基于漏泄通訊電纜信號衰減差值的位移定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及基于漏泄通訊電纜信號衰減差值的位移定位系統(tǒng)，包括上位機、已知長度的漏泄通訊電纜L和移動站，所述漏泄通訊電纜L的兩端連接第一基站和第二基站，所述移動站沿漏泄通訊電纜L移動；并通過漏泄通訊電纜L與第一基站和第二基站射頻通訊，或由所述漏泄通訊電纜L兩端的第一基站和第二基站發(fā)送相同信號強度的射頻信號，由移動站接收。本實用新型通過同一信號進入漏泄通訊電纜L傳輸?shù)絻啥水a生不同的衰減值，利用其接收信號強度容易測量，其衰減值差值與傳輸距離正相關的特性，分析計算出移動站和基站之間的精確距離，實現(xiàn)封閉巷道的實時精確定位，完全免除了讀卡器的安裝，簡化了系統(tǒng)，減少了安裝工作量和后期維護工作量，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【專利說明】基于漏泄通訊電纜信號衰減差值的位移定位系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及位移傳感定位領域，尤其是一種基于射頻漏泄通訊技術的位移傳感定位系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，傳統(tǒng)的封閉巷道位置定位系統(tǒng)絕大部分采用在定位線路上，各個定位點安裝射頻讀卡器，移動目標攜帶射頻標示卡，在讀卡器信號范圍內進行門禁式定位，此類定位技術需要大量安裝讀卡器，工作量大，后期的維護工作量大，系統(tǒng)故障率高，覆蓋區(qū)域有限，盲區(qū)多。中國專利CN202614244U公開了一種基于漏泄通訊電纜射頻通訊技術的位移傳感定位系統(tǒng)及方法，該技術采用往返兩根漏泄通訊電纜利用信號往返飛行時間測定距離實現(xiàn)定位。該技術雖能實現(xiàn)全程精確定位，但對移動站自身的晶振和電氣性能要求高，成本較聞。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種基于漏泄通訊技術的巷道內運動物體位移定位系統(tǒng)，其無需在定位線路上安裝讀卡器、優(yōu)于傳統(tǒng)讀卡器門禁定位方式，又異于用往返兩根漏泄通訊電纜，利用漏泄通訊電纜上射頻信號傳輸?shù)墓β仕p量與其固定頻率纜上傳輸衰減系數(shù)和傳輸距離相關的物理特性。經比較計算漏泄通訊兩端的衰減值確定移動站位置信息，系統(tǒng)結構簡單、技術實現(xiàn)方便、穩(wěn)定性強、定位精度聞。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案:基于漏泄通訊電纜信號衰減差值的位移定位系統(tǒng)，包括上位機、已知長度的漏泄通訊電纜L和移動站，所述漏泄通訊電纜L的兩端連接第一基站和第二基站，所述移動站沿漏泄通訊電纜L移動；并通過漏泄通訊電纜L與第一基站和第二基站射頻通訊，或由所述漏泄通訊電纜L兩端的第一基站和第二基站發(fā)送相同信號強度的射頻信號，由移動站接收；每兩個基站和一根已知長度漏泄通訊電纜L形成定位通訊子單元，所述上位機通過通訊電纜或光纖與若干個子單元連接通訊。若干個所述子單元采用串聯(lián)或并聯(lián)連接。
[0005]所述第一、二基站和移動站內均設置數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊，所述數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊連接。
[0006]所述漏泄通訊電纜L是在射頻同軸電纜屏蔽層每隔一定距離開槽或孔，以使纜上射頻信號與外界通過漏泄窗口相互通訊，漏泄信號沿纜方向根據(jù)開孔的間隔距離，進行連續(xù)漏泄通訊，或每間隔一段距離漏泄通訊。
[0007]該位移定位系統(tǒng)的定位方法，包括以下步驟:
[0008]I)、移動站沿漏泄通訊電纜L移動并向漏泄通訊電纜L發(fā)送射頻信號，射頻信號經過空間耦合在定位點D處進入漏泄通訊電纜L后，分別向纜兩端的第一基站和第二基站傳送并被兩者接收；向兩端傳輸前在漏泄通訊電纜L上的D處的射頻信號為同一個信號和同一個信號強度，在達到第一基站和第二基站時的射頻信號強度因距離不同產生差值，分別記為A (db)和B (db);系統(tǒng)通過第一基站和第二基站測得其收發(fā)信號強度值并計算差值；
[0009]2)、由于衰減系數(shù)一定，信號在同一根纜上的傳輸衰減值與傳輸長度正相關，纜長L 一定，因此射頻信號從D到第一基站和從D到第二基站的傳輸衰減值之間的差值也就是A(db)-B (db)，此差值與移動站所在定位點D處到兩端第一基站和第二基站之間距離的差值成正比；系統(tǒng)通過比較和運算，確定移動站所在D處的位置，實現(xiàn)對移動站的定位。
[0010]進一步:所述步驟2中，當A (db)-B (db)的差值接近0，D的位置接近纜中間點，移動站到兩端之間距離差值為O;當A (db)-B (db)的差值最大，移動站位置在第一基站端；當A (db)-B (db)的差值最小負值,移動站位置在第二基站端；通過計算A (db)-B (db)的差值與該射頻信號在纜上傳輸衰減系數(shù)的比值，系統(tǒng)確定定位點D距離兩端基站距離的差值，以確定定位點D的位置。
[0011]本實用新型的系統(tǒng)也可以由兩端基站發(fā)送相同信號強度的射頻信號，由移動站接收并進行信號強度差值計算，同理獲得位置信息后發(fā)送至系統(tǒng)和上位機。
[0012]由上述技術方案可知:本實用新型較讀卡器的定位方式有明顯的優(yōu)勢，能實現(xiàn)全線平滑實時定位，并完全免除了讀卡器的安裝，簡化了系統(tǒng)，減少了安裝工作量和后期維護工作量，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。與CN202614244U公開的技術方案相比，本實用新型結構更簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定性強、定位精度更高、更方便、成本更低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結構示意圖；
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本實用新型的系統(tǒng)包括上位機1、已知長度的漏泄通訊電纜L4和移動站5，漏泄通訊電纜L4兩端連接第一基站2和第二基站3，移動站5沿漏泄通訊電纜L4移動；并通過漏泄通訊電纜L與第一基站2和第二基站3射頻通訊；所述第一基站與上位機通τΗ ο
[0015]第一基站2、第二基站3和移動站5內均設置數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊電連接。移動站5與第一基站2、第二基站3只通過漏泄通訊電纜L4通訊，不直接通過空間傳輸通訊。每兩個基站和一根已知長度漏泄通訊電纜L4形成定位通訊子單元，上位機通過通訊電纜或光纖與若干子單元連接通訊。各子單元可串聯(lián)也可并聯(lián)，上位機與子單元的基站通過通訊電纜或光纖連接通訊，形成定位通訊系統(tǒng)。
[0016]所述漏泄通訊電纜L是在射頻同軸電纜屏蔽層每隔一定距離開槽或孔或其他形狀窗口，以使纜上射頻信號與外界通過漏泄窗口相互通訊，漏泄信號沿纜方向根據(jù)開孔的間隔距離，可以是連續(xù)漏泄通訊也可以是每間隔一段距離漏泄通訊。
[0017]在第一基站和第二基站之間的移動站C沿漏泄纜L移動，在定位點D處，其向漏泄通訊電纜L4上發(fā)送一個射頻信號f，經過空間耦合信號在定位點D處進入漏泄通訊電纜L4后繼續(xù)分別向兩端第一基站2和第二基站3傳輸。設第一基站2和第二基站3分別為A點和B點，那么到達A和B點時接收信號強度值分別設為A(db)、B (db)。由于該射頻信號在漏泄通訊電纜L4上的傳輸衰減系數(shù)(即百米衰減值)一定，漏泄通訊電纜L4上傳輸衰減值與傳輸距離成正比。該信號進入纜后向兩端傳輸經過不同距離到達A、B點產生不同的衰減值，由于該信號在耦合進入纜上之前為同一個信號且同一個信號強度，因此只需測定比較該信號到達第一基站2和第二基站3時的接收信號強度并進行比較運算信號差值，根據(jù)同樣條件下信號在纜上衰減的差值與其傳輸距離差值成正相關，即可確定移動站5所在定位點D的位置，實現(xiàn)系統(tǒng)對移動站的通訊定位。即當A (db)-B (db)的差值接近O，D的位置接近纜中間點，其到兩端之間距離差值為O;當A (db)-B (db)的差值最大，其位置在A端；當A (db) -B (db)的差值最小為負,其位置在B端；通過A (db) -B (db)的差值與該信號在纜上傳輸衰減系數(shù)的比值，系統(tǒng)即可確定定位點D距離兩端距離差值，以確定D點的位置，實現(xiàn)系統(tǒng)對移動站的位移定位。
[0018]本實用新型也可由所述漏泄通訊電纜L兩端的第一基站和第二基站發(fā)送相同信號強度的射頻信號，由移動站接收。計算方法類同，在此不再贅述。
[0019]總之，本實用新型通過同一信號進入漏泄通訊電纜L傳輸?shù)絻啥水a生不同的衰減值，利用其接收信號強度容易測量，其衰減值差值與傳輸距離正相關的特性，分析計算出移動站和基站之間的精確距離，實現(xiàn)封閉巷道的實時精確定位，完全免除了讀卡器的安裝，簡化了系統(tǒng)，減少了安裝工作量和后期維護工作量，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0020]上述僅為本實用新型的實施例而已，對本領域的技術人員來說，本實用新型有多種更改和變化。凡在本實用新型的發(fā)明思想和原則之內，作出任何修改，等同替換，改進等，均應包括在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.基于漏泄通訊電纜信號衰減差值的位移定位系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括上位機、已知長度的漏泄通訊電纜L和移動站，所述漏泄通訊電纜L的兩端連接第一基站和第二基站，所述移動站沿漏泄通訊電纜L移動；并通過漏泄通訊電纜L與第一基站和第二基站射頻通訊，或由所述漏泄通訊電纜L兩端的第一基站和第二基站發(fā)送相同信號強度的射頻信號，由移動站接收；每兩個基站和一根已知長度漏泄通訊電纜L形成定位通訊子單元，所述上位機通過通訊電纜或光纖與若干個子單元連接通訊。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于漏泄通訊電纜信號衰減差值的位移定位系統(tǒng)，其特征在于:若干個所述子單元采用串聯(lián)或并聯(lián)連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于漏泄通訊電纜信號衰減差值的位移定位系統(tǒng)，其特征在于:所述第一、二基站和移動站內均設置數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊，所述數(shù)據(jù)處理芯片和射頻收發(fā)模塊連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于漏泄通訊電纜信號衰減差值的位移定位系統(tǒng)，其特征在于:所述漏泄通訊電纜L是在射頻同軸電纜屏蔽層每隔一定距離開槽或孔，以使纜上射頻信號與外界通過漏泄窗口相互通訊，漏泄信號沿纜方向根據(jù)開孔的間隔距離，進行連續(xù)漏泄通訊，或每間隔一段距離漏泄通訊。
【文檔編號】G01S5/06GK203422469SQ201320430599
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年7月19日 優(yōu)先權日:2013年7月19日
【發(fā)明者】譚卓英, 童建偉 申請人:童建偉