基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的制作方法

本实用新型属于手机展品防盗技术领域，尤其是涉及一种基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器。

背景技术：

现有的手机展品防盗方案主要为有线防盗，即将带有机械检测开关的线缆粘贴在手机背部，一旦拆除将触发报警，以此将手机限制在一定活动区域内，由于带有线缆，一定程度影响了用户对手机本身的自由体验。近年来也出现了诸如基于蓝牙的无线防盗技术，即通过底座和手机内置蓝牙之间的检测来判断手机是否离开一定范围，但该技术易受用户手部遮挡而误报，手机必须预装应用软件，并且大量此类防盗器同处一处会互相干扰，容量较低，整体用户体验有待提高。

超宽带(UWB，Ultra Wideband)是一种无线载波通信技术，利用ns至μs级窄脉冲进行通信，可获得较高精度的信号到达时间戳，通过信号飞行时间乘以光速，可轻易得到亚米级测距结果，结合滤波算法，甚至达到亚分米级的测距结果。极窄时间的脉冲对应极宽的频谱，UWB信道带宽可达1GHz以上，对应的功率谱密度小，对其他常见信号来说相当于白噪声，也较难受其他信号干扰；另一方面由于UWB发射的是持续时间极短的单周期脉冲且占空比极低，多径信号在时间上是可分离的，因此抗遮挡能力较强。综上基于UWB的测距稳定性较高。

基于UWB测距技术的手机展品防盗器穿透能力强、抗干扰能力强、容量大、测距结果稳定，能有效解决目前市场上无线防盗器存在的问题，且融入了红外遥控、防拆检测、蜂鸣器报警等功能后，具有较高使用价值，提升用户体验，促进新零售。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种克服现有手机展品防盗器带线体验不好，以及现有蓝牙无线防盗方案误报率高、容量低等缺陷的基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器，包括有底座和标签，所述底座和标签内分别设置有底座UWB收发射频模块和标签UWB收发射频模块，所述底座UWB收发射频模块和标签UWB收发射频模块均用于接收或发送UWB信号；所述底座和标签内分别设置有底座处理器和标签处理器，所述底座处理器和标签处理器均可控制所述底座UWB收发射频模块和标签UWB收发射频模块收发UWB数据；所述底座和标签内分别设置有底座蜂鸣器和标签蜂鸣器，所述底座处理器驱动底座蜂鸣器，所述标签处理器驱动标签蜂鸣器。

在上述技术方案中，现有的UWB收发射频模块，包括UWB射频电路及UWB天线，用于接收或发送UWB信号，并给底座处理器和标签处理器提供精确时间戳供计算距离使用；底座处理器和标签处理器用于执行算法计算标签和底座的距离，一旦发现超出预设的距离，综合检测到的状态判断是否需要驱动蜂鸣器报警；解决了误报、容量低、用户体验差的问题。

进一步的改进在于，所述标签还包括有标签外壳主体，所述标签UWB收发射频模块、标签处理器和标签蜂鸣器均设置在所述标签外壳主体内；在所述标签外壳主体上还设置有标签防拆检测开关和标签USB Type C公头手机接口，其中，所述标签处理器与所述标签防拆检测开关相连接，检测所述标签防拆检测开关的开闭状态，所述标签USB Type C公头手机接口用于连接具有USB Type C母头的手机。

标签蜂鸣器受标签处理器驱动时可发出报警声。

进一步的改进在于，所述标签外壳主体上还设置有标签蜂鸣器发声孔和标签底壳卡扣。

进一步的改进在于，所述标签外壳主体内还设置有标签充电电池，所述标签充电电池通过标签电源管理模块分别与所述标签处理器、标签UWB收发射频模块和标签蜂鸣器连接并供电；所述标签外壳主体内还设置有标签充电管理模块，所述标签充电管理模块给所述标签充电电池充电，且同时可给所述标签电源管理模块供电；所述标签充电管理模块通过充电触点连接所述标签USB Type C公头手机接口。

进一步的改进在于，所述标签外壳主体内还设置有标签红绿双色指示灯，所述标签处理器驱动所述标签红绿双色指示灯中的红色和绿色指示灯进行状态指示；所述标签电源管理模块连接所述标签红绿双色指示灯进行供电。

进一步的改进在于，所述标签外壳主体上还设置有标签充电触点正极和标签充电触点负极；所述标签处理器通过标签电量检测模块检测所述标签充电电池剩余电量。

充电触点为纯铜导电触点，用于和底座的充电弹针接触，以从底座取电通过充电管理模块给标签电池充电。

进一步的改进在于，所述底座包括有底座外壳主体，在所述底座外壳主体上设置有底座手机支撑结构、充电弹针、底座指示灯及红外接收窗口；所述底座外壳主体还连接有底座USB供电线。

进一步的改进在于，在所述底座外壳主体的底部还设置有底座防拆检测开关、底座双面胶粘贴处和底座蜂鸣器发声孔；所述底座外壳主体通过底座USB供电线出线口设置所述底座USB供电线。

进一步的改进在于，所述底座UWB收发射频模块、底座处理器和底座蜂鸣器均设置在所述底座外壳主体内；在所述底座外壳主体上还设置有底座防拆检测开关，所述底座处理器与所述底座防拆检测开关相连接，检测所述底座防拆检测开关的开闭状态；所述底座外壳主体内还设置有底座充电电池，所述底座充电电池通过底座电源管理模块分别与所述底座处理器、底座UWB收发射频模块和底座蜂鸣器连接并供电；所述底座外壳主体内还设置有底座充电管理模块，所述底座充电管理模块给所述底座充电电池充电，且同时可给所述底座电源管理模块供电；所述底座充电管理模块通过所述底座USB供电线连接所述充电弹针；所述底座外壳主体内还设置有底座红蓝双色指示灯，所述底座处理器驱动所述底座红蓝双色指示灯中的红色和蓝色指示灯进行状态指示；所述底座电源管理模块连接所述底座红蓝双色指示灯进行供电；所述底座处理器通过底座电量检测模块检测所述底座充电电池剩余电量。

进一步的改进在于，该手机展品防盗器还包括有遥控器，所述遥控器具有遥控器处理器，所述遥控器处理器由纽扣电池通过遥控器电源管理模块供电，所述纽扣电池通过遥控器电源管理模块还给红外发射模块供电；所述遥控器处理器将按键模块进行的按键操作通过所述遥控器红外发射模块发出对应红外命令信号，所述底座上的底座红外接收模块接收该红外命令信号。

底座红外接收模块接收遥控器红外发射模块发出对应红外命令信号后，由底座处理器解析遥控器发来的红外命令信号并执行相应动作。

在本实用新型技术方案中，标签用于连接手机，其中，标签处理器，用于控制标签UWB收发射频模块收发UWB数据；用于检测标签防拆检测开关的开闭状态；用于通过标签电量检测模块检测标签充电电池剩余电量；用于通过标签充电管理模块检测标签充电电池充电状态；用于驱动标签蜂鸣器发声报警；用于驱动标签红绿双色指示灯进行状态指示；用于执行算法计算标签和底座的距离以及综合上述检测到的状态判断是否需要驱动蜂鸣器报警或开闭红色或绿色指示灯。

标签UWB收发射频模块，包括标签UWB射频电路及标签UWB天线，用于接收或发送UWB信号，并给标签处理器、底座处理器提供精确时间戳供计算距离使用；标签蜂鸣器，受标签处理器驱动时可发出报警声；标签红绿双色指示灯，红灯闪烁指示电量低，红灯常亮指示充电中，绿灯常亮指示已充满，绿灯闪烁指示正常工作，红灯随蜂鸣器闪烁指示报警；标签防拆检测开关为机械弹簧式常闭检测开关，未拆时为常开状态，拆除后为常闭状态；标签充电管理模块可给标签充电电池充电，且同时可给标签电源管理模块供电，充电时系统不从电池取电，直接从标签充电管理模块取电；标签充电电池为3.7V可充电聚合物锂电池，标签电源管理模块为标签内部器件提供1.8V、3.3V等电源轨；标签电量检测模块可检测标签充电电池电压，标签处理器通过比对电池防电曲线得到标签充电电池剩余电量百分比。

底座用于放置手机，使用USB供电线供电，其中，底座处理器，用于控制底座UWB收发射频模块收发UWB数据；用于检测底座防拆检测开关的开闭状态；用于通过底座电量检测模块检测底座充电电池剩余电量；用于通过底座充电管理模块检测底座充电电池状态；用于驱动底座蜂鸣器发声报警；用于驱动底座红蓝双色指示灯进行状态指示；用于执行算法计算标签和底座的距离以及综合上述检测到的状态判断是否需要驱动底座蜂鸣器报警或开闭红蓝双色指示灯的红色或蓝色指示灯；用于通过底座红外接收模块接收并解析遥控器发来的红外命令信号并执行相应动作。

底座外壳主体内的底座UWB收发射频模块、底座蜂鸣器、底座防拆检测开关、底座充电管理模块、底座充电电池、底座电源管理模块、底座电量检测模块与标签中相应的部件作用相同，不再赘述。

底座红蓝双色指示灯，红蓝灯灭指示关机状态，蓝灯常亮指示正常工作，红灯随蜂鸣器闪烁指示报警；USB供电线为USB A型公口，为底座提供5V电源轨；充电弹针为带弹性可伸缩导电触点，用于和标签的充电触点接触，给标签提供充电电源；底座红外接收模块用于接收波长940nm左右、载波频率38kHz的红外信号，信号格式需符合NEC协议。

遥控器为红外发射遥控，使用纽扣电池供电，用户通过按键模块进行相应操作，遥控器处理器处理按键操作并通过遥控器红外发射模块发出对应红外命令信号；纽扣电池，为不可充电式3V锂锰电池；按键模块，提供0到9共10个数字键，以及“ON”、“OFF”、“OK”3个控制键；遥控器处理器，将按键操作转换为符合NEC红外协议的编码，通过波形调制控制红外发射模块发出；遥控器红外发射模块，接收处理器的波形调制信号并发出波长940nm、载波频率38kHz且符合NEC协议的红外命令信号。

本实用新型技术方案所能产生的有益效果如下：

(1)基于UWB测距技术得到的距离值准确稳定，防盗可靠性高；

(2)UWB信号穿透性强，不易被人体遮挡而产生误报，用户体验好；

(3)UWB信号带宽大，容量高，同一空间可容纳更多套防盗器，实用性高；

(4)超出一半监控范围时预报警，完全超出后正常报价，两级报警机制不突兀，体验好；

(5)防拆检测功能可进一步降低恶意拆除设备的可能性；

(6)监控范围可通过遥控器灵活设置，使不同面积的店面均可灵活使用；

(7)停电后防盗器续航48小时，进一步提高防盗可靠性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1a为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的标签示意图；

图1b为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的标签的底部示意图；

图2a为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的底座示意图；

图2b为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的底座的底部示意图；

图3为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的标签和底座配合示意图；

图4为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的标签和手机配合示意图；

图5为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的标签、底座和手机三者配合示意图；

图6为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的遥控器示意图；

图7为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的标签结构框图；

图8为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的底座结构框图；

图9为本实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器的遥控器结构框图；

其中：1-标签外壳主体，2.标签防拆检测开关，3-标签USB Type C公头手机接口，4-标签蜂鸣器发声孔，5-标签底壳卡扣，6-标签底壳螺丝，7-标签充电触点正极，8-标签充电触点负极，9-底座USB供电线，10-底座外壳主体，11-底座指示灯及红外接收窗口，12-充电弹针，13-底座手机支撑结构，14-底座螺丝孔，15-底座防拆检测开关，16-底座蜂鸣器发声孔，17-底座双面胶粘贴处，18-底座USB供电线出线口，19-遥控器打开键，20-遥控器关闭键，21-遥控器数字按键，22-遥控器确认键，23-遥控器外壳主体，24-底座，25-标签，26-底座UWB收发射频模块，27-标签UWB收发射频模块，28-底座处理器，29-标签处理器，30-底座蜂鸣器，31-标签蜂鸣器，32-标签充电电池，33-标签电源管理模块，34-标签充电管理模块，35-标签红绿双色指示灯，36-标签电量检测模块，37-底座充电电池，38-底座电源管理模块，39-底座充电管理模块，40-底座红蓝双色指示灯，41-底座电量检测模块，42-遥控器，43-遥控器处理器，44-纽扣电池，45-遥控器电源管理模块，46-遥控器红外发射模块，47-按键模块，48-底座红外接收模块。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型相对于现有技术所作出的改进，下面分别对这本实用新型的具体实施方式作出详细说明。

本实施例的实用新型基于无线超宽带测距技术的手机展品防盗器，包括有底座24和标签25，如图3所示，所述底座24和标签25内分别设置有底座UWB收发射频模块26和标签UWB收发射频模块27，所述底座UWB收发射频模块26和标签UWB收发射频模块27均用于接收或发送UWB信号；所述底座24和标签25内分别设置有底座处理器28和标签处理器29，所述底座处理器28和标签处理器29均可控制所述底座UWB收发射频模块26和标签UWB收发射频模块27收发UWB数据；所述底座24和标签25内分别设置有底座蜂鸣器30和标签蜂鸣器31，所述底座处理器28驱动底座蜂鸣器30，所述标签处理器29驱动标签蜂鸣器31。

如图1a和1b所示，标签24还包括有标签外壳主体1，如图7所示，所述标签UWB收发射频模块27、标签处理器29和标签蜂鸣器31均设置在所述标签外壳主体1内；在所述标签外壳主体1上还设置有标签防拆检测开关2和标签USB Type C公头手机接口3，其中，所述标签处理器29与所述标签防拆检测开关2相连接，检测所述标签防拆检测开关2的开闭状态，所述标签USB Type C公头手机接口3用于连接具有USB Type C母头的手机，如图4、5所示。

如图1b所示，标签外壳主体1上还设置有标签蜂鸣器发声孔4、标签底壳螺丝6和标签底壳卡扣5。

在图7中，还可以看到，标签外壳主体1内还设置有标签充电电池32，所述标签充电电池32通过标签电源管理模块33分别与所述标签处理器29、标签UWB收发射频模块27和标签蜂鸣器31连接并供电；所述标签外壳主体1内还设置有标签充电管理模块34，所述标签充电管理模块34给所述标签充电电池32充电，且同时可给所述标签电源管理模块33供电；所述标签充电管理模块34通过充电触点连接所述标签USB Type C公头手机接口3；标签外壳主体1内还设置有标签红绿双色指示灯35，所述标签处理器29驱动所述标签红绿双色指示灯35中的红色和绿色指示灯进行状态指示；所述标签电源管理模块33连接所述标签红绿双色指示灯35进行供电；在图1中，标签外壳主体1上还设置有标签充电触点正极7和标签充电触点负极8；所述标签处理器29通过标签电量检测模块36检测所述标签充电电池32剩余电量。

当标签25未充电时，由标签充电电池32为标签25供电；当标签25充电时，由来自充电触点7、8的外部电源为标签25供电。标签电源管理模块33为标签25各硬件模块提供所需的1.8V、3.3V等电源。标签处理器29获取防拆检测、电量检测、充电等状态，依据内建逻辑控制标签UWB收发射频模块27、标签蜂鸣器31、标签红绿双色指示灯35工作。标签UWB收发射频模块27负责和底座24通信，可得到距离底座24的距离值，以及底座24通过UWB信号传输而来的控制命令。

如图2a、2b所示，底座24包括有底座外壳主体10，在所述底座外壳主体10上设置有底座手机支撑结构13、充电弹针12、底座指示灯及红外接收窗口11和底座螺丝孔14；所述底座外壳主体10还连接有底座USB供电线9；在所述底座外壳主体1的底部还设置有底座防拆检测开关15、底座双面胶粘贴处17和底座蜂鸣器发声孔16；所述底座外壳主体1通过底座USB供电线出线口18设置所述底座USB供电线9。

如图8所示，底座UWB收发射频模块26、底座处理器28和底座蜂鸣器30均设置在所述底座外壳主体10内；在所述底座外壳主体10上还设置有底座防拆检测开关15，所述底座处理器28与所述底座防拆检测开关15相连接，检测所述底座防拆检测开关15的开闭状态；所述底座外壳主体10内还设置有底座充电电池37，所述底座充电电池37通过底座电源管理模块38分别与所述底座处理器28、底座UWB收发射频模块26和底座蜂鸣器30连接并供电；所述底座外壳主体10内还设置有底座充电管理模块39，所述底座充电管理模块39给所述底座充电电池37充电，且同时可给所述底座电源管理模块38供电；所述底座充电管理模块39通过所述底座USB供电线9连接所述充电弹针12；所述底座外壳主体10内还设置有底座红蓝双色指示灯40，所述底座处理器28驱动所述底座红蓝双色指示灯40中的红色和蓝色指示灯进行状态指示；所述底座电源管理模块38连接所述底座红蓝双色指示灯40进行供电；所述底座处理器28通过底座电量检测模块41检测所述底座充电电池37剩余电量。

当底座24未充电时，由底座充电电池37为底座24供电；当底座24充电时，由来自底座USB供电线9的外部电源为底座24供电。底座电源管理模块38为底座24各硬件模块提供所需的1.8V、3.3V、12V等电源。底座处理器28获取红外接收命令、防拆检测、电量检测、充电等信息，依据内建逻辑控制底座UWB收发射频模块26、底座蜂鸣器30、底座红蓝双色指示灯40工作。底座UWB收发射频模块26负责和标签25通信，可得到与标签25的距离值，以及通过UWB信号向标签25传输控制命令。

本实施例的手机展品防盗器还包括有遥控器42，如图6、9所示，遥控器42还包括有遥控器打开键19、-遥控器关闭键20、遥控器数字按键21、遥控器确认键22和遥控器外壳主体23，遥控器外壳主体23内的设置如图8所示，具有遥控器处理器43，所述遥控器处理器43由纽扣电池44通过遥控器电源管理模块45供电，所述纽扣电池44通过遥控器电源管理模块45还给遥控器红外发射模块46供电；所述遥控器处理器43将按键模块47进行的按键操作通过所述遥控器红外发射模块46发出对应红外命令信号，所述底座24上的底座红外接收模块48接收该红外命令信号；纽扣电池44为遥控器42各硬件模块供电，遥控器处理器43负责处理按键模块47的操作，并驱动遥控器红外发射模块46发出红外控制信号，只有底座24能接收该红外控制信号，底座24中的底座红外接收模块48收到红外控制信号后，将控制命令通过UWB信号发送给标签25，以此达到遥控器42对底座24和标签25的控制。遥控器42的遥控器电源管理模块45为各硬件模块提供所需的3.3V电源。

使用前，将双面胶贴到底座双面胶粘贴处17，然后将底座24粘贴到桌面上，此时底座防拆检测开关15被按下，底座处理器28检测时将认为底座24处于未拆除状态，不会进行防拆报警。

将标签25的标签USB Type C公头手机接口3连接到手机，如图4所示，此时标签防拆检测开关2被按下，标签处理器29检测时将认为标签25处于未拆除状态，不会进行防拆报警，然后将手机和标签25放入底座24，如图5所示。

标签25和底座24未开始工作时，底座24的底座指示灯及红外接收窗口11的指示灯为不亮状态。

用遥控器42对准底座24的底座指示灯及红外接收窗口11，按下遥控器打开键19，底座24蓝灯常亮，表示正常开机且开始正常工作。

遥控器42用于设置标签24和底座25的报警距离，操作方式为先按遥控器数字键21再按遥控器确认键22，数字单位为厘米。如要设置标签24和底座25的报警距离为300cm，则将遥控器42对准底座25的底座指示灯及红外接收窗口11，依次按下数字键“3”、“0”、“0”，然后按下遥控器确认键22即可，若设置成功，底座25将蓝灯闪烁3次并伴有蜂鸣音向用户反馈。

设置完成后，标签24和底座25以1Hz频率开始测距，若将手机和标签24拿开与底座25距离超出所设报警距离的一半时(此例情况下为150cm)，底座蜂鸣器发声孔16与标签蜂鸣器发声孔4将发出低频率滴滴报警音，若距离超出所设报警距离(此例情况下为300cm)，底座蜂鸣器发声孔16与标签蜂鸣器发声孔4将发出高频率滴滴报警音。当手机与标签24重新进入报警距离的一半以内时，将不再报警。如此即可实现手机展品的无线防盗报警功能。

当标签防拆检测开关2弹起时，标签处理器29认为标签24被拆除，将控制标签蜂鸣器发声孔4常响报警。

当底座防拆检测开关15弹起时，底座处理器28认为底座25被拆除，将控制底座蜂鸣器发声孔16常响报警。

任何时候，当对着底座指示灯及红外接收窗口11按下遥控器关闭键20时，标签24与底座25不再报警，直到重新打开。

当底座25的底座USB供电线9断电时，将切换到内部充电电池供电状态，若标签充电电池32和底座充电电池37均为满电状态，可继续工作48小时，保护手机展品安全。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细的说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化；应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。