专利名称：定位数据传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线定位技术领域，尤其涉及一种定位数据传感器。
背景技术：
随着国民经济的不断增长，工业自动化生产的需求也日趋增长，煤矿工业相应取得了较大的发展，但是煤矿重大、特大事故时有发生，社会及各级政府对煤矿安全生产问题越来越重视。在煤矿发生事故时，为了能够高效的对井下矿工实施救援，就需要准确的知道矿工所处的位置。目前，一般采用Nordic、TI等433MHz/2. 4GHz无线芯片，构成O-1Odbm射频功率的RFID读卡器、定位标签；RFID读卡器按照实际需要的管理区间分布安装于巷道顶部或侧边，并通过现场总线或无线网络与控制中心连接，当井下矿工携带定位标签经过RFID读卡器时，系统自动识别标签，并进行记录与回传控制中心显示。上述方式存在以下不足1、仅实现区域模糊定位，即仅能识别人员在识别区域内，例如读卡器前后60米范围内，均只能提供“人员是否存在”的信息；2、上述方式属于 RSSI (Received Signal Strength Indication、信号强度指不)定位方式，RSSI定位存在不确定性,一般通过定向天线的方式粗略判断人员离读卡器的距离，但是由于RSSI的不确定性及易受干扰性，特别是在环境变化较大、人员增多的情况下，RSSI无法进行精确指示；3、只能确定巷道内存在多少人员，而不能确定实际的位置，这给突发情况带来了难以预测的工作量，尤其在分布点较多的情况下，直接影响到应急决策。

实用新型内容在下文中给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本实用新型提供一种定位数据传感器，用以提高无线定位的准确性。本实用新型提供一种定位数据传感器，包括CSS (Chirp Spread Spectrum,线性调频扩频)射频模块,用于通过通信信号发射定位信息，所述定位信息包括发射所述定位信息的时间信息；还用于通过所述通信信号接收待定位体上的定位标签根据所述定位信息发送的定位反馈信息；总线驱动器，与所述CSS射频模块电连接，用于对所述通信信号的信号功率进行放大或减小；微处理器，与所述总线驱动器电连接，用于根据所述定位信息及定位反馈信息获知所述待定位体的位置坐标。本实用新型提供的定位数据传感器，采用CSS射频模块进行定位信息的发射及定位反馈信息的接受，CSS射频模块基于TOA (Time Of Arrival,到达时间)的解算机制,提高了定位精度，保证了无线定位的准确性。

参照
以下结合附图对本实用新型实施例的说明，会更加容易地理解本实用新型的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本实用新型的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图1为本实用新型实施例一提供的定位数据传感器的原理图。附图标记说明 第一线性稳压器-1 ；第二线性稳压器-2 ；第一总线驱动器-3 ；CSS射频模块-4; 收发天线-5;第二总线驱动器-6;USB 接口 -8;串口 -9;JTAG 接口 -10;SPI/USART 接口 -11 ;微处理器-12。
具体实施方式
下面参照附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。图1为本实用新型实施例一提供的定位数据传感器的原理图，如图1所示，本实施例的定位数据传感器包括CSS射频模块4，用于通过通信信号发射定位信息，定位信息包括发射定位信息的时间信息；还用于通过通信信号接收待定位体上的定位标签根据定位信息发送的定位反馈信息；总线驱动器，与CSS射频模块4电连接，用于对通信信号的信号功率进行放大或减小；微处理器12，与总线驱动器电连接，用于根据定位信息及定位反馈信息获知待定位体的位置坐标。上述方案的定位数据传感器，采用CSS射频模块4进行定位信息的发射及定位反馈信息的接受，CSS射频模块4基于到达时间(TOA)的解算机制，提高了定位精度，保证了无线定位的准确性。在实际使用中，该定位数据传感器固定安装在已知坐标的位置，根据实际使用的需要，可以在多个已知坐标的位置处分别设置一个定位数据传感器。该定位数据传感器与待定位体(本文中的待定位体可以指佩戴定位标签的任何人员)上的定位标签进行通讯。当待定位体携带定位标签在该定位数据传感器的识别区域内移动时，CSS射频模块4由收发天线5通过通信信号发射定位信息，定位信息包括发射定位信息的时间信息；相应的，待定位体上的定位标签接收到定位信息，并根据定位信息发送定位反馈信息，CSS射频模块4接收到定位反馈信息，微处理器12根据定位信息及定位反馈信息中相应的时间信息来计算获得定位标签所处的具体位置。该定位数据传感器还可以将计算出来的具体位置传送给相应的监控设备。其中，微处理器12还用于跟外界其他设备(例如上位机)进行数据交换控制，将获得的具体位置发送给外界其他设备，并对该定位数据传感器的工作进行控制，通过嵌入式程序配置CSS射频模块4的参数，例如通信模式的选择，通信带宽的控制等。因微处理器12的数据/地址/控制总线端口的负载驱动能力都是一定的限制，为了防止负载超过负载能力而出现故障，则设置总线驱动器来对通信信号的功率进行相应的放大或减小操作。进一步地，基于上述实施例，为了使该定位数据传感器可以在矿井下或户外长时间稳定的工作，因此设置了专门的供电单元，来与CSS射频模块4及微处理器12电连接，以对CSS射频模块4及微处理器12进行供电。其中，该供电单元具有自关断(保护)功能，可以保护微处理器12和CSS射频模块4的工作稳定。进一步地,基于上述实施例,供电单元为直流供电单元,该直流供电单元包括第一线性稳压器I和第二线性稳压器2，第一线性稳压器I与CSS射频模块4电连接，第二线性稳压器2与微处理器12电连接。直流电分别经过第一线性稳压器I和第二线性稳压器2，由第一线性稳压器I和第二线性稳压器2对直流电进行处理，可以保证对CSS射频模块4及微处理器12提供的相应电压的稳定性，进而保证CSS射频模块4及微处理器12的工作效率及质量。进一步地，基于上述实施例，为了使该定位数据传感器可以与外部其他设备例如上位机进行通信，则微处理器还至少电连接有SPI/USART(Serial Peripheral Interface,串行夕卜设接口/Universal Synchronous / Asynchronous Receiver/Transmitter,通用同步/异步串行接收/发送器)接口 11、JTAG (Joint Test Action Group,联合测试行动小组)接口 10、串口 9或USB (Universal Serial BUS，通用串行总线)接口 8中的至少一种接口，用于与上位机通信。进一步地，基于上述实施例，在本实施例中总线驱动器可以设置为两个，分别为第一总线驱动器3和第二总线驱动器6。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种定位数据传感器，其特征在于，包括CSS射频模块，用于通过通信信号发射定位信息，所述定位信息包括发射所述定位信息的时间信息；还用于通过所述通信信号接收待定位体上的定位标签根据所述定位信息发送的定位反馈信息；总线驱动器，与所述CSS射频模块电连接，用于对所述通信信号的功率进行放大或减微处理器，与所述总线驱动器电连接，用于根据所述定位信息及定位反馈信息获知所述待定位体的位置坐标。
2.根据权利要求1所述的定位数据传感器，其特征在于，还包括供电单元，所述供电单元分别与所述CSS射频模块及所述微处理器电连接。
3.根据权利要求2所述的定位数据传感器，其特征在于，所述供电单元为直流供电单元，所述直流供电单元包括第一线性稳压器和第二线性稳压器，所述第一线性稳压器与所述CSS射频模块电连接，所述第二线性稳压器与所述微处理器电连接。
4.根据权利要求1-3任一所述的定位数据传感器，其特征在于，所述微处理器还至少电连接有SPI / USART接口、JTAG接口、串口或USB接口中的至少一种接口，用于与上位机通信。
5.根据权利要求1-3任一所述的定位数据传感器，其特征在于，所述总线驱动器共设置有两个。
专利摘要本实用新型提供一种定位数据传感器，包括CSS射频模块，用于通过通信信号发射定位信息，所述定位信息包括发射所述定位信息的时间信息；还用于通过所述通信信号接收待定位体上的定位标签根据所述定位信息发送的定位反馈信息；总线驱动器，与所述CSS射频模块电连接，用于对所述CSS射频模块与微处理器的通信信号进行放大或减小；微处理器，与所述总线驱动器电连接，用于根据所述定位信息及定位反馈信息获知所述待定位体的位置坐标。该定位数据传感器，采用CSS射频模块进行精确定位和数据传输，CSS射频模块采用了基于到达时间(TOA)的解算机制，提高了定位精度，保证了无线定位的准确性。
文档编号G01S5/00GK202854328SQ20122049671
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者支勇, 支涛, 赖泓炜 申请人:北京英维思科技有限公司