一种基于无线通信的室内定位装置的制作方法

本实用新型涉及一种定位装置，具体涉及一种基于无线通信的室内定位装置。

背景技术：

在智能化装备普遍应用的今天，室内定位的应用越来越广泛，比如工厂的自动化生产线上的物料，或者是大型仓库货架上的料箱，或者物流行业，通过人员手工查找对象准确率低，耗时长，而传统的gps定位信号又不能穿透水泥墙，混凝土等。采用无线wifi技术，信号又非常容易受到干扰，且不易于安装。

技术实现要素：

为了解决现有室内料箱采用人工定位时准确性低、耗时长，采用gps定位时信号无法穿透水泥墙、混凝土，以及采用无线wifi技术定位时信号容易受到干扰的问题，本实用新型提供了一种基于无线通信的室内定位装置。

本实用新型的具体技术方案是：

提供了一种基于无线通信的室内定位装置，包括定位指示电路、抗信号混淆芯片、无线定位电路以及温度传感器；

无线定位电路包括主控制器、大功率射频芯片、lc滤波电路、数模转换电路、排阻电路、π型滤波电路、电源电路以及二极管钳位电路；

主控制器选用stc89c51芯片，大功率射频芯片选用nrf24l01芯片；

stc89c51芯片的信号输出接口与nrf24l01芯片的信号输入接口之间设置有终端阻抗电路、rc滤波电路以及静电防护电路；nrf24l01芯片的信号输出端通过lc滤波电路与天线连接；

stc89c51芯片的状态显示接口通过排阻电路与定位指示灯连接；

stc89c51芯片的电源接口通过π型滤波电路与电源电路连接，所述电源电路还与二极管钳位电路连接；

stc89c51芯片的数模接口通过数模转换电路与温度传感器连接。

进一步地，上述定位装置还包括抗信号混淆芯片，所述抗信号混淆芯片选用mifareics50芯片，芯片内存储物料识别信息。

进一步地，上述无线定位电路为4层电路结构；

第一层为主信号层，主信号层上设置stc89c51芯片和nrf24l01芯片，且stc89c51芯片和nrf24l01芯片背面设有多个微盲孔；

第二层为地层，主信号层采用打孔连接的方式与地层连接；

第三层为电源层，电源层中不同电压电源分区布置；

第四层为辅助信号层。

进一步地，上述nrf24l01芯片为2.4ghz-2.5ghz的ism频段的单片无线收发器芯片，包括频率发生器、增强型“schockburst”模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器，通讯速率为8mbps。

进一步地，

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的无线定位电路选定了stc89c51芯片作为主控制器、nrf24l01芯片作为大功率射频芯片，并配合滤波电路，多层板设计、终端阻抗匹配设计、微通孔设计、瞬态电流抑制电路，外加定位指示灯和温度传感器组成定位装置，具有低功耗、低价，抗干扰，抗静电能力强等优点，可用于各种室内通信场合，物流、医疗等领域。

2、本实用新型采用在具有多个定位对象时，在每个定位对象上安装mifareics50芯片可以避免每个对象因距离过近，而造成的信息混淆事件发生，提升了定位的准确性。

3、本实用新型安装有传感器模块，可以采集电流、电压等信息，并存储在无线定位电路中，经过stc89c51芯片信号处理后，通过nrf24l01芯片发送出去,适用于有特殊温度要求或加工工艺的场合使用。

附图说明

图1为定位装置的原理图。

图2为无线定位电路的原理框图；

图3为无线定位电路分层设计结构图。

附图标记如下：

1-定位指示电路、2-无线定位电路、3-抗信号混淆芯片、4-温度传感器、5-主控制器、6-大功率射频、7-lc滤波电路、8-数模转换电路、9-排阻电路9、10-π型滤波电路、11-电源电路、12-二极管钳位电路、13-终端阻抗电路、14-rc滤波电路、15-静电防护电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行进一步地说明。

本实施例提供一种基于无线通信的室内定位装置，其使用在工厂的流水线上料箱100上，包括均安装于料箱上的定位指示电路1、无线定位电路2、抗信号混淆芯片3以及温度传感器4；

无线定位电路2包括主控制器5、大功率射频芯片6、lc滤波电路7、数模转换电路8、排阻电路9、π型滤波电路10、电源电路11、二极管钳位电路12、终端阻抗电路13、rc滤波电路14以及静电防护电路15；

主控制器5选用stc89c51芯片，大功率射频芯片6选用nrf24l01芯片；其中，nrf24l01是工作在2.4ghz-2.5ghz的ism频段的单片无线收发器芯片，包括：频率发生器、增强型“schockburst”模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。通讯速率最高可达8mbps。相较常用的射频芯片cc2500，具有在传输距离长时仍然不丢数据，不会乱码的优点，且传输速率更高，传送时间更短。

无线定位电路2采用了电磁兼容设计，集成了滤波电路，多层板设计、终端阻抗匹配设计、微通孔设计、瞬态电流抑制电路等，并尽可能减小电流环路的面积，具体实现为在电源的输入端π型滤波电路，大功率射频芯片输出端增加了lc滤波电路，主控制器的状态显示接口安装排阻电路，stc89c51芯片的信号输出接口与nrf24l01芯片的信号输入接口之间设置有终端阻抗电路、rc滤波电路以及静电防护电路；电路板分为四层设计，电源层和地层分开，模拟信号和数字信号分两端布局，走线。射频芯片nrf24l01采用微通孔设计中的盲孔设计，芯片下方设置了多个盲孔并与地平面相接。运用了二极管组成的钳位电路将芯片的瞬态电压钳位在电源电压附近。

具体电路连接状态如图2所示：stc89c51芯片的信号输出接口与nrf24l01芯片的信号输入接口之间设置有终端阻抗电路13、rc滤波电路14以及静电防护电路15；nrf24l01芯片的信号输出端通过lc滤波电路14与天线连接；stc89c51芯片的状态显示接口通过排阻电路9与定位指示电路1连接；stc89c51芯片的电源接口通过π型滤波电路10与电源电路11连接，所述电源电路11与二极管钳位电路12连接；stc89c51芯片的数模接口通过数模转换电路8与温度传感器4连接；抗信号混淆芯片3具体采用mifareics50芯片，可以避免两个相邻料箱之间由于距离过近，而造成的信息混淆事件发生。无线定位电路2的分层结构具体结构如图3所示：第一层为主信号层(如图3的a)，主信号层上设置stc89c51芯片和nrf24l01芯片，且stc89c51芯片和nrf24l01芯片背面设有多个微盲孔；第二层为地层(如图3的b)，主信号采用打孔连接的方式与地层连接；第三层为电源层(如图3的c)，电源层中不同电压电源分区布置；第四层为辅助信号层(如图3的d)，无线定位电路中所有的电容、电阻等均在该层布置。

使用时：无线定位电路中的stc89c51芯片通过spi接口与nrf24l01芯片通信，当无线定位电路接收到来自收发器的广播信号时，处于激活状态的无线定位电路将发送状态信号给定位指示电路，指示灯被点亮以提示料箱所处位置。同时，无线定位电路还将发送存储器内的信息给收发器并接收收发器下达的命令写入信息到存储器。