一種目標(biāo)定位系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及定位【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種目標(biāo)定位系統(tǒng)。該目標(biāo)定位系統(tǒng)包括：定位裝置、射頻指令發(fā)射裝置、射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置；還包括設(shè)置于被定位的目標(biāo)體上的射頻標(biāo)簽；射頻指令發(fā)射裝置向射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻位置讀取信號(hào)；射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻反饋信號(hào)；射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置向射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻能量補(bǔ)充信號(hào)；射頻標(biāo)簽采集射頻能量補(bǔ)充信號(hào)的能量作為工作電源；射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置作為射頻反饋信號(hào)的接收裝置，用于將接收的射頻反饋信號(hào)中的內(nèi)容信息及該射頻反饋信號(hào)的接收時(shí)間信息上報(bào)給定位裝置。本實(shí)用新型的目標(biāo)定位系統(tǒng)中的射頻標(biāo)簽的定位距離得到提升。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種目標(biāo)定位系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及定位【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種目標(biāo)定位系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目標(biāo)定位系統(tǒng)是指用于對(duì)特定的人員、物資等目標(biāo)進(jìn)行定位的系統(tǒng)。常見(jiàn)的定位 系統(tǒng)包括GPS定位系統(tǒng)以及基于射頻技術(shù)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位的系統(tǒng)。
[0003] 基于射頻技術(shù)的定位系統(tǒng)包括定位裝置、與定位目標(biāo)對(duì)應(yīng)的射頻標(biāo)簽以及射頻標(biāo) 簽讀寫(xiě)器。根據(jù)標(biāo)簽中是否具有電源模塊又將射頻標(biāo)簽分為主動(dòng)射頻標(biāo)簽及被動(dòng)射頻標(biāo) 簽，對(duì)于主動(dòng)射頻標(biāo)簽來(lái)說(shuō)其定位距離較遠(yuǎn)，但價(jià)格比較昂貴，使用不便，因此在有些應(yīng)用 場(chǎng)合中需要采用采用被動(dòng)射頻標(biāo)簽進(jìn)行目標(biāo)定位。
[0004] 利用包含有被動(dòng)標(biāo)簽的定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位的方法為：1、射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)器通過(guò) 無(wú)線(xiàn)信道向被動(dòng)射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻標(biāo)簽讀取指令，其中在該射頻標(biāo)簽讀取指令中包含欲定 位的被動(dòng)射頻標(biāo)簽的地址；2、被動(dòng)射頻標(biāo)簽以射頻標(biāo)簽讀取指令作為能量源，發(fā)射射頻反 饋信號(hào)；3、射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)器接收所述射頻反饋信號(hào)，并將射頻反饋信號(hào)內(nèi)容及射頻讀寫(xiě)器 的接收時(shí)間信息發(fā)送給定位裝置。定位裝置可以根據(jù)三角定位原理，利用多個(gè)處于不同位 置的射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)器分別上報(bào)的射頻反饋信號(hào)接收時(shí)間信息，計(jì)算出欲定位的被動(dòng)標(biāo)簽的 位置，其中多個(gè)射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)器分別上報(bào)的射頻反饋信號(hào)接收時(shí)間信息是該多個(gè)射頻標(biāo)簽 讀寫(xiě)器接收同一個(gè)射頻標(biāo)簽發(fā)送的同一個(gè)射頻反饋信號(hào)時(shí)各自的計(jì)時(shí)器時(shí)間信息。
[0005] 上述利用包含有被動(dòng)射頻標(biāo)簽的定位系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)定位的方式中，被動(dòng)射頻標(biāo)簽 利用接收到的射頻標(biāo)簽讀取指令作為能量源發(fā)射射頻反饋信號(hào)，因?yàn)樯漕l標(biāo)簽讀取指令所 具有的能量有限，由此限制了射頻反饋信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，從而導(dǎo)致包含被動(dòng)射頻標(biāo)簽的定 位系統(tǒng)定位距離比較有限。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種目標(biāo)定位系統(tǒng)，以解決上述的問(wèn)題。
[0007] 在本實(shí)用新型的實(shí)施例中提供了一種目標(biāo)定位系統(tǒng)，包括：設(shè)置于局域網(wǎng)內(nèi)并通 過(guò)所述局域網(wǎng)相互連接的定位裝置、射頻指令發(fā)射裝置、射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝 置；還包括設(shè)置于被定位的目標(biāo)體上的射頻標(biāo)簽；所述局域網(wǎng)采用以太網(wǎng)供電技術(shù)為所述 局域網(wǎng)內(nèi)的裝置供電；所述射頻指令發(fā)射裝置通過(guò)自身的電路向所述射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻位 置讀取信號(hào)；所述射頻標(biāo)簽在接收到該射頻位置讀取信號(hào)后發(fā)射射頻反饋信號(hào)；所述射頻 反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置通過(guò)自身的電路向所述射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻能量補(bǔ)充信號(hào)；所 述射頻標(biāo)簽采集所述射頻能量補(bǔ)充信號(hào)的能量作為工作電源；所述射頻反饋信號(hào)接收與能 量補(bǔ)充裝置作為所述射頻反饋信號(hào)的接收裝置，用于將接收的所述射頻反饋信號(hào)中的內(nèi)容 信息及該射頻反饋信號(hào)的接收時(shí)間信息上報(bào)給所述定位裝置。
[0008] 優(yōu)選地，所述射頻指令發(fā)射裝置包括：以太網(wǎng)接口、第一供電穩(wěn)壓電路、第一數(shù)據(jù) 收發(fā)電路及工作頻段為第一頻段的射頻調(diào)制發(fā)射電路；所述以太網(wǎng)接口與所述局域網(wǎng)連 接；所述第一供電穩(wěn)壓電路的電源輸入接口與所述以太網(wǎng)接口的以太網(wǎng)供電信號(hào)接口連 接，獲得電源輸入；所述第一供電穩(wěn)壓電路的電源輸出接口分別與所述第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路 及所述射頻調(diào)制發(fā)射電路的電源輸入接口連接，為上述電路提供工作電源；所述第一數(shù)據(jù) 收發(fā)電路的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)接口與所述以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào)接口相連接；所述第一 數(shù)據(jù)收發(fā)電路的模擬基帶信號(hào)發(fā)送接口與所述射頻調(diào)制發(fā)射電路的模擬基帶信號(hào)輸入接 口相連接。
[0009] 優(yōu)選地，所述射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置包括：以太網(wǎng)接口、第二供電穩(wěn)壓 電路、第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路、工作頻段為第二頻段的能量信號(hào)發(fā)射電路及工作頻段為第一頻 段的射頻接收解調(diào)電路；所述以太網(wǎng)接口與所述局域網(wǎng)連接；所述第二供電穩(wěn)壓電路的電 源輸入接口與所述以太網(wǎng)接口的以太網(wǎng)供電信號(hào)接口連接，獲得電源輸入；所述第二供電 穩(wěn)壓電路的電源輸出接口分別與所述第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路、所述能量信號(hào)發(fā)射電路以及所述 射頻接收解調(diào)電路的電源輸入接口連接，為上述電路提供工作電源；所述第二數(shù)據(jù)收發(fā)電 路的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)接口與所述以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào)接口相連接；所述第二數(shù)據(jù)收 發(fā)電路的模擬基帶信號(hào)輸入接口與所述射頻接收解調(diào)電路的模擬基帶信號(hào)輸出接口相連 接。
[0010] 優(yōu)選地，所述射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置還包括計(jì)時(shí)器電路，所述計(jì)時(shí)器 電路與所述第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路連接。
[0011] 優(yōu)選地，所述射頻標(biāo)簽包括：工作頻段為第一頻段的第一射頻天線(xiàn)、工作頻段為第 二頻段的第二射頻天線(xiàn)、射頻信號(hào)解調(diào)電路、處理器電路及能量補(bǔ)充電路；所述射頻信號(hào)解 調(diào)電路的射頻輸入信號(hào)接口與所述第一射頻天線(xiàn)相連接，所述射頻信號(hào)解調(diào)電路的數(shù)字?jǐn)?shù) 據(jù)輸出信號(hào)接口與所述處理器電路的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入信號(hào)接口連接；所述能量補(bǔ)充電路的射 頻信號(hào)輸入接口與所述第二射頻天線(xiàn)連接，所述能量補(bǔ)充電路的電源輸出信號(hào)接口與所述 處理器電路的電源輸入信號(hào)接口連接。
[0012] 優(yōu)選地，所述能量補(bǔ)充電路包括電壓放大及整流電路、能量存儲(chǔ)和穩(wěn)壓電路；所述 電壓放大及整流電路分別與所述第二射頻天線(xiàn)及所述能量存儲(chǔ)和穩(wěn)壓電路連接，所述能量 存儲(chǔ)和穩(wěn)壓電路的電源輸出信號(hào)接口與所述處理器電路的電源輸入信號(hào)接口連接。
[0013] 優(yōu)選地，所述射頻標(biāo)簽還包括射頻開(kāi)關(guān)電路；所述射頻開(kāi)關(guān)電路包括：天線(xiàn)信號(hào) 接口、輸入控制信號(hào)接口和接地信號(hào)接口；所述輸入控制信號(hào)與所述處理器電路的控制輸 出信號(hào)連接，所述天線(xiàn)信號(hào)接口通過(guò)射頻微帶線(xiàn)與所述第一射頻天線(xiàn)連接，所述接地信號(hào) 接口連接電路地信號(hào)。
[0014] 優(yōu)選地，所述射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置的數(shù)量為多個(gè)。
[0015] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供的目標(biāo)定位系統(tǒng)與現(xiàn)有的定位系統(tǒng)相比，增加了射頻反饋 信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置，且射頻能量補(bǔ)充信號(hào)與射頻標(biāo)簽發(fā)射的射頻反饋信號(hào)處于不同 的射頻頻道，相互不產(chǎn)生干擾。在利用該系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)定位時(shí)，增加的射頻反饋信號(hào)接收與 能量補(bǔ)充裝置可以向射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻能量補(bǔ)充信號(hào)，從而為射頻標(biāo)簽補(bǔ)充發(fā)射射頻反饋 信號(hào)所需的能量，由此可以提高射頻標(biāo)簽發(fā)射的射頻反饋信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，增加目標(biāo)定位 的定位距離，進(jìn)而使系統(tǒng)中的射頻標(biāo)簽的定位距離得到提升。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中目標(biāo)定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中射頻指令發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0019] 圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中射頻標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面通過(guò)具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0021] 本實(shí)用新型實(shí)施例中提供了一種目標(biāo)定位系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括：設(shè) 置于局域網(wǎng)內(nèi)并通過(guò)局域網(wǎng)相互連接的定位裝置1、射頻指令發(fā)射裝置2、射頻反饋信號(hào)接 收與能量補(bǔ)充裝置3 ;還包括設(shè)置于被定位的目標(biāo)體上（例如：人或物）的射頻標(biāo)簽4 ;該局 域網(wǎng)采用以太網(wǎng)供電技術(shù)為局域網(wǎng)內(nèi)的裝置供電；上述的射頻指令發(fā)射裝置2通過(guò)自身的 電路向射頻標(biāo)簽4發(fā)射射頻位置讀取信號(hào)；射頻標(biāo)簽4在接收到該射頻位置讀取信號(hào)后發(fā) 射射頻反饋信號(hào)；射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3通過(guò)自身的電路向射頻標(biāo)簽4發(fā)射 射頻能量補(bǔ)充信號(hào)；射頻標(biāo)簽4采集其接收的射頻能量補(bǔ)充信號(hào)的能量作為工作電源；射 頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3作為該射頻反饋信號(hào)的接收裝置，用于將接收射頻反饋 信號(hào)中的內(nèi)容信息及該射頻反饋信號(hào)的接收時(shí)間信息通過(guò)局域網(wǎng)上報(bào)給定位裝置1，定位 裝置1可以根據(jù)三角定位原理，利用多個(gè)射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3分別上報(bào)的 射頻反饋信號(hào)接收時(shí)間信息，計(jì)算出欲定位的射頻標(biāo)簽4的位置，其中多個(gè)射頻反饋信號(hào) 接收與能量補(bǔ)充裝置3分別上報(bào)的射頻反饋信號(hào)接收時(shí)間信息是該多個(gè)射頻反饋信號(hào)接 收與能量補(bǔ)充裝置3接收同一個(gè)射頻標(biāo)簽發(fā)送的同一個(gè)射頻反饋信號(hào)時(shí)各自的時(shí)間信息。
[0022] 上述的目標(biāo)定位系統(tǒng)中設(shè)置了射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3。在利用該系 統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)定位時(shí)，射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3可以向射頻標(biāo)簽4發(fā)射射頻能量 補(bǔ)充信號(hào)，從而為射頻標(biāo)簽4補(bǔ)充發(fā)射射頻反饋信號(hào)所需的能量，由此可以提高射頻標(biāo)簽4 發(fā)射的射頻反饋信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，增加目標(biāo)定位的定位距離，進(jìn)而使系統(tǒng)中的射頻標(biāo)簽的 定位距離得到提升。
[0023] 由于射頻標(biāo)簽4發(fā)射的射頻反饋信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)，能夠接收到射頻標(biāo)簽4發(fā) 射的射頻反饋信號(hào)的射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3的數(shù)量也相應(yīng)增加，從而可供定 位裝置1處理的射頻標(biāo)簽射頻反饋信號(hào)到達(dá)時(shí)間信息數(shù)量也增加，從而該定位系統(tǒng)的定位 精度也獲得提升。
[0024] 基于本實(shí)用新型實(shí)施例提供的目標(biāo)定位系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中慣用的目標(biāo)定位方 法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定人、物等目標(biāo)的定位。以下將結(jié)合現(xiàn)有的目標(biāo)定位方法進(jìn)一步闡述本實(shí) 用新型的目標(biāo)定位系統(tǒng)如何進(jìn)行目標(biāo)的定位。
[0025] 該目標(biāo)定位系統(tǒng)中定位裝置1觸發(fā)射頻指令發(fā)射裝置2通過(guò)自身的電路向射頻標(biāo) 簽4發(fā)射射頻位置讀取信號(hào)，其中，在發(fā)射的射頻位置讀取信號(hào)中可以攜帶包含射頻標(biāo)簽 地址的射頻位置讀取數(shù)據(jù)包，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，包含射頻標(biāo)簽地址的射頻位置讀取信號(hào)可以采 用表1所示的位置讀取數(shù)據(jù)包的格式實(shí)現(xiàn)，該數(shù)據(jù)包包括的字段有：數(shù)據(jù)包類(lèi)型（此處指 明當(dāng)前數(shù)據(jù)包為位置讀取指令數(shù)據(jù)包）、目標(biāo)射頻標(biāo)簽地址（需要定位的目標(biāo)射頻標(biāo)簽地 址）、數(shù)據(jù)包編號(hào)及數(shù)據(jù)校驗(yàn)。
[0026] 表1射頻位置讀取數(shù)據(jù)包
[0027] 數(shù)據(jù)包類(lèi)型I目標(biāo)射頻標(biāo)簽地址|數(shù)據(jù)包編號(hào) |數(shù)據(jù)校驗(yàn)
[0028] 上述定位裝置1還用于觸發(fā)射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3通過(guò)自身的電路 向射頻標(biāo)簽4發(fā)射射頻能量補(bǔ)充信號(hào)；并根據(jù)射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3上報(bào)的 射頻標(biāo)簽4的射頻反饋信號(hào)內(nèi)容信息以及射頻反饋信號(hào)的接收時(shí)間信息確定目標(biāo)體的位 置。
[0029] 射頻標(biāo)簽4接收上述的射頻位置讀取信號(hào)，當(dāng)射頻位置讀取信號(hào)中所攜帶的射頻 標(biāo)簽地址與自身地址匹配時(shí)，發(fā)射射頻反饋信號(hào)，其在接收到上述的射頻能量補(bǔ)充信號(hào)時(shí)， 通過(guò)射頻能量補(bǔ)充信號(hào)補(bǔ)充自身存儲(chǔ)電路的電源，其中射頻標(biāo)簽4發(fā)射的射頻反饋信號(hào)中 可以攜帶自身標(biāo)簽地址，具體地，該包含自身標(biāo)簽地址的射頻反饋信號(hào)可以采用表2所示 的射頻反饋數(shù)據(jù)包的格式實(shí)現(xiàn)，其包括的字段有：數(shù)據(jù)包類(lèi)型（此處指明當(dāng)前數(shù)據(jù)包為射 頻標(biāo)簽反饋數(shù)據(jù)包）、自身的標(biāo)簽地址（發(fā)送該數(shù)據(jù)包的射頻標(biāo)簽的地址）、數(shù)據(jù)包編號(hào)及 數(shù)據(jù)校驗(yàn)。
[0030] 表2射頻反饋數(shù)據(jù)包
[0031] 數(shù)據(jù)包類(lèi)型I射頻標(biāo)簽地址 |數(shù)據(jù)包編號(hào) |數(shù)據(jù)校驗(yàn)
[0032] 該系統(tǒng)中增加的射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3用于接收射頻標(biāo)簽4發(fā)射的 射頻反饋信號(hào)，并根據(jù)該射頻反饋信號(hào)中的內(nèi)容信息和射頻反饋信號(hào)接收時(shí)時(shí)的本地計(jì)時(shí) 器計(jì)時(shí)信息生成監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包，通過(guò)監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包將射頻標(biāo)簽4的射頻反饋信號(hào)中的內(nèi)容信息 和射頻反饋信號(hào)的接收時(shí)間信息發(fā)送至定位裝置1處。另外，在定位裝置1的觸發(fā)下，射頻 反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3還用于向射頻標(biāo)簽4發(fā)射上述射頻能量補(bǔ)充信號(hào)。
[0033] 對(duì)于本實(shí)用新型實(shí)施例的目標(biāo)定位系統(tǒng)，以下將結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明系統(tǒng)中各模 塊的具體結(jié)構(gòu)。
[0034] 如圖2示出了目標(biāo)定位系統(tǒng)中射頻指令發(fā)射裝置2的結(jié)構(gòu)示意圖。射頻指令發(fā)射 裝置2具體包括：以太網(wǎng)接口 23、第一供電穩(wěn)壓電路21、第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路24及工作頻段 為第一頻段（如標(biāo)識(shí)為BAND1)的射頻調(diào)制發(fā)射電路22 ;以太網(wǎng)接口 23與局域網(wǎng)連接；第 一供電穩(wěn)壓電路24的電源輸入接口與以太網(wǎng)接口 23的以太網(wǎng)供電信號(hào)接口連接，獲得電 源輸入；第一供電穩(wěn)壓電路21的電源輸出接口分別與第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路24及射頻調(diào)制發(fā) 射電路22的電源輸入接口連接，為上述電路提供工作電源；第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路24的以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)收發(fā)接口與以太網(wǎng)接口 23的數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào)接口相連接；第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路24的模擬 基帶信號(hào)發(fā)送接口與射頻調(diào)制發(fā)射電路22的模擬基帶信號(hào)輸入接口相連接。
[0035] 上述射頻指令發(fā)射裝置2通過(guò)以太網(wǎng)接口 23與支持以太網(wǎng)供電的局域網(wǎng)連接，以 從以太網(wǎng)中獲得電源輸入。第一供電穩(wěn)壓電路21對(duì)以太網(wǎng)接口 23的電源輸入進(jìn)行穩(wěn)壓和 電壓轉(zhuǎn)換，生成射頻指令發(fā)射裝置2的各功能電路正常工作所需電壓。
[0036] 第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路24通過(guò)以太網(wǎng)接口 23接入到局域網(wǎng)中，并通過(guò)局域網(wǎng)獲取定 位裝置1發(fā)送的指令數(shù)據(jù)包，解析該指令數(shù)據(jù)包并將獲取的包含有射頻標(biāo)簽地址的指令數(shù) 據(jù)包發(fā)送給射頻調(diào)制發(fā)射電路22,射頻調(diào)制發(fā)射電路22將包含射頻標(biāo)簽地址的指令數(shù)據(jù) 包調(diào)制到第一工作頻段，并通過(guò)該電路的射頻天線(xiàn)發(fā)射。
[0037] 如圖3示出了目標(biāo)定位系統(tǒng)中射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0038] 射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3具體包括：以太網(wǎng)接口 33、第二供電穩(wěn)壓電 路31、第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路34、工作頻段為第二頻段的能量信號(hào)發(fā)射電路36及工作頻段為第 一頻段的射頻接收解調(diào)電路32 ;以太網(wǎng)接口 33與局域網(wǎng)連接；第二供電穩(wěn)壓電路31的電 源輸入接口與以太網(wǎng)接口 33的以太網(wǎng)供電信號(hào)接口連接，獲得電源輸入；第二供電穩(wěn)壓電 路31的電源輸出接口分別與第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路34、能量信號(hào)發(fā)射電路36以及射頻接收解 調(diào)電路32的電源輸入接口連接，為上述電路提供工作電源；第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路34的以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)收發(fā)接口與以太網(wǎng)接口 33的數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào)接口相連接；第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路34的模擬 基帶信號(hào)輸入接口與射頻接收解調(diào)電路32的模擬基帶信號(hào)輸出接口相連接。
[0039] 射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3通過(guò)以太網(wǎng)接口 33與支持以太網(wǎng)供電的局 域網(wǎng)連接，以從以太網(wǎng)中獲得電源輸入。第二供電穩(wěn)壓電路31對(duì)以太網(wǎng)接口 33中的電源 輸入進(jìn)行穩(wěn)壓和電壓轉(zhuǎn)換，以生成射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3中各功能電路正常 工作所需電壓。工作頻段為第一頻段的射頻接收解調(diào)電路32接收射頻標(biāo)簽4發(fā)送的射頻 反饋信號(hào)，并將該射頻反饋信號(hào)解調(diào)為基帶數(shù)字信號(hào)，發(fā)送給數(shù)據(jù)收發(fā)電路34。數(shù)據(jù)收發(fā)電 路34通過(guò)以太網(wǎng)接口 33向定位裝置1發(fā)送監(jiān)聽(tīng)信號(hào)。工作頻段為第二頻段的能量信號(hào)發(fā) 射電路36在定位裝置1的觸發(fā)下向射頻標(biāo)簽4發(fā)射射頻能量補(bǔ)充信號(hào)，以通過(guò)射頻能量補(bǔ) 充信號(hào)為射頻標(biāo)簽4提供能量補(bǔ)充。
[0040] 如圖3所示，射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3中還包括計(jì)時(shí)器電路35,計(jì)時(shí)器 電路35與第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路34連接。
[0041] 射頻指令發(fā)射裝置2向射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3中發(fā)射計(jì)時(shí)器標(biāo)定信 號(hào)，具體地，該計(jì)時(shí)器標(biāo)定信號(hào)可以采用表3中所示的計(jì)時(shí)器標(biāo)定指令數(shù)據(jù)包的格式實(shí)現(xiàn)， 其包括的字段有：數(shù)據(jù)包類(lèi)型、數(shù)據(jù)包編號(hào)及數(shù)據(jù)校驗(yàn)。
[0042] 表3計(jì)時(shí)器標(biāo)定指令數(shù)據(jù)包
[0043] 數(shù)據(jù)包類(lèi)型~|數(shù)據(jù)包編號(hào)|數(shù)據(jù)校驗(yàn)
[0044] 射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3用于接收射頻標(biāo)簽4發(fā)射的射頻反饋信號(hào)以 及射頻指令發(fā)射裝置2發(fā)射的計(jì)時(shí)器標(biāo)定信號(hào)，并根據(jù)接收到的射頻反饋信號(hào)及射頻反饋 信號(hào)到達(dá)時(shí)間信息以及計(jì)時(shí)器標(biāo)定信號(hào)生成射頻反饋信號(hào)監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包，具體地，該射頻反 饋信號(hào)監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包可以采用表4所示的格式實(shí)現(xiàn)，其包括的字段有：數(shù)據(jù)包類(lèi)型、射頻標(biāo)簽 地址、數(shù)據(jù)包編號(hào)、本地計(jì)時(shí)器值及數(shù)據(jù)校驗(yàn)。
[0045] 表4射頻反饋信號(hào)（或標(biāo)定指令）監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包
[0046] 數(shù)據(jù)包類(lèi)|射頻標(biāo)簽地址|數(shù)據(jù)包編號(hào)|本地計(jì)時(shí)器值|數(shù)據(jù)校驗(yàn) 型
[0047] 當(dāng)射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3接收到射頻標(biāo)簽發(fā)射的射頻反饋信號(hào)時(shí)， 射頻反饋信號(hào)監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)包類(lèi)型字段取值與表2描述的射頻反饋數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù) 包類(lèi)型字段相同，射頻標(biāo)簽地址字段取值為接收到的射頻反饋數(shù)據(jù)包的射頻標(biāo)簽地址字 段，數(shù)據(jù)包編號(hào)字段取值為接收到的射頻反饋數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包編號(hào)字段。射頻反饋信號(hào)接 收與能量補(bǔ)充裝置3將生成的射頻反饋信號(hào)監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包發(fā)送至定位裝置1，由定位裝置1根 據(jù)監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)測(cè)算出目標(biāo)體的位置。
[0048] 當(dāng)射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3接收到計(jì)時(shí)器標(biāo)定信號(hào)時(shí)，生成標(biāo)定指令 監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包并發(fā)送給定位裝置1，標(biāo)定指令監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包格式也由表4描述。其中在標(biāo)定指令 監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包中，數(shù)據(jù)包類(lèi)型字段與接收到的表3描述的計(jì)時(shí)器標(biāo)定指令數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)包 類(lèi)型字段取值相同，射頻標(biāo)簽地址取值為全零，數(shù)據(jù)包編號(hào)字段取值為計(jì)時(shí)器標(biāo)定指令數(shù) 據(jù)包的數(shù)據(jù)包編號(hào)字段。
[0049] 為及時(shí)有效地為設(shè)置的射頻標(biāo)簽4提供能量補(bǔ)充，目標(biāo)定位系統(tǒng)中射頻反饋信號(hào) 接收與能量補(bǔ)充裝置3 -般設(shè)置為多個(gè)，然而在同一時(shí)刻不同射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ) 充裝置3中的計(jì)時(shí)器取值可能并不完全相同，即各個(gè)計(jì)時(shí)器的讀取值之間存在差值，造成 該差值的原因主要有兩個(gè)，一是射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3中的計(jì)時(shí)器在同一時(shí) 刻存在固有計(jì)時(shí)差值；二是射頻指令發(fā)射裝置2到各個(gè)射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置 3的空間距離不同造成數(shù)據(jù)傳輸延遲差值。由于射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3的各 個(gè)計(jì)時(shí)器讀取值之間存在固有計(jì)時(shí)差值，由此可能導(dǎo)致目標(biāo)體定位的不準(zhǔn)確。
[0050] 為了提高目標(biāo)定位的準(zhǔn)確性，需確定同一時(shí)刻不同射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充 裝置3中的計(jì)時(shí)器的讀取值的固有計(jì)時(shí)差值，由于射頻指令發(fā)射裝置2和射頻反饋信號(hào)接 收與能量補(bǔ)充裝置3的位置是固定的，且其之間的距離可以測(cè)量獲得，從而使得由于射頻 指令發(fā)射裝置2到各個(gè)射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3之間的空間距離不同造成的數(shù) 據(jù)傳輸差異為可測(cè)固定值。由各個(gè)標(biāo)定指令監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包的本地計(jì)時(shí)器差值，扣除由于射頻 指令發(fā)射裝置2和射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3的空間距離不同造成的監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)包 的本地計(jì)時(shí)器數(shù)據(jù)傳輸延遲差異，可得出各射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3在同一時(shí) 刻的本地計(jì)時(shí)器固有取值差異。定位裝置1在進(jìn)行目標(biāo)體定位時(shí)，根據(jù)各個(gè)射頻反饋信號(hào) 接收與能量補(bǔ)充裝置3接收到的射頻反饋信號(hào)的本地計(jì)時(shí)器讀取值，扣除多個(gè)射頻反饋信 號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3本地計(jì)時(shí)器之間的固有取值差異，得到需定位的目標(biāo)射頻標(biāo)簽4 與各個(gè)射頻反饋信號(hào)接收與能量反饋裝置的信號(hào)傳輸延遲差異，進(jìn)而利用三角定位算法估 計(jì)目標(biāo)射頻標(biāo)簽4的位置。
[0051] 如圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中射頻標(biāo)簽4的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052] 在射頻標(biāo)簽4中其具體包括：工作頻段為第一頻段的第一射頻天線(xiàn)41、工作頻段 為第二頻段的第二射頻天線(xiàn)44、射頻信號(hào)解調(diào)電路42、處理器電路43及能量補(bǔ)充電路45 ; 射頻信號(hào)解調(diào)電路42的射頻輸入信號(hào)接口與第一射頻天線(xiàn)41相連接，射頻信號(hào)解調(diào)電路 42的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出信號(hào)接口與處理器電路43的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入信號(hào)接口連接；能量補(bǔ)充電 路45的射頻信號(hào)輸入接口與第二射頻天線(xiàn)44連接；能量補(bǔ)充電路45的電源輸出信號(hào)接口 與處理器電路43的電源輸入信號(hào)接口連接。
[0053] 第一射頻天線(xiàn)41用于接收射頻指令發(fā)射裝置2發(fā)射的射頻位置讀取信號(hào)，射頻信 號(hào)解調(diào)電路42將接收的射頻位置讀取信號(hào)解調(diào)為基帶數(shù)字信號(hào)發(fā)送給處理器電路43。處 理器電路43將基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的射頻地址與自身地址進(jìn)行比較，如果比較一致，則令第一 射頻天線(xiàn)41的輸入阻抗發(fā)生變化，從而將射頻位置讀取信號(hào)調(diào)制在第一射頻天線(xiàn)41發(fā)射 的射頻反饋信號(hào)中。
[0054] 進(jìn)一步地，在射頻標(biāo)簽4中還包括射頻開(kāi)關(guān)電路46 ;射頻開(kāi)關(guān)電路46包括：天線(xiàn) 信號(hào)接口、輸入控制信號(hào)接口和接地信號(hào)接口；輸入控制信號(hào)與處理器電路43的控制輸出 信號(hào)連接，天線(xiàn)信號(hào)接口通過(guò)射頻微帶線(xiàn)與第一射頻天線(xiàn)41連接，接地信號(hào)接口連接電路 地信號(hào)。當(dāng)處理器電路43接收的基帶數(shù)字信號(hào)中的射頻地址與自身地址比較一致時(shí)，處理 器電路43通過(guò)射頻開(kāi)關(guān)電路46開(kāi)關(guān)狀態(tài)的變化，令第一射頻天線(xiàn)41的輸入阻抗發(fā)生變 化。
[0055] 第二射頻天線(xiàn)44用于接收射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3發(fā)射的射頻能量 補(bǔ)充信號(hào)，并通過(guò)能量補(bǔ)充電路45進(jìn)行能量的存儲(chǔ)。
[0056] 為實(shí)現(xiàn)電量的存儲(chǔ)，在能量補(bǔ)充電路45中包括電壓放大及整流電路451、能量存 儲(chǔ)和穩(wěn)壓電路452 ;電壓放大及整流電路451分別與第二射頻天線(xiàn)44及能量存儲(chǔ)和穩(wěn)壓電 路452連接，能量存儲(chǔ)和穩(wěn)壓電路452的電源輸出信號(hào)接口與處理器電路43的電源輸入信 號(hào)接口連接，其中，電壓放大與整流電路將第二射頻天線(xiàn)44接收的射頻能量補(bǔ)充信號(hào)的信 號(hào)電壓放大并整流，將整流后的直流電源存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)和穩(wěn)壓電路452中，以對(duì)處理器 電路43進(jìn)行供電。
[0057] 現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)射頻標(biāo)簽4進(jìn)行定位，一般需要部署多個(gè)射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)器，多個(gè)射 頻標(biāo)簽讀寫(xiě)器在發(fā)射位置讀取指令時(shí)容易產(chǎn)生干擾。而本實(shí)用新型實(shí)施例的目標(biāo)定位系統(tǒng) 僅設(shè)置一個(gè)射頻指令發(fā)射裝置2,解決了多個(gè)發(fā)射裝置相互干擾的問(wèn)題。
[0058] 本實(shí)用新型實(shí)施例的目標(biāo)定位系統(tǒng)包括多個(gè)射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置 3,其可以在專(zhuān)門(mén)的頻段發(fā)射隨機(jī)射頻能量補(bǔ)充信號(hào)，不會(huì)對(duì)用于定位的信號(hào)的收發(fā)造成影 響。
[0059] -般的包含射頻標(biāo)簽4的定位系統(tǒng)，射頻標(biāo)簽4接收數(shù)據(jù)和采集工作能量使用同 一個(gè)頻段的射頻信號(hào)，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)較弱時(shí)，可采集的能量也較低，導(dǎo)致射頻指令發(fā)射裝置2 與射頻標(biāo)簽4的距離受到限制。本實(shí)用新型實(shí)施例的目標(biāo)定位系統(tǒng)包括的射頻標(biāo)簽4,接收 兩個(gè)頻段的射頻信號(hào)，一個(gè)用于數(shù)據(jù)接收，一個(gè)用于能量補(bǔ)充，使能量的補(bǔ)充不再受到數(shù)據(jù) 信號(hào)強(qiáng)度的限制，擴(kuò)大了射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)設(shè)備（相當(dāng)于上述射頻指令發(fā)射裝置2、射頻反饋信 號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3)與射頻標(biāo)簽4的距離，提高了系統(tǒng)部署的靈活性。
[0060] 由于部署在不同位置的射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3中的本地計(jì)時(shí)器在 同一時(shí)刻的時(shí)間讀取值可能并不相同，且不易同步，因此在本系統(tǒng)中利用射頻指令發(fā)射裝 置2和射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3之間固定的相對(duì)位置，對(duì)同一時(shí)刻不同射頻反 饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3之間的計(jì)時(shí)器差異進(jìn)行標(biāo)定，解決了不同射頻反饋信號(hào)接收 與能量補(bǔ)充裝置3的本地計(jì)時(shí)器同步問(wèn)題，并且使用射頻標(biāo)簽4發(fā)射的射頻反饋信號(hào)到達(dá) 不同射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置3的時(shí)間差來(lái)估計(jì)射頻標(biāo)簽4的位置，可以達(dá)到較 高的定位精度。
[0061] 以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域 的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)， 所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：設(shè)置于局域網(wǎng)內(nèi)并通過(guò)所述局域網(wǎng)相互連 接的定位裝置、射頻指令發(fā)射裝置、射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置；還包括設(shè)置于被定 位的目標(biāo)體上的射頻標(biāo)簽；所述局域網(wǎng)采用以太網(wǎng)供電技術(shù)為所述局域網(wǎng)內(nèi)的裝置供電； 所述射頻指令發(fā)射裝置通過(guò)自身的電路向所述射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻位置讀取信號(hào)；所述 射頻標(biāo)簽在接收到該射頻位置讀取信號(hào)后發(fā)射射頻反饋信號(hào)； 所述射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置通過(guò)自身的電路向所述射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻能 量補(bǔ)充信號(hào)；所述射頻標(biāo)簽采集所述射頻能量補(bǔ)充信號(hào)的能量作為工作電源； 所述射頻反饋信號(hào)接收與能量補(bǔ)充裝置作為所述射頻反饋信號(hào)的接收裝置，用于將接 收的所述射頻反饋信號(hào)中的內(nèi)容信息及該射頻反饋信號(hào)的接收時(shí)間信息上報(bào)給所述定位 裝直。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻指令發(fā)射裝置包括：以 太網(wǎng)接口、第一供電穩(wěn)壓電路、第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路及工作頻段為第一頻段的射頻調(diào)制發(fā)射 電路； 所述以太網(wǎng)接口與所述局域網(wǎng)連接；所述第一供電穩(wěn)壓電路的電源輸入接口與所述以 太網(wǎng)接口的以太網(wǎng)供電信號(hào)接口連接，獲得電源輸入；所述第一供電穩(wěn)壓電路的電源輸出 接口分別與所述第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路及所述射頻調(diào)制發(fā)射電路的電源輸入接口連接，為上述 電路提供工作電源；所述第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)接口與所述以太網(wǎng)接口的數(shù) 據(jù)收發(fā)信號(hào)接口相連接；所述第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路的模擬基帶信號(hào)發(fā)送接口與所述射頻調(diào)制 發(fā)射電路的模擬基帶信號(hào)輸入接口相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻反饋信號(hào)接收與能量 補(bǔ)充裝置包括：以太網(wǎng)接口、第二供電穩(wěn)壓電路、第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路、工作頻段為第二頻段 的能量信號(hào)發(fā)射電路及工作頻段為第一頻段的射頻接收解調(diào)電路； 所述以太網(wǎng)接口與所述局域網(wǎng)連接；所述第二供電穩(wěn)壓電路的電源輸入接口與所述以 太網(wǎng)接口的以太網(wǎng)供電信號(hào)接口連接，獲得電源輸入；所述第二供電穩(wěn)壓電路的電源輸出 接口分別與所述第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路、所述能量信號(hào)發(fā)射電路以及所述射頻接收解調(diào)電路的 電源輸入接口連接，為上述電路提供工作電源； 所述第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)接口與所述以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào)接 口相連接；所述第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路的模擬基帶信號(hào)輸入接口與所述射頻接收解調(diào)電路的模 擬基帶信號(hào)輸出接口相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻反饋信號(hào)接收與能量 補(bǔ)充裝置還包括計(jì)時(shí)器電路，所述計(jì)時(shí)器電路與所述第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻標(biāo)簽包括：工作頻段為 第一頻段的第一射頻天線(xiàn)、工作頻段為第二頻段的第二射頻天線(xiàn)、射頻信號(hào)解調(diào)電路、處理 器電路及能量補(bǔ)充電路； 所述射頻信號(hào)解調(diào)電路的射頻輸入信號(hào)接口與所述第一射頻天線(xiàn)相連接，所述射頻信 號(hào)解調(diào)電路的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出信號(hào)接口與所述處理器電路的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入信號(hào)接口連接；所 述能量補(bǔ)充電路的射頻信號(hào)輸入接口與所述第二射頻天線(xiàn)連接，所述能量補(bǔ)充電路的電源 輸出信號(hào)接口與所述處理器電路的電源輸入信號(hào)接口連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述能量補(bǔ)充電路包括電壓放 大及整流電路、能量存儲(chǔ)和穩(wěn)壓電路；所述電壓放大及整流電路分別與所述第二射頻天線(xiàn) 及所述能量存儲(chǔ)和穩(wěn)壓電路連接，所述能量存儲(chǔ)和穩(wěn)壓電路的電源輸出信號(hào)接口與所述處 理器電路的電源輸入信號(hào)接口連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻標(biāo)簽還包括射頻開(kāi)關(guān) 電路； 所述射頻開(kāi)關(guān)電路包括：天線(xiàn)信號(hào)接口、輸入控制信號(hào)接口和接地信號(hào)接口； 所述輸入控制信號(hào)與所述處理器電路的控制輸出信號(hào)連接，所述天線(xiàn)信號(hào)接口通過(guò)射 頻微帶線(xiàn)與所述第一射頻天線(xiàn)連接，所述接地信號(hào)接口連接電路地信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻反饋信號(hào)接收與能量 補(bǔ)充裝置的數(shù)量為多個(gè)。
【文檔編號(hào)】G01S5/02GK203894405SQ201420318688
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】周建新, 孫慶云, 李湖生, 李競(jìng), 郭再富 申請(qǐng)人:中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院