壓力感應(yīng)墊及基于應(yīng)變式壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的各個方面涉及定位系統(tǒng)領(lǐng)域，具體而言涉及一種壓力感應(yīng)墊以及基于這些一個或多個壓力感應(yīng)墊的定位系統(tǒng)、定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]室內(nèi)定位技術(shù)是未來智能家居、智能安防、大型公共場合室內(nèi)導(dǎo)航的基礎(chǔ)，應(yīng)用前景廣闊。
[0003]目前可見的室內(nèi)定位技術(shù)主要基于Wif1、WLAN、超聲波、可見光通信系統(tǒng)等，這些技術(shù)的一個共同特點(diǎn)是需要同時具有信號源和信號接收器。一種實現(xiàn)方式是在室內(nèi)布置多個信號源，被定位人或物體需要持有信號接收器，接收器根據(jù)接收到的多個信號的強(qiáng)度、相位、相關(guān)性等信息來判斷接收器距離各個信號源的距離，從而實現(xiàn)定位；另一種實現(xiàn)方式是被定位人或物體持有信號源，而在室內(nèi)布置多個信號接收器，同樣是利用所接收信號的強(qiáng)度、相位、相關(guān)性等信息來實現(xiàn)定位。另一些基于無線射頻技術(shù)的定位方法，則需要在室內(nèi)布置多個RFID閱讀器，而被定位人或物體需要持有RFID標(biāo)簽。
[0004]由于這些定位技術(shù)都需要被定位人或物體持有某種定位設(shè)備，因此可看做是被動式的定位技術(shù)。要在這樣的室內(nèi)定位系統(tǒng)中獲得與定位相關(guān)的服務(wù)就要時刻攜帶定位設(shè)備，這適合于大型公共場合中基于手機(jī)等手持設(shè)備的多目標(biāo)室內(nèi)導(dǎo)航，但對于智能家居而言便利性不足，而對于智能安防而言難以實現(xiàn)對防控對象的發(fā)現(xiàn)和定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一方面提出一種壓力感應(yīng)墊，包括一由易變形材料形成的墊本體，其限定了一個第一表面、第二表面以及夾在第一表面與第二表面之間的填充層；
[0006]所述填充層內(nèi)等間距地設(shè)置多條由導(dǎo)電線構(gòu)成的經(jīng)線和瑋線，構(gòu)成網(wǎng)狀排布，所述經(jīng)線被設(shè)置成用于連接到直流電源的正極，瑋線被設(shè)置成用于連接到直流電源的負(fù)極；
[0007]所述多條經(jīng)線中的第i條經(jīng)線與所述多條瑋線中的第j條瑋線的交點(diǎn)處電連接一個應(yīng)變式壓力傳感器Rij,使得在該交點(diǎn)處電流從第i條經(jīng)線經(jīng)由該應(yīng)變式壓力傳感器Rij流入第j條瑋線；
[0008]所述應(yīng)變式壓力傳感器Rij的電阻值隨其受力形變的大小而改變，從而改變第i條經(jīng)線和第j條瑋線中流過的電流大小。
[0009]進(jìn)一步的例子中，所述墊本體為泡沫墊本體或橡膠墊本體。
[0010]進(jìn)一步的例子中，所述經(jīng)線和瑋線的數(shù)量均為正整數(shù)。
[0011]進(jìn)一步的例子中，所述經(jīng)線和瑋線的數(shù)量相等。
[0012]進(jìn)一步的例子中，所述經(jīng)線和瑋線的數(shù)量不等。
[0013]進(jìn)一步的例子中，所述墊本體的第一表面和第二表面構(gòu)造為長方形或者正方形形狀。
[0014]進(jìn)一步的例子中，所述經(jīng)線和瑋線各自的兩個邊緣分別設(shè)置有耦合組件的公接頭和母接頭。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的公開，還提出一種壓力感應(yīng)墊，包括一由易變形材料形成的墊本體，其限定了一個第一表面、第二表面以及夾在第一表面與第二表面之間的填充層；
[0016]所述填充層內(nèi)與所述第一平面大致平行的位置上設(shè)置有:
[0017]等間距地沿著第一方向排布的M條第一導(dǎo)電線；
[0018]等間距地沿著第二方向排布的N條第二導(dǎo)電線；
[0019]其中，所述第一導(dǎo)電線與第二導(dǎo)電線垂直，M、N均為正整數(shù)；
[0020]所述第一導(dǎo)電線被設(shè)置成用于連接到一直流電源的正極，所述第二導(dǎo)電線被設(shè)置成用于連接到該直流電源的負(fù)極；
[0021]所述第一導(dǎo)電線與第二導(dǎo)電線的每個交點(diǎn)處電連接一個應(yīng)變式壓力傳感器，使得在該交點(diǎn)處電流從第一導(dǎo)電線經(jīng)由該應(yīng)變式壓力傳感器流入第二導(dǎo)電線；
[0022]所述一個或多個應(yīng)變式壓力傳感器的電阻值隨其受力形變的大小而改變，從而改變相應(yīng)的第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線中流過的電流大小。
[0023]進(jìn)一步的例子中，所述壓力感應(yīng)墊的第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線的邊緣分別設(shè)置有耦合接頭，用于將該壓力感應(yīng)墊與另一個或多個這樣的壓力感應(yīng)墊相耦合。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)，還提出一種基于前述壓力感應(yīng)墊的定位系統(tǒng)，包括:
[0025]至少一個壓力感應(yīng)墊；
[0026]直流穩(wěn)壓電源；
[0027]第一通道切換開關(guān)以及第一電流測量電路；
[0028]第二通道切換開關(guān)以及第二電流測量電路；
[0029]微處理器；
[0030]所述壓力感應(yīng)墊的經(jīng)線連接到直流電源的正極，瑋線連接到直流電源的負(fù)極；
[0031]所述第一通道切換開關(guān)以及第一電流測量電路分別設(shè)置在經(jīng)線與直流電源的正極之間，第二通道切換開關(guān)以及第二電流測量電路分別設(shè)置在瑋線與直流電源的負(fù)極之間；
[0032]所述微處理器控制進(jìn)行通道切換和電流檢測，以實現(xiàn)環(huán)境壓力下各經(jīng)線和瑋線中流過的電流值的檢測、在定位時各經(jīng)線和瑋線中流過的電流值的檢測以及根據(jù)前述電流值的檢測結(jié)果進(jìn)行定位，其中定位時各經(jīng)線和瑋線中流過的電流值的檢測以循環(huán)檢測的方式進(jìn)行。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)，還提出一種基于前述壓力感應(yīng)墊的定位方法，包括以下步驟:
[0034]將一個或多個壓力感應(yīng)墊布置在待定位的室內(nèi)構(gòu)成應(yīng)變式壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)；
[0035]一微處理器根據(jù)設(shè)定的壓力感應(yīng)墊的經(jīng)線和瑋線數(shù)量、相鄰經(jīng)線的距離、相鄰瑋線的距離、定位坐標(biāo)系中零點(diǎn)對應(yīng)的壓力傳感器編號生成定位坐標(biāo)系；
[0036]微處理器控制在沒有移動的人或物體的情況下對應(yīng)變式壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)初始化，控制通道切換開關(guān)和電流測量模塊對每一條經(jīng)線和瑋線的電流值進(jìn)行測量并記錄，實現(xiàn)對環(huán)境壓力的檢測；
[0037]微處理器控制通道切換開關(guān)和電流測量模塊循環(huán)檢測各經(jīng)線和瑋線中流過電流的變化情況，將其與環(huán)境壓力下的電流值進(jìn)行對比，判別出進(jìn)入應(yīng)變式壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)的人或物體所在的經(jīng)線和瑋線編號，然后根據(jù)前述定位坐標(biāo)系的設(shè)定求出坐標(biāo)數(shù)值，實現(xiàn)定位。
[0038]進(jìn)一步的實施例中，前述方法更加包含以下步驟:
[0039]微處理器通過監(jiān)測各條經(jīng)線和瑋線中的電流變化情況檢測出哪個應(yīng)變式壓力傳感器受到了壓力，得到該應(yīng)變式壓力傳感器所在的經(jīng)線和瑋線編號，進(jìn)而實現(xiàn)定位；
[0040]并且，如果有連續(xù)多條經(jīng)線和連續(xù)多條瑋線檢測到電流變化時，則定位到該區(qū)域的壓力最大點(diǎn)位置，即電流變化最大的經(jīng)線和瑋線交點(diǎn)位置，得到此處應(yīng)變式壓力傳感器所在的經(jīng)線和瑋線編號，進(jìn)而實現(xiàn)定位。
[0041]應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。另外，所要求保護(hù)的主題的所有組合都被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。
[0042]結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發(fā)明教導(dǎo)的前述和其他方面、實施例和特征。本發(fā)明的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的【具體實施方式】的實踐中得知。
【附圖說明】
[0043]附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標(biāo)號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標(biāo)記?，F(xiàn)在，將通過例子并參考附圖來描述本發(fā)明的各個方面的實施例，其中:
[0044]圖1是說明根據(jù)本發(fā)明某些實施例的壓力感應(yīng)墊的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖2是說明根據(jù)本發(fā)明某些實施例的壓力感應(yīng)墊的內(nèi)部由經(jīng)線和瑋線構(gòu)成的網(wǎng)狀排布結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0046]圖3是說明根據(jù)本發(fā)明某些實施例的壓力感應(yīng)墊的內(nèi)部由經(jīng)線和瑋線構(gòu)成的網(wǎng)狀排布結(jié)構(gòu)的另一方向示意圖。
[0047]圖4是說明利用本發(fā)明某些實施例的壓力感應(yīng)墊實現(xiàn)定位的原理示意圖。
[0048]圖5是說明根據(jù)本發(fā)明某些實施例的壓力感應(yīng)墊的定位系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0049]為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說