本發(fā)明涉及無線定向定位領(lǐng)域，特別是涉及一種基于定向天線和頻率編碼的定位裝置。

背景技術(shù)：

目前公知的定位方式主要有三種：第一種是基于衛(wèi)星定位信號和移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，這種方式在衛(wèi)星定位信號和移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)不支持或者覆蓋不佳地區(qū)無法實現(xiàn)定向和定位；第二種是基于監(jiān)測目標(biāo)發(fā)射電磁波信號強(qiáng)度的不同進(jìn)行定向定位，但是電磁波反射和衍射等原因使得這種方式受障礙物影響大、定向誤差大；第二種是基于預(yù)設(shè)的定位節(jié)點進(jìn)行定位，但是這種定位方式需要預(yù)先鋪設(shè)大量定位節(jié)點，成本高且使用場所受到很大限制。

如果能提供一種克服上述三種技術(shù)方案缺陷的定位技術(shù)，將是十分有意義的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于定向天線和頻率編碼的定位裝置，包括若干主頻率發(fā)射終端和若干顯示終端 ，所述主頻率發(fā)射終端設(shè)置有指南針、定向天線，所述顯示終端設(shè)置有指南針、信號接收裝置、頻率檢測模塊設(shè)置有指示燈的面板。

所述主頻率發(fā)射終端能夠發(fā)射若干不同編碼頻率信息；所述指南針提供方向信息，定向天線根據(jù)方向信息發(fā)射需要的編碼頻率信號；所有編碼頻率信號組成一個信號覆蓋圓面；信號覆蓋圓面被劃分為扇形的信號單獨覆蓋區(qū)域及扇形的信號重疊覆蓋區(qū)域。

所述存儲模塊用于植入信號覆蓋圓面各個區(qū)域與對應(yīng)編碼頻率信號、各個指示燈亮滅情況的映射關(guān)系表。

所述信號接收裝置用于接收主頻率發(fā)射終端發(fā)射的信號。

頻率檢測模塊用于識別接收到的信號的頻率，識別頻率所在信號覆蓋圓面的區(qū)域，并根據(jù)映射關(guān)系表控制對應(yīng)的指示燈亮。

所述面板上設(shè)置有兩對相對設(shè)置的的指示燈，相對指示燈的連線互相垂直，所述指示燈在頻率檢測模塊的控制下亮或者滅。

顯示終端的指南針用于提供方向信息，進(jìn)而根據(jù)亮的指示燈確定主頻率發(fā)射終端相對指示端所在方向。

進(jìn)一步的，所述主頻率發(fā)射終端能夠發(fā)送四種編碼頻率信號，分別覆蓋信號覆蓋圓面上互相垂直的兩條直徑的兩端所指四個方向上呈鈍角的扇形區(qū)域，所述四個方向分別對應(yīng)于地理坐標(biāo)上的東、南、西、北方向。

進(jìn)一步的，四個編碼頻率信號分別覆蓋135度方向角的扇形區(qū)域，相鄰扇形區(qū)域組成為45度方向角的扇形信號重疊覆蓋區(qū)域。

進(jìn)一步的，各個指示燈具有代表不同亮度的亮度刻度。

進(jìn)一步的，顯示終端具有電源開關(guān)。

上述基于定向天線和頻率編碼的定位裝置的工作方法，包括如下步驟：

步驟1：主頻率發(fā)射終端預(yù)先定義的某種或者某幾種編碼頻率信號。

步驟2：顯示終端接收編碼頻率信號，頻率檢測模塊識別信號的頻率，識別頻率所在信號覆蓋圓面的區(qū)域，并根據(jù)映射關(guān)系表控制對應(yīng)的指示燈亮。

步驟3：根據(jù)指南針確定地理位置的南北方向，確定主頻率發(fā)射終端相對指示終端的具體方向。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供了一種不需衛(wèi)星定位信號和移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)就可實現(xiàn)的定向定位方案，該方案基于定向天線和頻率編碼，可以在沒有衛(wèi)星定位信號和移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下實現(xiàn)定向定位，而且根據(jù)定向天線的精度和發(fā)射的編碼頻率不同可以實現(xiàn)較高的定向定位精度。

附圖說明

圖1是具有編碼的信號覆蓋圓面示意圖。

圖2為指示終端外觀示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思為：該發(fā)明的裝置由主頻率發(fā)射終端和顯示終端組成。所述主頻率終端發(fā)射的不同編碼頻率信號，顯示終端接收頻率信號，由指南針設(shè)備配合進(jìn)行定向，根據(jù)顯示終端接收到的信號判斷指示終端相對主頻率發(fā)射終端的地理位置。

下面對基于定向天線和頻率編碼的定位裝置及其工作方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

所述裝置包括若干主頻率發(fā)射終端和若干顯示終端 ，所述主頻率發(fā)射終端設(shè)置有定向天線及指南針，所述顯示終端設(shè)置有指南針、信號接收裝置、頻率檢測模塊設(shè)置有指示燈的面板。應(yīng)該理解，各個主頻率發(fā)射終端的結(jié)構(gòu)和功能應(yīng)該一致，若干顯示終端的結(jié)構(gòu)和功能一致。

所述主頻率發(fā)射終端能夠發(fā)射若干不同編碼頻率信息。所述指南針提供方向信息，定向天線根據(jù)方向信息發(fā)射需要的編碼頻率信號。所有編碼頻率信號應(yīng)該組成一個信號覆蓋圓面；信號覆蓋圓面被劃分為扇形的信號單獨覆蓋區(qū)域及扇形的信號重疊覆蓋區(qū)域。信號覆蓋圓面具有明確的東、南、西、北指向，對應(yīng)于地理坐標(biāo)上的東、南、西、北。優(yōu)選的，為了方便區(qū)分，應(yīng)對各個區(qū)域進(jìn)行一個編碼，以方便后續(xù)所述映射關(guān)系的建立。

所述存儲模塊用于植入信號覆蓋圓面各個區(qū)域與對應(yīng)編碼頻率信號、各個指示燈亮滅情況的映射關(guān)系表。

所述信號接收裝置用于接收主頻率發(fā)射終端發(fā)射的信號。

頻率檢測模塊用于識別接收到的信號的頻率，識別頻率所在信號覆蓋圓面的區(qū)域，并根據(jù)映射關(guān)系表控制對應(yīng)的指示燈亮。

所述面板上設(shè)置有兩對相對設(shè)置的指示燈，相對指示燈的連線互相垂直，四個指示燈的所在方向可以分別對應(yīng)信號覆蓋圓面上的東、南、西、北方向。所述指示燈在頻率檢測模塊的控制下亮或者滅。優(yōu)選的，指示燈上設(shè)置有亮度刻度，以方便識別信號強(qiáng)度。

顯示終端的指南針用于提供方向信息，進(jìn)而根據(jù)亮的指示燈確定主頻率發(fā)射終端相對指示端所在方向。

優(yōu)選的，顯示終端還設(shè)置有電源開關(guān)，以控制顯示終端是否工作。

下面對本發(fā)明的工作方法進(jìn)行說明。

步驟1：主頻率發(fā)射終端預(yù)先定義的某種或者某幾種編碼頻率信號。

步驟2：顯示終端接收編碼頻率信號，頻率檢測模塊識別信號的頻率，識別頻率所在信號覆蓋圓面的區(qū)域，并根據(jù)映射關(guān)系表控制對應(yīng)的指示燈亮。

步驟3：根據(jù)指南針確定地理位置的南北方向，確定主頻率發(fā)射終端相對指示終端的具體方向。

下面舉例對本裝置進(jìn)行更加詳細(xì)的功能介紹。

主頻率發(fā)射終端產(chǎn)生幾個不同的編碼頻率信號，以四個單一頻率為例，根據(jù)從其指南針獲取到的方向信息，通過控制定向天線的工作狀態(tài)和天線上加載的編碼頻率信號A、B、C、D，使得特定編碼頻率分別指向且僅指向東、北、西、南四個方向，如圖1中1、2所示為分別指向東和北的編碼頻率信號A和B，每個編碼頻率信號覆蓋范圍為135度方向角的扇形區(qū)域，與相鄰編碼頻率信息的重疊區(qū)域方向角為45度。這些編碼頻率信號由不同的頻率信號按照一定方式編碼得到。對于應(yīng)用較密集的場所，可以通過改變編碼方式和頻率信號的數(shù)量來增加容量。

指示終端打開圖2中所示電源開關(guān)后，收到主頻率發(fā)射終端發(fā)射的定向編碼頻率信號時，將自動進(jìn)行辨識，并根據(jù)主頻率發(fā)射終端發(fā)射的編碼頻率信號對應(yīng)的特定方向，控制指示面板上對應(yīng)指示燈點亮。如果指示終端面板上只有一個指示燈最亮，如在圖2中指示燈W，此時指示終端處在圖1中3所示編碼頻率信號A向東單獨覆蓋的45度區(qū)域內(nèi)，則該最亮的指示燈在指示終端面板上所對應(yīng)的方向W（西）即為主頻率發(fā)射終端所在方向；如果指示終端面板上一個指示燈最亮，如在圖2中指示燈W，臨近的另外一個指示燈，如圖2中指示燈S，也比較亮，此時指示終端處在圖1中34所示編碼頻率信號A和編碼頻率信號B共同覆蓋區(qū)域內(nèi)，其重疊覆蓋范圍為45度，則主頻率發(fā)射終端在指示面板上這兩個指示燈W（西）和S（南）所對應(yīng)方位之間（西南方向）。同理，可以確定指示終端何時在圖1所示45、5、56、6、36區(qū)域內(nèi)。然后就可以根據(jù)圖2中所示7指南針確定地理方向北，然后確定主頻率發(fā)射終端相對指示終端的具體方向。由于該指示終端在開關(guān)開啟時是連續(xù)工作的，可以隨時根據(jù)指示終端上的指示燈顯示主頻率發(fā)射終端所在方向。