专利名称：动态定向装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动态定向装置，尤其涉及利用基准点和读写器的动态定向装置。
背景技术：
在无线传感器网络中，定位是非常重要的支撑技术，具有广泛的应用。“紫蜂”(ZigBee)技术则是一种近距离、低功耗、低数据传输率、低成本的双向无线通信技术，可以嵌入到各种设备中，同时支持地理定位功能。将“紫蜂”(ZigBee)技术应用于无线传感器网络中是现今研究的一个重点，使得基于“紫蜂”(ZigBee)技术的短距离无线传感网定位技术的研究和应用也受到人们广泛的关注，并且有些产品投放市场。图1为现有技术的一个简单的定位原理示意图，无线定位引擎基于接收的信号强度指示(RSSI)技术，定位系统由参考节点和盲节点组成。参考节点是一个位于已知位置的静态节点，这个节点知道自己的位置并可以将其位置通过发送数据包通知其他节点。盲节点从基准点处接收数据包信号，获得参考节点位置坐标及相应的接收的信号强度指示 (RSSI)值并将其写入定位引擎，然后可以读出由定位引擎计算得到的自身位置。由参考节点发送给盲节点的数据包至少包含参考节点的坐标参数水平位置X和竖直位置Y，而接收的信号强度指示(RSSI)值可由接收节点(盲点)计算获得。(引用文献CCM30/31_Zigbee 无线定位实验测试应用手册)。现有技术中，无论对物体的识别或定位，所有装置均不包含定向功能。但是对目标物的运动方向识别在很多情况下是十分关键的，也是非常必要的。例如，在诸如建筑物失火，倒塌的紧急状态下，急救人员需要及时得到指挥中心的指示奔向正确的位置。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种动态定向装置。该装置可以准确确定目标物的运动方向。为实现上述目的，本实用新型提供了一种动态定向装置，其特征在于，所述定向装置包括盲点和基准点；所述盲点包括无线通信单元，所述基准点包括第一读写器、第二读写器和控制器；所述无线通信单元与所述第一读写器和第二读写器通信；所述第一读写器和第二读写器与所述控制器相连接；所述无线通信单元发送射频信号；所述第一读写器和第二读写器接收所述射频信号，并对所述射频信号进行编码后发送；所述控制器根据所述第一读写器和第二读写器发送的编码判断所述盲点的方向。所述控制器具有无线定向引擎，与所述第一读写器和第二读写器相连接。 所述第一读写器为“0度”射频技术识别读写器，所述第二读写器为“ 180度”射频技术识别读写器。所述“0度”射频技术识别读写器和所述“180度”射频技术识别读写器均具有辐射面为45度至180度夹角的定向天线。所述“0度”射频技术识别读写器为接收到所述射频信号时编码为“0”的读写器， 所述“ 180度”射频技术识别读写器为接收到所述射频信号时编码为“ 1，，的读写器。本实用新型的动态定向装置通过“0度”射频技术识别(RFID)读写器与“180度” 射频技术识别(RFID)读写器这两种读写器所接收到信息的先后顺序进行编码，从而实现了对盲点的无线定向。该装置简单实用，通过两种射频技术识别(RFID)读写器，不用其他复杂的设备；定向速度快，盲点一进入基准点覆盖的范围，射频技术识别(RFID)读写器就可以立即接收到信号进行编码；定向范围广，射频技术识别(RFID)读写器采用的是45度至180度夹角的定向天线；适应能力强，不怕油渍、灰尘污染，可以自由工作在各种恶劣环境下。
图1为现有技术的一个简单的定位原理示意图；图2为本实用新型实施例动态定向装置示意图；图3为本实用新型实施例动态定向装置的定位原理示意图；图4为本实用新型实施例动态定向装置的定向原理示意图；图5为本实用新型实施例动态定向装置的定位定向工作流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。图2为本实用新型实施例动态定向装置示意图，图中201、202、203、204为4个基准点，211为盲点。如图所示，所述装置包括盲点和基准点。盲点就是需要进行定位以及定向的移动目标物，而基准点的作用就是用来对盲点进行定位和定向的。优选的，盲点包括无线通信单元；基准点包括第一读写器、第二读写器和控制器。优选的，第一读写器和第二读写器皆具有辐射面为45度至180度夹角的定向天线。具体的，盲点上的无线通信单元的作用就是用来发送射频信号。而第一读写器和第二读写器的作用是用于对接到的射频信号进行编码。控制器的作用是用于根据第一读写器和第二读写器的编码判断盲点的运动方向。本实用新型实施例基于“紫蜂”(ZigBee)协议，利用接收的信号强度指示(RSSI) 技术对移动目标物进行准确定位的基础上利用射频技术识别(RFID)技术对移动目标物进行准确定向。图3为本实用新型实施例动态定向装置的定位原理示意图，无线定位引擎基于 RSSI技术，定位系统由基准点和盲点组成。图中301、302、303、304为4个基准点，311为盲
点ο接收的信号强度指示(RSSI)技术定位原理为已知基准点301、302、303、304的发射信号强度，盲点311根据4个接收信号的强度，分别计算4个信号的传播损耗，然后将传输损耗转换为距离，再计算出盲点311的位置。一般基准点越多，对盲点311的动态定位越准确，但基准点不得少于3个。图4为本实用新型实施例动态定向装置的定向原理示意图，无线定向引擎基于定角射频技术识别(RFID)技术，亦由基准点和盲点组成，部分或全部基准点包括射频技术识别(RFID)读写功能。盲点为有源盲点，包括双天线，该双天线是针对“紫蜂”(ZigBee)及射频技术识别(RFID)读写器的。图中411、412、413、414为4个基准点，420、421、422、423、 424是盲点移动的位置，401为“0度”射频技术识别(RFID)读写器，402为“180度”射频技术识别(RFID)读写器。射频技术识别(RFID)技术定向基本原理射频技术识别(RFID)天线的结构决定了天线方向图、阻抗特性、驻波比、天线增益、极化方向和工作频段等特性。天线特性也受所贴附物体形状及物理特性的影响。例如，磁场不能穿透金属等导磁材料，金属物附近磁力线形状会发生改变，而且，由于磁场能会在金属表面引起涡流.由楞次定律可知，涡流会产生抵抗激励的磁通量，导致金属表面磁通量大大衰减.读写器天线发出的能量被金属吸收， 读写距离就会大大减小。利用这一特性，采用不同天线去接收来自不同方向的观测物。本实用新型装置配有两种射频技术识别(RFID)读写器，分别是“0度”射频技术识别(RFID)读写器401和“180度”射频技术识别(RFID)读写器402。所述“0度”射频技术识别(RFID)读写器和“180度”射频技术识别(RFID)读写器皆具有辐射面为45度至180 度夹角的定向天线。当有源盲点从420位置移动到421位置过程中，基准点411的“0度”射频技术识别(RFID)读写器401先读到信号而基准点411 “180度”射频技术识别(RFID)读写器402 后读到信号；反之，当有源盲点从421位置移动到420位置过程中，基准点411的“180度” 射频技术识别(RFID)读写器402先读到信号而基准点411的“0度”射频技术识别(RFID) 读写器401后读到信号。同理，当有源盲点从421位置移动到422位置过程中，基准点414 的“0度”射频技术识别(RFID)读写器401先读到信号而基准点414 “180度”射频技术识别(RFID)读写器402后读到信号；反之，当有源盲点从422位置移动到421位置过程中，基准点414的“ 180度”射频技术识别(RFID)读写器402先读到信号而基准点414的“0度” 射频技术识别(RFID)读写器401后读到信号。当有源盲点从423位置移动到421位置过程中，基准点413的“0度”射频技术识别(RFID)读写器401先读到信号而基准点413 “180度”射频技术识别(RFID)读写器402 后读到信号；反之，当有源盲点从421位置移动到423位置过程中，基准点413的“180度” 射频技术识别(RFID)读写器402先读到信号而基准点413的“0度”射频技术识别(RFID) 读写器401后读到信号。同理，当有源盲点从421位置移动到似4位置过程中，基准点412 的“0度”射频技术识别(RFID)读写器401先读到信号而基准点412 “180度”射频技术识别(RFID)读写器402后读到信号；反之，当有源盲点从4M位置移动到421位置过程中，基准点412的“ 180度”射频技术识别(RFID)读写器402先读到信号而基准点412的“0度” 射频技术识别(RFID)读写器后读到信号。本实用新型装置根据两种读卡器即“0度”射频技术识别(RFID)读写器与“180 度”射频技术识别(RFID)读写器所接收到信息的先后顺序从而判断盲点的运动方向。“0度”射频技术识别(RFID)读写器与“180度”射频技术识别(RFID)读写器可根据不同的基准点数量及排列，安装的数量方式不同。一般基准点越多，对盲点的动态定向越准确，但基准点不得少于4个。该装置可用于门厅，走廊，隧道等场合。图5为本实用新型实施例动态定向装置的定位定向工作流程图，包括以下步骤步骤510，盲点识别。当盲点一进入基准点覆盖的范围，基准点会立即接收到盲点的无线通信单元发出的射频信号。步骤520，盲点定位。基准点是一个位于已知位置的静态点，当盲点一进入基准点覆盖的范围，基准点会将其位置信息通过发送数据包的形式发送给盲点，其中，由基准点发送给盲点的数据包至少包含基准点的坐标参数水平位置X和竖直位置Y。盲点从基准点处接收数据包信号，获得基准点位置坐标及相应的接收的信号强度指示(RSSI)值并将其写入定位引擎，然后由定位引擎计算得到的盲点位置，从而实现对盲点的准确定位。步骤530，射频技术识别(RFID)读写器接收射频信号后进行编码。基于射频技术识别(RFID)技术的两种读卡器即“0度”射频技术识别(RFID)读写器与“ 180度”射频技术识别(RFID)读写器，“0度”射频技术识别(RFID)读写器接收射频信号时编码为“0”，“ 180 度”射频技术识别(RFID)读写器接收射频信号时编码为“1”。步骤M0，方向识别，即对编码“01”、“10”的识别。“0度”射频技术识别(RFID) 读写器先接收射频信号而“180度”射频技术识别(RFID)读写器后接收射频信号，编码为 “01”;“180度”射频技术识别(RFID)读写器先接收射频信号而“0度”射频技术识别(RFID) 读写器后接收射频信号，编码为“10”。只有同一个基准点的“0度”射频技术识别(RFID) 读写器和“ 180度”射频技术识别(RFID)读写器都接收到射频信号，即只有编码为“01”和 “ 10”时才可以用来对盲点方向的识别。步骤550，盲点定向。基准点的控制器根据基准点的位置信息、“0度”射频技术识别(RFID)读写器与“180度”射频技术识别(RFID)读写器的排列信息以及“0度”射频技术识别(RFID)读写器与“180度”射频技术识别(RFID)读写器接收到射频信号后的编码来确定盲点的运动方向。本实用新型的动态定向装置通过“0度”射频技术识别(RFID)读写器与“180度” 射频技术识别(RFID)读写器这两种读写器所接收到信息的先后顺序进行编码，从而实现了对盲点的无线定向定位。该装置简单实用，通过两种射频技术识别(RFID)读写器，不用其他复杂的设备；定向速度快，盲点一进入基准点覆盖的范围，射频技术识别(RFID)读写器就可以立即接收到信号进行编码；定向范围广，射频技术识别(RFID)读写器采用的是45 度至180度夹角的定向天线；适应能力强，不怕油渍、灰尘污染，可以自由工作在各种恶劣环境下。以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式
而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种动态定向装置，其特征在于，所述定向装置包括盲点和基准点；所述盲点包括无线通信单元，所述基准点包括第一读写器、第二读写器和控制器；所述无线通信单元与所述第一读写器和第二读写器通信；所述第一读写器和第二读写器与所述控制器相连接；所述无线通信单元发送射频信号；所述第一读写器和第二读写器接收所述射频信号， 并对所述射频信号进行编码后发送；所述控制器根据所述第一读写器和第二读写器发送的编码判断所述盲点的方向。
2.如权利要求1所述的动态定向装置，其特征在于，所述控制器具有无线定向引擎，与所述第一读写器和第二读写器相连接。
3.如权利要求1所述的动态定向装置，其特征在于，所述第一读写器为“0度”射频技术识别读写器，所述第二读写器为“ 180度”射频技术识别读写器。
4.如权利要求3所述的动态定向装置，其特征在于，所述“0度”射频技术识别读写器和所述“180度”射频技术识别读写器均具有辐射面为45度至180度夹角的定向天线。
5.如权利要求3所述的动态定向装置，其特征在于，所述“0度”射频技术识别读写器为接收到所述射频信号时编码为“0”的读写器，所述“ 180度”射频技术识别读写器为接收到所述射频信号时编码为“1”的读写器。
专利摘要本实用新型公开了一种动态定向装置，所述定向装置包括盲点和基准点。所述盲点包括无线通信单元，所述基准点包括第一读写器、第二读写器和控制器；所述无线通信单元与所述第一读写器和第二读写器通信；所述第一读写器和第二读写器与所述控制器相连接；所述无线通信单元发送射频信号；所述第一读写器和第二读写器接收所述射频信号，并对所述射频信号进行编码后发送；所述控制器根据所述第一读写器和第二读写器发送的编码判断所述盲点的方向。本实用新型的动态定向装置，能自动实现对移动目标物的无线定向，简单实用，定向速度快，定向范围广，可以自由工作在各种恶劣环境下。
文档编号G06K17/00GK202306598SQ20112043330
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者张波, 王惠, 胡栋良, 韩杰 申请人:内蒙古自治区电子研究所, 张波