的长度是一定的，故可将它们直接相加而无需分隔符，下面的程序也能轻易、有效地将它们分离。
接着分析计算机1的程序。该程序首先将覆盖地区地图影射在显示器及大屏幕上，然后从计算机1的串行口COM1、COM2读出两路天线系统送回的识别码和角度的复合信号，并分别赋值为 和 ，然后用字符串函数分离识别码信号和角度信号。接着程序在D 和 中寻找相同的识别码。如找到后，则将 、ES中该识别码之后的若干位读出即得到了两个角度值并计算出目标点的位置(在屏幕上的坐标)。再通过目标点与已知天线点(天线在屏幕上的位置)的相对关系及已知天线点的经纬度，就可轻易地算出目标点的经纬度，此经纬度可根据实际情况是否需要而选择是否显示。计算出目标点后，还要判断该点是否在屏幕显示范围。如果在屏幕显示范围以内，则将该点在显示器和大屏幕上显示出来。如果该点在屏幕显示范围以外，则只将该点的经纬度显示在屏幕上。完成上述计算后，计算机1将把有效的识别码通过并行口输出至计算机2，并将
中计算过的识别码及它对应的角度删除，然后返回第三步，继续计算下一个目标，直到
变为空串或找不到相同识别码后，返回第二步，重新读COM1、COM2中的字符串，然后重复上面的过程，以更新目标的位置。
计算机2的程序是一个简单的数据库系统，只要从并行口读入字符串再在数据库中查找相同的字符串，并把该字符串对应的资料显示出来即可，由于该程序较简单且类似程序较多，故在此省略分析过程。
本发明相比现有技术具有如下优点1、即时性通过高速计算机运算，能快速及时地更新显示画面，以反映活动目标当前最新方位。2、直观性通过大屏幕显示器射出的覆盖地区地图，能直接反映出活动目标当前所处的地理位置。3、目标活动性通过专用软件计算，能显示出目标的运动轨迹。4、识别性通过大规模编、解码电路，能识别不少于400万组活动目标，并迅速显示出目标的存档资料。5、易扩充性只要多处安装本系统，即可无限扩大监测范围，达到异地联网之效果。且能与警、军方现有的闭路监测系统结合工作，以发挥更大的效能。6、本系统对其它行业无依赖性如电信业等，故不受其它行业限制，更不会干扰其它行业的正常运作。7、本系统价格适中，在覆盖范围内无盲区。
权利要求
1.一种被动式活动目标无线监测定位系统，包括中央控制室，其特征在于发射部分单片机程序产生该子机的串行编码信号，该信号送到由高频集成电路组成的调频信号振荡调制模块，被调制成调频信号，该调频信号由高频功放模块放大后，由高效的偶极半波振子天线发射；接收部分接收天线输出端接至调频接收机输入端，调频接收机输出端、无线角度传感器输出端均与单片机I/O口相连，单片机输出端接至调制解调器输入端，调制解调器输出端接至中央控制室。
2.根据权利要求1所述的被动式活动目标无线监测定位系统，其特征在于接收天线为全方位、高方向性的八木振子天线阵，并可做到360度连续旋转，其波瓣夹角不大于1度。
3.根据权利要求1所述的被动式活动目标无线监测定位系统，其特征在于接收部分至少需两套天线系统。
4.根据权利要求1或3所述的被动式活动目标无线监测定位系统，其特征在于接收部分配置三套天线系统为最佳方案。
全文摘要
本发明提供了一种方便直观地为军、警方捕捉寻找活动目标的被动式活动目标无线监测定位系统。该系统主要由发射、接收和中央控制室组成，其中发射部分由PIC58BS单片机、UPC1651调频信号振荡调制模块、M57797H高频功放模块组成，接收部分由接收天线、无线角度传感器、调频接收机、PIC58BS单片机、调制解调器组成。
文档编号G01S13/06GK1155083SQ9611681
公开日1997年7月23日 申请日期1996年1月17日 优先权日1996年1月17日
发明者朱嵘 申请人:朱嵘