一種目標(biāo)定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及定位【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；射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻反饋信號；射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置向射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻能量補(bǔ)充信號；射頻標(biāo)簽采集射頻能量補(bǔ)充信號的能量作為工作電源；射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置作為射頻反饋信號的接收裝置，用于將接收的射頻反饋信號中的內(nèi)容信息及該射頻反饋信號的接收時間信息上報給定位裝置。本實用新型的目標(biāo)定位系統(tǒng)中的射頻標(biāo)簽的定位距離得到提升。
【專利說明】一種目標(biāo)定位系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及定位【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)是指用于對特定的人員、物資等目標(biāo)進(jìn)行定位的系統(tǒng)。常見的定位 系統(tǒng)包括GPS定位系統(tǒng)以及基于射頻技術(shù)對目標(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)對應(yīng)的射頻標(biāo)簽以及射頻標(biāo) 簽讀寫器。根據(jù)標(biāo)簽中是否具有電源模塊又將射頻標(biāo)簽分為主動射頻標(biāo)簽及被動射頻標(biāo) 簽，對于主動射頻標(biāo)簽來說其定位距離較遠(yuǎn)，但價格比較昂貴，使用不便，因此在有些應(yīng)用 場合中需要采用采用被動射頻標(biāo)簽進(jìn)行目標(biāo)定位。
[0004] 利用包含有被動標(biāo)簽的定位系統(tǒng)實現(xiàn)目標(biāo)定位的方法為：1、射頻標(biāo)簽讀寫器通過 無線信道向被動射頻標(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 位的被動射頻標(biāo)簽的地址；2、被動射頻標(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；3、射頻標(biāo)簽讀寫器接收所述射頻反饋信號，并將射頻反饋信號內(nèi)容及射頻讀寫器 的接收時間信息發(fā)送給定位裝置。定位裝置可以根據(jù)三角定位原理，利用多個處于不同位 置的射頻標(biāo)簽讀寫器分別上報的射頻反饋信號接收時間信息，計算出欲定位的被動標(biāo)簽的 位置，其中多個射頻標(biāo)簽讀寫器分別上報的射頻反饋信號接收時間信息是該多個射頻標(biāo)簽 讀寫器接收同一個射頻標(biāo)簽發(fā)送的同一個射頻反饋信號時各自的計時器時間信息。
[0005] 上述利用包含有被動射頻標(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，因為射頻標(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的信號強(qiáng)度，從而導(dǎo)致包含被動射頻標(biāo)簽的定 位系統(tǒng)定位距離比較有限。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型的目的在于提供一種目標(biāo)定位系統(tǒng)，以解決上述的問題。
[0007] 在本實用新型的實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)射裝置通過自身的電路向所述射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻位 置讀取信號；所述射頻標(biāo)簽在接收到該射頻位置讀取信號后發(fā)射射頻反饋信號；所述射頻 反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置通過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；所 述射頻標(biāo)簽采集所述射頻能量補(bǔ)充信號的能量作為工作電源；所述射頻反饋信號接收與能 量補(bǔ)充裝置作為所述射頻反饋信號的接收裝置，用于將接收的所述射頻反饋信號中的內(nèi)容 信息及該射頻反饋信號的接收時間信息上報給所述定位裝置。
[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輸入接 口相連接。
[0009] 優(yōu)選地，所述射頻反饋信號接收與能量補(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輸入接口與所述射頻接收解調(diào)電路的模擬基帶信號輸出接口相連 接。
[0010] 優(yōu)選地，所述射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置還包括計時器電路，所述計時器 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、工作頻段為第 二頻段的第二射頻天線、射頻信號解調(diào)電路、處理器電路及能量補(bǔ)充電路；所述射頻信號解 調(diào)電路的射頻輸入信號接口與所述第一射頻天線相連接，所述射頻信號解調(diào)電路的數(shù)字?jǐn)?shù) 據(jù)輸出信號接口與所述處理器電路的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入信號接口連接；所述能量補(bǔ)充電路的射 頻信號輸入接口與所述第二射頻天線連接，所述能量補(bǔ)充電路的電源輸出信號接口與所述 處理器電路的電源輸入信號接口連接。
[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及所述能量存儲和穩(wěn)壓電路連接，所述能量 存儲和穩(wěn)壓電路的電源輸出信號接口與所述處理器電路的電源輸入信號接口連接。
[0013] 優(yōu)選地，所述射頻標(biāo)簽還包括射頻開關(guān)電路；所述射頻開關(guān)電路包括：天線信號 接口、輸入控制信號接口和接地信號接口；所述輸入控制信號與所述處理器電路的控制輸 出信號連接，所述天線信號接口通過射頻微帶線與所述第一射頻天線連接，所述接地信號 接口連接電路地信號。
[0014] 優(yōu)選地，所述射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置的數(shù)量為多個。
[0015] 本實用新型實施例提供的目標(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 信號接收與能量補(bǔ)充裝置，且射頻能量補(bǔ)充信號與射頻標(biāo)簽發(fā)射的射頻反饋信號處于不同 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，增加的射頻反饋信號接收與 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，從而為射頻標(biāo)簽補(bǔ)充發(fā)射射頻反饋 信號所需的能量，由此可以提高射頻標(biāo)簽發(fā)射的射頻反饋信號的信號強(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。

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[0020] 下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0021] 本實用新型實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通過自身的 電路向射頻標(biāo)簽4發(fā)射射頻位置讀取信號；射頻標(biāo)簽4在接收到該射頻位置讀取信號后發(fā) 射射頻反饋信號；射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3通過自身的電路向射頻標(biāo)簽4發(fā)射 射頻能量補(bǔ)充信號；射頻標(biāo)簽4采集其接收的射頻能量補(bǔ)充信號的能量作為工作電源；射 頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3作為該射頻反饋信號的接收裝置，用于將接收射頻反饋 信號中的內(nèi)容信息及該射頻反饋信號的接收時間信息通過局域網(wǎng)上報給定位裝置1，定位 裝置1可以根據(jù)三角定位原理，利用多個射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3分別上報的 射頻反饋信號接收時間信息，計算出欲定位的射頻標(biāo)簽4的位置，其中多個射頻反饋信號 接收與能量補(bǔ)充裝置3分別上報的射頻反饋信號接收時間信息是該多個射頻反饋信號接 收與能量補(bǔ)充裝置3接收同一個射頻標(biāo)簽發(fā)送的同一個射頻反饋信號時各自的時間信息。
[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，射頻反饋信號接收與能量補(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，從而為射頻標(biāo)簽4補(bǔ)充發(fā)射射頻反饋信號所需的能量，由此可以提高射頻標(biāo)簽4 發(fā)射的射頻反饋信號的信號強(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)射的射頻反饋信號的信號強(qiáng)度增強(qiáng)，能夠接收到射頻標(biāo)簽4發(fā) 射的射頻反饋信號的射頻反饋信號接收與能量補(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)簽射頻反饋信號到達(dá)時間信息數(shù)量也增加，從而該定位系統(tǒng)的定位 精度也獲得提升。
[0024] 基于本實用新型實施例提供的目標(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 法可以實現(xiàn)對特定人、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 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通過自身的電路向射頻標(biāo) 簽4發(fā)射射頻位置讀取信號，其中，在發(fā)射的射頻位置讀取信號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，具體實現(xiàn)時，包含射頻標(biāo)簽地址的射頻位置讀取信號可以采 用表1所示的位置讀取數(shù)據(jù)包的格式實現(xiàn)，該數(shù)據(jù)包包括的字段有：數(shù)據(jù)包類型（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)包編號及數(shù)據(jù)校驗。
[0026] 表1射頻位置讀取數(shù)據(jù)包
[0027] 數(shù)據(jù)包類型I目標(biāo)射頻標(biāo)簽地址|數(shù)據(jù)包編號 |數(shù)據(jù)校驗
[0028] 上述定位裝置1還用于觸發(fā)射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3通過自身的電路 向射頻標(biāo)簽4發(fā)射射頻能量補(bǔ)充信號；并根據(jù)射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3上報的 射頻標(biāo)簽4的射頻反饋信號內(nèi)容信息以及射頻反饋信號的接收時間信息確定目標(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，當(dāng)射頻位置讀取信號中所攜帶的射頻 標(biāo)簽地址與自身地址匹配時，發(fā)射射頻反饋信號，其在接收到上述的射頻能量補(bǔ)充信號時， 通過射頻能量補(bǔ)充信號補(bǔ)充自身存儲電路的電源，其中射頻標(biāo)簽4發(fā)射的射頻反饋信號中 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可以采用表2所示 的射頻反饋數(shù)據(jù)包的格式實現(xiàn)，其包括的字段有：數(shù)據(jù)包類型（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)包編號及 數(shù)據(jù)校驗。
[0030] 表2射頻反饋數(shù)據(jù)包
[0031] 數(shù)據(jù)包類型I射頻標(biāo)簽地址 |數(shù)據(jù)包編號 |數(shù)據(jù)校驗
[0032] 該系統(tǒng)中增加的射頻反饋信號接收與能量補(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，并根據(jù)該射頻反饋信號中的內(nèi)容信息和射頻反饋信號接收時時的本地計時 器計時信息生成監(jiān)聽數(shù)據(jù)包，通過監(jiān)聽數(shù)據(jù)包將射頻標(biāo)簽4的射頻反饋信號中的內(nèi)容信息 和射頻反饋信號的接收時間信息發(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。
[0033] 對于本實用新型實施例的目標(biāo)定位系統(tǒng)，以下將結(jié)合附圖進(jìn)一步說明系統(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)信號接口相連接；第一數(shù)據(jù)收發(fā)電路24的模擬 基帶信號發(fā)送接口與射頻調(diào)制發(fā)射電路22的模擬基帶信號輸入接口相連接。
[0035] 上述射頻指令發(fā)射裝置2通過以太網(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通過以太網(wǎng)接口 23接入到局域網(wǎng)中，并通過局域網(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，并通過該電路的射頻天線發(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)信號接口相連接；第二數(shù)據(jù)收發(fā)電路34的模擬 基帶信號輸入接口與射頻接收解調(diào)電路32的模擬基帶信號輸出接口相連接。
[0039] 射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3通過以太網(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，并將該射頻反饋信號解調(diào)為基帶數(shù)字信號，發(fā)送給數(shù)據(jù)收發(fā)電路34。數(shù)據(jù)收發(fā)電 路34通過以太網(wǎng)接口 33向定位裝置1發(fā)送監(jiān)聽信號。工作頻段為第二頻段的能量信號發(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，以通過射頻能量補(bǔ) 充信號為射頻標(biāo)簽4提供能量補(bǔ)充。
[0040] 如圖3所示，射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3中還包括計時器電路35,計時器 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向射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3中發(fā)射計時器標(biāo)定信 號，具體地，該計時器標(biāo)定信號可以采用表3中所示的計時器標(biāo)定指令數(shù)據(jù)包的格式實現(xiàn)， 其包括的字段有：數(shù)據(jù)包類型、數(shù)據(jù)包編號及數(shù)據(jù)校驗。
[0042] 表3計時器標(biāo)定指令數(shù)據(jù)包
[0043] 數(shù)據(jù)包類型~|數(shù)據(jù)包編號|數(shù)據(jù)校驗
[0044] 射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3用于接收射頻標(biāo)簽4發(fā)射的射頻反饋信號以 及射頻指令發(fā)射裝置2發(fā)射的計時器標(biāo)定信號，并根據(jù)接收到的射頻反饋信號及射頻反饋 信號到達(dá)時間信息以及計時器標(biāo)定信號生成射頻反饋信號監(jiān)聽數(shù)據(jù)包，具體地，該射頻反 饋信號監(jiān)聽數(shù)據(jù)包可以采用表4所示的格式實現(xiàn)，其包括的字段有：數(shù)據(jù)包類型、射頻標(biāo)簽 地址、數(shù)據(jù)包編號、本地計時器值及數(shù)據(jù)校驗。
[0045] 表4射頻反饋信號（或標(biāo)定指令）監(jiān)聽數(shù)據(jù)包
[0046] 數(shù)據(jù)包類|射頻標(biāo)簽地址|數(shù)據(jù)包編號|本地計時器值|數(shù)據(jù)校驗 型
[0047] 當(dāng)射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3接收到射頻標(biāo)簽發(fā)射的射頻反饋信號時， 射頻反饋信號監(jiān)聽數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)包類型字段取值與表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)包編號字段。射頻反饋信號接 收與能量補(bǔ)充裝置3將生成的射頻反饋信號監(jiān)聽數(shù)據(jù)包發(fā)送至定位裝置1，由定位裝置1根 據(jù)監(jiān)聽數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)測算出目標(biāo)體的位置。
[0048] 當(dāng)射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3接收到計時器標(biāo)定信號時，生成標(biāo)定指令 監(jiān)聽數(shù)據(jù)包并發(fā)送給定位裝置1，標(biāo)定指令監(jiān)聽數(shù)據(jù)包格式也由表4描述。其中在標(biāo)定指令 監(jiān)聽數(shù)據(jù)包中，數(shù)據(jù)包類型字段與接收到的表3描述的計時器標(biāo)定指令數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)包 類型字段取值相同，射頻標(biāo)簽地址取值為全零，數(shù)據(jù)包編號字段取值為計時器標(biāo)定指令數(shù) 據(jù)包的數(shù)據(jù)包編號字段。
[0049] 為及時有效地為設(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 接收與能量補(bǔ)充裝置3 -般設(shè)置為多個，然而在同一時刻不同射頻反饋信號接收與能量補(bǔ) 充裝置3中的計時器取值可能并不完全相同，即各個計時器的讀取值之間存在差值，造成 該差值的原因主要有兩個，一是射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3中的計時器在同一時 刻存在固有計時差值；二是射頻指令發(fā)射裝置2到各個射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置 3的空間距離不同造成數(shù)據(jù)傳輸延遲差值。由于射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3的各 個計時器讀取值之間存在固有計時差值，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，需確定同一時刻不同射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充 裝置3中的計時器的讀取值的固有計時差值，由于射頻指令發(fā)射裝置2和射頻反饋信號接 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量獲得，從而使得由于射頻 指令發(fā)射裝置2到各個射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3之間的空間距離不同造成的數(shù) 據(jù)傳輸差異為可測固定值。由各個標(biāo)定指令監(jiān)聽數(shù)據(jù)包的本地計時器差值，扣除由于射頻 指令發(fā)射裝置2和射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3的空間距離不同造成的監(jiān)聽數(shù)據(jù)包 的本地計時器數(shù)據(jù)傳輸延遲差異，可得出各射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3在同一時 刻的本地計時器固有取值差異。定位裝置1在進(jìn)行目標(biāo)體定位時，根據(jù)各個射頻反饋信號 接收與能量補(bǔ)充裝置3接收到的射頻反饋信號的本地計時器讀取值，扣除多個射頻反饋信 號接收與能量補(bǔ)充裝置3本地計時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 與各個射頻反饋信號接收與能量反饋裝置的信號傳輸延遲差異，進(jìn)而利用三角定位算法估 計目標(biāo)射頻標(biāo)簽4的位置。
[0051] 如圖4示出了本實用新型實施例中射頻標(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41、工作頻段 為第二頻段的第二射頻天線44、射頻信號解調(diào)電路42、處理器電路43及能量補(bǔ)充電路45 ; 射頻信號解調(diào)電路42的射頻輸入信號接口與第一射頻天線41相連接，射頻信號解調(diào)電路 42的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出信號接口與處理器電路43的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入信號接口連接；能量補(bǔ)充電 路45的射頻信號輸入接口與第二射頻天線44連接；能量補(bǔ)充電路45的電源輸出信號接口 與處理器電路43的電源輸入信號接口連接。
[0053] 第一射頻天線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，射頻信 號解調(diào)電路42將接收的射頻位置讀取信號解調(diào)為基帶數(shù)字信號發(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41的輸入阻抗發(fā)生變化，從而將射頻位置讀取信號調(diào)制在第一射頻天線41發(fā)射 的射頻反饋信號中。
[0054] 進(jìn)一步地，在射頻標(biāo)簽4中還包括射頻開關(guān)電路46 ;射頻開關(guān)電路46包括：天線 信號接口、輸入控制信號接口和接地信號接口；輸入控制信號與處理器電路43的控制輸出 信號連接，天線信號接口通過射頻微帶線與第一射頻天線41連接，接地信號接口連接電路 地信號。當(dāng)處理器電路43接收的基帶數(shù)字信號中的射頻地址與自身地址比較一致時，處理 器電路43通過射頻開關(guān)電路46開關(guān)狀態(tài)的變化，令第一射頻天線41的輸入阻抗發(fā)生變 化。
[0055] 第二射頻天線44用于接收射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3發(fā)射的射頻能量 補(bǔ)充信號，并通過能量補(bǔ)充電路45進(jìn)行能量的存儲。
[0056] 為實現(xiàn)電量的存儲，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44及能量存儲和穩(wěn)壓電 路452連接，能量存儲和穩(wěn)壓電路452的電源輸出信號接口與處理器電路43的電源輸入信 號接口連接，其中，電壓放大與整流電路將第二射頻天線44接收的射頻能量補(bǔ)充信號的信 號電壓放大并整流，將整流后的直流電源存儲在能量存儲和穩(wěn)壓電路452中，以對處理器 電路43進(jìn)行供電。
[0057] 現(xiàn)有技術(shù)中對射頻標(biāo)簽4進(jìn)行定位，一般需要部署多個射頻標(biāo)簽讀寫器，多個射 頻標(biāo)簽讀寫器在發(fā)射位置讀取指令時容易產(chǎn)生干擾。而本實用新型實施例的目標(biāo)定位系統(tǒng) 僅設(shè)置一個射頻指令發(fā)射裝置2,解決了多個發(fā)射裝置相互干擾的問題。
[0058] 本實用新型實施例的目標(biāo)定位系統(tǒng)包括多個射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置 3,其可以在專門的頻段發(fā)射隨機(jī)射頻能量補(bǔ)充信號，不會對用于定位的信號的收發(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 一個頻段的射頻信號，當(dāng)數(shù)據(jù)信號較弱時，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。本實用新型實施例的目標(biāo)定位系統(tǒng)包括的射頻標(biāo)簽4,接收 兩個頻段的射頻信號，一個用于數(shù)據(jù)接收，一個用于能量補(bǔ)充，使能量的補(bǔ)充不再受到數(shù)據(jù) 信號強(qiáng)度的限制，擴(kuò)大了射頻標(biāo)簽讀寫設(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接收與能量補(bǔ)充裝置3中的本地計時器在 同一時刻的時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和射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3之間固定的相對位置，對同一時刻不同射頻反 饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3之間的計時器差異進(jìn)行標(biāo)定，解決了不同射頻反饋信號接收 與能量補(bǔ)充裝置3的本地計時器同步問題，并且使用射頻標(biāo)簽4發(fā)射的射頻反饋信號到達(dá) 不同射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置3的時間差來估計射頻標(biāo)簽4的位置，可以達(dá)到較 高的定位精度。
[0061] 以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域 的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實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)射裝置通過自身的電路向所述射頻標(biāo)簽發(fā)射射頻位置讀取信號；所述 射頻標(biāo)簽在接收到該射頻位置讀取信號后發(fā)射射頻反饋信號； 所述射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置通過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；所述射頻標(biāo)簽采集所述射頻能量補(bǔ)充信號的能量作為工作電源； 所述射頻反饋信號接收與能量補(bǔ)充裝置作為所述射頻反饋信號的接收裝置，用于將接 收的所述射頻反饋信號中的內(nèi)容信息及該射頻反饋信號的接收時間信息上報給所述定位 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輸入接口與所述射頻接收解調(diào)電路的模 擬基帶信號輸出接口相連接。
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，所述射頻反饋信號接收與能量 補(bǔ)充裝置還包括計時器電路，所述計時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、工作頻段為第二頻段的第二射頻天線、射頻信號解調(diào)電路、處理 器電路及能量補(bǔ)充電路； 所述射頻信號解調(diào)電路的射頻輸入信號接口與所述第一射頻天線相連接，所述射頻信 號解調(diào)電路的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出信號接口與所述處理器電路的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入信號接口連接；所 述能量補(bǔ)充電路的射頻信號輸入接口與所述第二射頻天線連接，所述能量補(bǔ)充電路的電源 輸出信號接口與所述處理器電路的電源輸入信號接口連接。
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 及所述能量存儲和穩(wěn)壓電路連接，所述能量存儲和穩(wěn)壓電路的電源輸出信號接口與所述處 理器電路的電源輸入信號接口連接。
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)簽還包括射頻開關(guān) 電路； 所述射頻開關(guān)電路包括：天線信號接口、輸入控制信號接口和接地信號接口； 所述輸入控制信號與所述處理器電路的控制輸出信號連接，所述天線信號接口通過射 頻微帶線與所述第一射頻天線連接，所述接地信號接口連接電路地信號。
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，所述射頻反饋信號接收與能量 補(bǔ)充裝置的數(shù)量為多個。
【文檔編號】G01S5/02GK203894405SQ201420318688
【公開日】2014年10月22日 申請日期: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, 郭再富 申請人:中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院