专利名称：根据无线电信号强度使用多维图形定位信号发射源的方法
技术领域：
本发明与无线电测向方法有关，尤其与查找近距离无线电信号发射源的方法有关。
背景技术：
传统查找近距离无线电信号发射源时对使用者要求较高，要求使用人员通过观察接收机上的场强读数或监听接收设备解调声音的特征来判断离无线电信号发射源的远近。 前一种方式的缺点在于使用者在快速移动中不易看清接收机上的读数，并且没有保留采到的最大数据值作为峰值参考，造成判断困难。后者的缺点在于要求使用者有长期的使用经验才能得出较为准确的判断。

发明内容
本发明的目的是提供一种操作简便，定位快速，定位准确度高的根据无线电信号强度使用多维图形定位、信号发射源的方法。本发明是这样实现的本发明根据无线电信号强度使用多维图形定位信号发射源的方法，定向天线通过射频电缆与接收机连接，接收机通过控制线与微处理器连接，微处理器与显示器、存贮器连接，在显示器中产生二维图形的步骤如下(1)用户手持定向天线，采集的无线信号由定向天线进入接收机，接收机以电场强度单位将无线信号量化后传送到微处理器，微处理器从接收机中读取量化无线信号数据， 依照先后顺序放入存贮器中的缓冲区，(2)微处理将填满缓冲区中的量化无线信号数据读出，在显示屏上绘制出不同高度和不同颜色的直方图，缓冲区中每一个量化无线信号数据对应一个独立的直方图，数据越大，对应的直方图越高，数据越大，对应直方图颜色越深，(3)当存贮器缓冲区中量化无线信号数据填满后，将相邻两数据合并，合并的原则是选取两数据中的较大值，删除较小值，将合并后的已减半的数据重新填入原缓冲区，并填入新采集的数据值，当再次填满缓冲区后，重复步骤2、3，(4)当显示屏中的直方图变得最高，最深时，表明最终靠近无线信号发射源。步骤2中，所有直方图宽度一致，直方图的1个像素高度表示0. 1 dB量化无线信号数据大小，小于65dB的数据的直方图为白色，大于或等于65dB且小于75dB的数据的直方图为黄色，大于75dB的数据的直方图为红色。本发明所用系统结构简单，操作方便，根据显示器中的图形查找发射源，快速、直观。本发明既能保证使用者从屏幕上看到随天线移动时，信号的大小起伏趋势，又能保留从测试开始时起采到的最大数据值作为峰值参考，判断准确，单凭现有的接收机无法实现这样的功能和效果。有别于其他测向设备的数据显示或单个条形图显示，本发明的测向系统通过一定条数、不同高度、不同颜色的、不断滚动刷新的直方图，快速、直观地显示当前所测信号的强度随时间变化的态势，很适合在复杂的物理环境下通过快速移动的方式寻找无线电信号源的近距离定位场合。


图1为手持测向系统结构图。图2为微处理器框图。图3为数据处理过程图。
具体实施例方式机壳11正面左有显示器5、右有键盘6沿机壳长轴布置，机壳11正面左侧有GPS 接收模块9的天线、电子角度计数据接口 8、无线电接收机数据接口 7和音频接口 3，机壳背面有电源10，机壳内的电路板上有微处理器1与存储器2、存储卡驱动器4、显示器5、键盘 6，无线电接收设备数据接口 7，电子角度计数据接口 8和GPS接收模块9连接，电源10分别与键盘6、显示器5、音频接口 3、GPS接收模块9、电子角度计数据接口 9和无线电接收机数据接口连接，键盘6与存储卡驱动器4、存储器2和音频接口连接，无线电接收机数据接口 7 和电子角度计数据接口通过电缆与无线电接收机连接。微处理器1为S3CM40芯片，存储器2为HY57V56120芯片，音频接口 3为 UDA1341TS芯片，无线电接收机数据接口 7为CS8900A以太网控制器控制的LAN接口，电子角度计数据接口 8为S3C2440芯片的UART2接口，GPS接收模块为GR-87芯片，显示器5有液晶触摸屏，电子角度计数据接口 8和无线电接收机数据接口 7为航空接头。微处理器1、存储器2、音频接口 3、存储卡驱动器4、显示器5、键盘6、无线电接收机数据接口 7、电子角度计数据接口 8、GPS接收模块(含天线)9、电源10都组装在机壳11 中，各组成器件的布置合理，便于观察、操作和携带。外设电缆接口位于处理器机壳的正面左侧，便于当将本装置戴在左手腕时，设备电缆从处理装置沿操作员的左臂、肩联入背包中的接收设备。输入键盘位于机壳上显示器的右边，便于按键操作。显示器位于机壳上显示器的左边，便于观察显示信息。存储卡驱动器位于处理器机壳的右侧，便于存储卡的插、拔操作。键盘和触摸屏同时可用。在使用手持天线查找近距离信号源的情况下，本发明提供了图形化的渐变效果， 以直观的方式表示天线离信号源的远近。微处理器连接到接收机，通过开放的通信协议控制接收机，以高速不断读取接收机由定向天线采集到的强度值。并在软件界面上以柱状直方图形的高度以及不同深度的颜色表示信号的强度，并随着时间的推移合并已有项，保留最大值作为参照。随着天线离无线电信号发射源的距离越来越近，直方图形变高、变红，提醒用户。本发明取代利用读取场强数值和监听音频变化查找近距离无线电信号发射源的传统方式，降低了对使用者相关经验的要求，大大提高了查找速度和精准度。以图形化方式近距离查找信号发射源的方法如下1)无线信号由定向天线进入接收机，接收机以电场强度单位(dB)将信号进行量化，并通过网线将量化后的电场强度数据传到微处理器。微处理器以每秒5-10次的速度，从接收机读取电场强度数据，并依照先后顺序放入存贮器中的缓冲区。2)在用户启动测试后，随着用户移动定向天线对周围的信号进行随机采样，用图形化的方式展现此采样过程。从缓冲区中读出已保存的数据，根据下面的规律在显示屏上从左到右绘制出不同高度和不同颜色的直方图形，缓冲区中每一个电场强度数据都对应一个独立的直方图形。电场强度数据越大，对应的直方图形越高(所有直方图形宽度都一致)，颜色越醒目。绘制图形的规律为 将电场强度数据大小对应到显示界面上的像素高度，1个像素表示0. IdB的数据大小，因此电场强度数据越大，描绘出的直方图形就越高； 且通过分级的方式来填充图形颜色，小于65dB的信号将直方图形填充为白色， 大于或等于65dB且小于75dB的信号将直方图形填充为黄色，大于75dB的信号将直方图形填充为红色。3)当采集到的电场强度数据填满内存缓冲区以后，采取两两合并的方式进行数据合并。若内存中数据缓冲区大小为N，则将数据1和数据2合并、数据3和数据4合并…… 数据N-I和数据N合并。合并的原则为取较大值，如数据1小于数据2，则合并时取数据2 的值。将合并后的N/2个数据值重新填入原缓冲区，并从(N/2)+l个数据位开始依次放入后面新采集的数据值。当再次填满缓冲区后，重复此步骤。由上述方式可以，由于在两两合并时采取的是取较大值原则，因此，无论如何合并，已采到的最大信号还是会保留下来作为最大值的参照。4)在最终靠近无线电信号发射源后，实时从接收机读取到的电场强度数据会达到最大，代表已达到信号峰值(离无线电信号发射源最接近)。直观上表现为这个时候的直方图形会变得最高、色彩最醒目，且无法再变得更高。
权利要求
1.根据无线电信号强度使用多维图形定位信号发射源的方法，其特征在于定向天线通过射频电缆与接收机连接，接收机通过控制线与微处理器连接，微处理器与显示器、存贮器连接，在显示器中产生二维图形的步骤如下(1)用户手持定向天线，采集的无线信号由定向天线进入接收机，接收机以电场强度单位将无线信号量化后传送到微处理器，微处理器从接收机中读取量化无线信号数据，依照先后顺序放入存贮器中的缓冲区，(2)微处理将填满缓冲区中的量化无线信号数据读出，在显示屏上绘制出不同高度和不同颜色的直方图，缓冲区中每一个量化无线信号数据对应一个独立的直方图，数据越大， 对应的直方图越高，数据越大，对应直方图颜色越深，(3)当存贮器缓冲区中量化无线信号数据填满后，将相邻两数据合并，合并的原则是选取两数据中的较大值，删除较小值，将合并后的已减半的数据重新填入原缓冲区，并填入新采集的数据值，当再次填满缓冲区后，重复步骤O)、(3)，(4)当显示屏中的直方图变得最高，最深时，表明最终靠近无线信号发射源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤O)中，所有直方图宽度一致，直方图的1个像素高度表示0. IdB量化无线信号数据大小，小于65dB的数据的直方图为白色，大于或等于65dB且小于75dB的数据的直方图为黄色，大于75dB的数据的直方图为红色。
全文摘要
本发明为根据无线电信号强度使用多维图形定位信号发射源的方法，解决已有方法查找速度低，判断困难，准确性差的问题，在显示器中产生直方图形的步骤如下(1)采集的无线信号由定向天线进入接收机，接收机以电场强度单位将无线信号量化后传送到微处理器，微处理器从接收机中读取量化无线信号数据，依照先后顺序放入存贮器中的缓冲区，(2)微处理将填满缓冲区中的量化无线信号数据读出，在显示屏上绘制出不同高度和不同颜色的直方图，(3)当存贮器缓冲区中量化无线信号数据填满后将相邻两数据合并，将合并后的已减半的数据重新填入原缓冲区，并填入新采集的数据值，当再次填满缓冲区后，重复步骤(2)、(3)，(4)当显示屏中的直方图变得最高，颜色最深时，表明最终靠近无线信号发射源。
文档编号G01S3/14GK102401890SQ201010284539
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者敖谦, 白宇军, 邱承跃 申请人:成都点阵科技有限公司