一种用于可穿戴终端定位的无线信号测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种信号测量装置，具体地说，涉及一种用于可穿戴终端定位的无线信号测量装置。


背景技术：

2.基于无线信道的定位方法已经有较多研究，这些方法大多依赖无线终端与周边已部署的无线基站之间的实时交互，如toa利用信号到达时间方式，比如利用信号到达时间差方式，利用信号到达的角度aoa，基于rssi的定位方法，以及指纹定位方法等。
3.但上述的几种方法都存在一些问题：
4.基于toa的位置估计中，基站通过计算信号的到达时间t估计目标所在位置，基站为圆心构建一个原型，利用最少三个基站的信息可以得到一个交叠区域，进而利用最小二乘等滤波方式对最终位置进行估计。该方法主要问题是因为信号的传输速率很快，需要发射机与基站做到严格的时间同步，否则微小的时间误差都可能造成很大的定位误差。
5.tdoa(到达时间差)是通过检测信号到达两个基站的时间差来确定移动目标的位置，只需要基站之间进行时间同步，而没有目标和基站之间的时间同步要求。tdoa至少需要三个已知坐标位置的基站，通过获取不同基站之间的信号传送时间差来定位。
6.基于aoa的测量方法，借助基站上安装的方向性天线，对发射信号的来波方向进行估计，构造一条以基站为端点的射线。利用至少两个基站构造的射线交点对发射机位置进行估计。该方法只需对发射信号的来波方向进行精确测量，摆脱了对信号时间同步的依赖，但是为了测量电磁波的入射角度，接收机必须配备方向性强的天线阵列，这就给基站的成本和功耗带来较大负担这是它的主要问题。
7.目前在商场、学校、办公楼等场合，基于人员随身携带的无线终端进行定位从而对人员进行位置估计的应用逐渐增多，如何实现低成本、低功耗的无线定位成为一个新的需求。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种用于可穿戴终端定位的无线信号测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的，本实用新型提供一种用于可穿戴终端定位的无线信号测量装置，包括处理器、无线通信单元和人体感测单元，所述处理器与无线通信单元之间相互连接，所述人体感测单元包括镜筒，所述镜筒的一端开设有光窗，所述镜筒位于光窗的一端设置有热释电传感器，所述镜筒的另一端设置有凸透镜，所述凸透镜的输出端与热释电传感器的输入端连接，所述热释电传感器的输出端与处理器的输入端连接。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述处理器的输入端连接有电源，电源的输入端与无线通信单元和热释电传感器的输入端连接。
11.作为本技术方案的进一步改进，所述人体感测单元至少设置六个，多个所述人体
感测单元在水平和垂直方向成圆球状等间隔角度排列。
12.作为本技术方案的进一步改进，所述无线通信单元包括蓝牙、irda、wifi和uwb。
13.作为本技术方案的进一步改进，所述镜筒位于凸透镜一端的开口大于另一端。
14.作为本技术方案的进一步改进，所述处理器和无线通信单元均包括运行状态和休眠状态，所述处理器的运行状态通过热释电传感器控制，所述无线通信单元的运行状态通过处理器控制。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
16.1、该用于可穿戴终端定位的无线信号测量装置中，通过设置的热释电传感器和凸透镜，以代替天线阵列，用于探测人员活动信号，获得被测终端的精准方向，解决了目前的测量装置成本高、功耗大的问题。
17.2、该用于可穿戴终端定位的无线信号测量装置中，通过处理器在运行状态与休眠状态之间的来回切换，当附近有人员活动时被唤醒，按需进行信号测量，使得系统功耗大幅度降低。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例1的整体结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例1的内部连接结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例1的活动时序示意图；
21.图4为本实用新型实施例1的工作原理结构示意图。
22.图中各个标号意义为：
23.1、处理器；2、无线通信单元；3、热释电传感器；4、凸透镜；5、光窗；6、镜筒；7、人体感测单元。
具体实施方式
24.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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.实施例1
27.请参阅图1-图4所示，本实施例提供一种用于可穿戴终端定位的无线信号测量装置，包括处理器1、无线通信单元2和人体感测单元7，处理器1与无线通信单元2之间相互连接，人体感测单元7包括镜筒6，镜筒6的一端开设有光窗5，镜筒6位于光窗5的一端设置有热释电传感器3，镜筒6的另一端设置有凸透镜4，凸透镜4的输出端与热释电传感器3的输入端连接，热释电传感器3的输出端与处理器1的输入端连接，通过设置的热释电传感器3和凸透
镜4，以代替天线阵列，用于探测人员活动信号，获得被测终端的精准方向。
28.除此之外，为了防止突然断电导致的数据丢失，处理器1的输入端连接有电源，电源的输入端还无线通信单元2和热释电传感器3的输入端连接，电源优选采用ups不间断电源，可在停电时对该装置继续供电。
29.进一步的，人体感测单元7至少设置六个，多个人体感测单元7在水平和垂直方向成圆球状等间隔角度排列，多个人体感测单元7可以实现对该装置外周的所有方向进行测量，以便于提高该装置的测量效率，同时，本实施例的图2中，凸透镜4(1、2...n)所表达的意思为相对应的数量，且热释电传感器3(1、2...n)也是如此。
30.进一步的，无线通信单元2包括蓝牙、irda、wifi和uwb，其中irda是红外数据组织的简称，irda标准制订了一个串行，半双工的同步系统，传输速率为2400bps到115200bps，传输范围1m，传输半角度为15度到30度；uwb技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽；通过设置的多个无线通信协议，使得无线通信单元2的连接效率提高。
31.除此之外，镜筒6位于凸透镜4一端的开口大于另一端，镜筒6一端的开口较大，可以提高热释电传感器3的捕捉范围，以便于进一步提高该装置的测量效果。
32.进一步的，为了减少该装置的功耗，处理器1和无线通信单元2包括运行状态和休眠状态，处理器1的运行状态通过热释电传感器3控制，无线通信单元2的运行状态通过处理器1控制，当有人员在附近活动时，其引起热释电传感器3的电压变化信号会唤醒处理器1，使处理器1切换到运行状态，处理器1根据唤醒信号的所在端口来判断来波的方向，无线通信单元2平时处于休眠状态，由处理器1控制进入接收或发送状态；在接收状态下，其负责扫描并读取周边的无线信号。
33.本实施例一种用于可穿戴终端定位的无线信号测量装置，在使用时，当有人体经过且在一定距离内，在一定方向的人体的热辐射信号经过凸透镜4过滤后会传递到热释电传感器3，热释电传感器3收到变化的人体红外热辐射信号时，会发出变化的电压信号，并传送给处理器1，处理器1控制无线通信单元2进入接收或发送状态，两种状态下可对接收信号强度进行测量。
34.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。