专利名称：基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统及其定位方法
技术领域：
本发明涉及位移传感定位领域，尤其是一种基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统及其定位方法。
技术背景
目前，传统的封闭巷道位置传感定位系统绝大部分采用在定位线路上，各个定位点安装射频读卡器，每个读卡器有不同的身份识别码；移动站上安装射频标识卡，每个标识卡也有不同的身份识别码。当移动站移动到定位点读卡器附近后，标识卡和读卡器之间实现通讯，根据读卡器和标识卡的相互识别，确定移动站的身份和位置信息，实现移动站的定位传感。这种传统的位移传感定位系统，因为需要在定位区域沿线安装定位读卡器，每个读卡器都是由复杂的集成电路和射频芯片构成，并通过线缆连接，大量安装读卡器，安装工作量大，后期的维护工作量大，系统故障率高。并且每个读卡器的信号覆盖区域有限，定位线路上只能实现信号覆盖范围内区域定位，无法实现全线路全程平滑实时定位。发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统，其无需在定位线路上安装读卡器、结构简单、系统稳定性强、能在定位线路上全线实时定位。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统，包括与上位机通讯的固定站和移动站，所述固定站设置数据处理模块和信号中继放大器，所述信号中继放大器与漏泄通讯电缆连接，所述数据处理模块与漏泄通讯电缆联通通讯；所述移动站内置射频卡和数据处理模块，移动站沿所述漏泄通讯电缆移动，并通过其内置的射频卡与漏泄通讯电缆和固定站通讯。
所述的上位机通过CAN总线或RS-485总线或双绞线或光纤或同轴电缆与固定站通信。
所述固定站的信号中继放大器与两根漏泄通讯电缆LI、L2串接，其中漏泄通讯电缆L2与所述信号中继放大器的输入端连接，漏泄通讯电缆LI与所述信号中继放大器的输出端连接；信号中继放大器内置或外置于固定站。
本发明的另一目的是提供该系统的定位方法，其步骤如下O当移动站沿漏泄通讯电缆移动时，通过其射频卡向漏泄通讯电缆L2发送定位射频信号，经缆传输到固定站将信号放大处理后由漏泄通讯电缆LI发送回移动站并被接收；2)移动站计算定位射频信号发出的时间和返回射频信号接收的时间，即运行周期总时间；移动站靠近固定站一米内发送和接收信号的运行周期总时间近似于固定站内处理开销时间，当信号只做物理中继放大不做逻辑处理，该开销时间近似为O ;移动站在沿漏泄通讯电缆任一位置发送和接收信号运行周期总时间扣除固定站内开销时间，可得到信号在漏泄通讯电缆上运行的时间；通过信号运行时间和已知速度，移动站计算获得相对于固定站的位置信息；3)将移动站位置信息的经射频信号发送至漏泄通讯电缆并传至固定站及上位机。
由上述技术方案，移动站沿漏泄通讯电缆移动过程中，其定时发射一个定位射频信号，该射频信号通过一根漏泄通讯电缆传输到中继放大器的输入端，经中继放大处理后从输出端发送到另一根漏泄通讯电缆上，沿线向空间辐射，并被移动站接收。移动站根据该定位射频信号发送和接收的时间，计算出射频信号在漏泄电缆上运行的时间，因电磁信号运行的速度已知，就能计算出移动站相对与固定站的位置距离。移动站将身份信息和计算出的位置信息再通过射频信号经漏泄通讯电缆传输到固定站，完成系统对移动站的位移传感定位。
本发明的有益效果本发明较读卡器的定位方式有明显的优势，能实现全线平滑实时定位，并完全免除了读卡器的安装，简化了系统，减少了安装工作量和后期维护工作量，提高了系统的稳定性。


图I为本发明实施例一的系统结构图；图2为本发明实施例二的系统结构图。
具体实施方式
实施例一如图I所示，本发明包括与上位机I通讯的固定站2，固定站2内设置数据处理模块和信号中继放大器，信号中继放大器输入输出端分别与一组两根的漏泄通讯电缆LI、L2连接，移动站3内设置射频卡和数据处理模块，移动站3通过射频卡和漏泄通讯电缆与固定站通讯。上位机I通过CAN总线或RS-485总线或同轴电缆或双绞线或光纤与固定站2通信。 固定站2的信号中继放大器通过其输入输出端接口与一组两根漏泄通讯电缆LI、L2连接。 移动站3沿一组漏泄通讯电缆LI、L2的线路方向移动，移动站射频卡定时发送一个定位射频信号，该定位射频信号被漏泄通讯电缆L2接收并传输到固定站信号中继放大器的输入端，经信号放大处理后由输出端发送到漏泄通讯电缆LI上并向沿线空间辐射，被沿线的移动站3接收。移动站3通过对该定位射频信号的发送和接收时间计时，经数据处理模块计算，获得移动站3相对于固定站2的线路定位距离，移动站将其身份信息和位置信息经过射频通讯发送到固定站，实现系统对移动站3的位移传感定位。
以下结合图I对本发明做进一步的说明。
固定站2连接一组射频漏泄通讯电缆L1、L2，固定站2的信号中继放大器输入端连接缆L2，输出端连接缆LI。移动站3沿射频漏泄通讯电缆LI、L2移动，其内置射频卡定时发送定位射频信号，该信号被沿线的漏泄通讯电缆L2接收并传输到信号中继放大器输入端，经信号放大后，经输出端发送至漏泄通讯电缆LI上并向沿线空间辐射信号，被移动站3 侦听接收。移动站3通过计时计算该定位射频信号的发送和接收时间，得到射频信号在缆 LI和L2上总运行的时间为Tl。已知信号在漏泄通讯电缆上传输的速度为C=300000KM/S， 经过移动站计算，可获得移动站3的位置与固定站I距离为(T1/2)*C。
移动站3获得位置信息后，将身份信息和位置信息通过射频信号发送到漏泄通讯电缆和固定站2上，并经过固定站2处理，发送到系统上位机I。实现系统对移动站3的位移传感定位。
信号中继放大器可以在固定站中内置，也可以外置，其作用是对移动站3发送的定位射频信号进行信号放大。定位射频信号经第一次空间传输、漏泄讯电缆L2上传输衰减后，需要通过信号中继放大器放大，以确保定位射频信号再经漏泄电缆LI传输衰减和二次空间传输衰减后，仍能被移动站3成功接收到。
实施例二以下结合图2对本发明做进一步的说明。
本例中，固定站2的信号中继放大器与一根漏泄通讯电缆4连接。移动站3沿漏泄通讯电缆4移动，在任一位置，移动站3通过射频卡向漏泄通讯电缆4发送定位射频信号， 经缆传输被固定站2接收后，固定站发送返回射频信号到漏泄通讯电缆上，并被移动站3接收。移动站3发送信息计时为Tl，接收信息计时为T2，定位射频信号发出的时间和返回射频信号接收的运行周期总时间设为T，T=T2-T1。移动站3靠近固定站一米内发送和接收信号的运行周期总时间T近似于固定站内处理开销时间设为TC。移动站3在沿漏泄通讯电缆任一位置发送和接收信号运行周期总时间T扣除固定站内开销时间Τ0，设信号在漏泄通讯电缆上单程运行的时间设为Τ3，2*Τ3=Τ-Τ0。已知信号在漏泄通讯电缆上传输的速度为 C=300000KM/S，信号运行时间T3和速度C已知，移动站3可计算获得相对于固定站2的位置信息，并将位置信息和身份信息经射频信号发送至漏泄通讯电缆和固定站2，完成系统对移动站的位移传感定位。
移动站3向漏泄通讯电缆发送定位射频信号，固定站2接收后向缆发送返回射频信号。时间计算和距离计算方法一样。
本发明通过移动站发送定位射频信号并接收返回射频信息，也可以通过固定站向移动站发送定位射频信号并接收返回射频信号，通过射频信号传输的计时计算定位，完全免除了读卡器的安装，简化了系统，减少了安装工作量和后期维护工作量，提高了系统的稳定性，并实现定位线路上全线全程的平滑实时定位。
上述仅为本发明的实施例而已，对本领域的技术人员来说，本发明有多种更改和变化。凡在本发明的发明思想和原则之内，作出任何修改，等同替换，改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统，其特征在于包括与上位机(I)通讯的固定站(2 )和移动站(3 )，所述固定站(2 )设置数据处理模块和信号中继放大器，所述信号中继放大器与漏泄通讯电缆连接，所述数据处理模块与漏泄通讯电缆联通通讯；所述移动站(3)内置射频卡和数据处理模块，移动站(3)沿所述漏泄通讯电缆移动，并通过其内置的射频卡与漏泄通讯电缆和固定站通讯。
2.根据权利要求I所述的基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统，其特征在于所述的上位机(I)通过CAN总线或RS-485总线或双绞线或光纤或同轴电缆与固定站(2)通信。
3.根据权利要求I所述的基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统，其特征在于所述固定站(2)的信号中继放大器与两根漏泄通讯电缆L1、L2串接，其中漏泄通讯电缆L2与所述信号中继放大器的输入端连接，漏泄通讯电缆LI与所述信号中继放大器的输出端连接；信号中继放大器内置或外置于固定站。
4.根据权利要求I所述的基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统，其特征在于所述固定站(2)的信号中继放大器与一根漏泄通讯电缆连接。
5.根据权利要求1-3任一项所述的基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统的定位方法，其特征在于 1)当移动站(3)沿漏泄通讯电缆移动时，通过其射频卡向漏泄通讯电缆L2发送定位射频信号，经缆传输到固定站将信号放大处理后由漏泄通讯电缆LI发送回移动站(3)并被接收； 2)移动站(3)计算定位射频信号发出的时间和返回射频信号接收的时间，即运行周期总时间；移动站(3)靠近固定站一米内发送和接收信号的运行周期总时间近似于固定站内处理开销时间，当信号只做物理中继放大不做逻辑处理，该开销时间近似为O ;移动站(3)在沿漏泄通讯电缆任一位置发送和接收信号运行周期总时间扣除固定站内开销时间，可得到信号在漏泄通讯电缆上运行的时间；通过信号运行时间和已知速度，移动站(3)计算获得相对于固定站(2)的位置信息； 3)将移动站(3)位置信息的经射频信号发送至漏泄通讯电缆并传至固定站(2)及上位机(I)。
全文摘要
本发明涉及基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统及其定位方法，该系统包括固定站和移动站，所述固定站设置数据处理模块和信号中继放大器，所述信号中继放大器与漏泄通讯电缆连接，所述数据处理模块与漏泄通讯电缆联通通讯；所述移动站内置射频卡和数据处理模块，移动站沿所述漏泄通讯电缆移动，并通过其内置的射频卡与漏泄通讯电缆和固定站通讯。移动站通过计时得到定位射频信号发送时间和返回射频信号的接收时间，并计算获得相对于固定站的位置信息，实现系统对移动站的位移传感定位。本发明能实现全线平滑实时定位，并完全免除了读卡器的安装，简化了系统，减少了安装工作量和后期维护工作量，提高了系统的稳定性。
文档编号G01S1/02GK102981139SQ20121046715
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者童建伟 申请人:童建伟