一种在位识别告警系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种在位识别告警系统及方法，包括：在空间内布置标签系统和基站测距系统；所述基站测距系统与标签系统无线连接，通过与标签系统之间的无线通信获取当前标签系统与基站测距系统的距离信息。本发明专利技术结合了高频无线电通讯、中频无线电通讯和低频无线电通讯三种测距方式，并通过有线通讯以太网连接上位机对标签和基站进行统一的调度和管理，构成覆盖区域广泛，无死角的测距系统，同时降低通讯的能源消耗和通讯成本。

An incumbent alarm system and method

The present invention relates to an incumbent alarm system and method, including: arranging the label system and the base station distance measuring system in space; the base station distance measuring system is wirelessly connected with the label system, and the distance information between the current label system and the base station distance measuring system is obtained by wireless communication with the label system. The invention combines high frequency radio communication, intermediate frequency radio communication and low frequency radio communication, and connects the upper computer with the wired communication Ethernet to carry out the unified scheduling and management of the label and base station, and forms a ranging system with wide coverage area and no dead angle, at the same time reducing the energy consumption and communication of communication. News cost.

【技术实现步骤摘要】
一种在位识别告警系统及方法
本专利技术涉及通信控制领域，具体地说是一种在位识别告警系统及方法。
技术介绍
随着局域定位技术的迅猛发展，在位识别系统得到了广泛的应用。由于局域定位技术应用环境复杂多变，比如工厂、矿场、学校、部队等这种环境中，有可能会存在树木、汽车、人类等各种障碍物遮挡，所以测距的有效实施就变得极为重要。对于社会上大多的测距设备都是采用RFID、Zigbee或者UWB等测距方式，这些通信方式都各有各的优缺点。RFID定位是根据读写器与标签的通信状态(如通信时间或信号强度)和读写器的物理位置等来确定标签的位置，定位算法可以分为距离估计法、场景分析法和邻近法。一般情况下，需要多个读写器的配合通过三角定位来实现，理想条件下可覆盖100米的范围。但实际应用中由于RFID工作在高频段，且读写器与标签的通信距离较近，因此很难精确地计算出两者的距离值实现定位。ZigBee(又称紫蜂)是遵循IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。UWB(UltraWideband)是一种不用载波，而采用时间间隔小于1ns的脉冲进行通信的方式，频带从3.1GHz～10.6GHz，带宽大于500MHz，信号的发射功率限制在-41dBm以下。UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率，抗干扰性能强、传输速率高、发射功率非常小，因而大大延长系统工作时间。但由于其工作频率太高，所以有遮挡的时候，往往会接收不到信号，无法完成测距。市面上的声光报警器基本上都是不带控制方式的，上电即马上发生声光报警。这种声光报警器不够智能，我们不能派个人去看着目标是否超出了设定的阈值范围。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种在位识别告警系统及方法,结合了高频无线电通讯、中频无线电通讯和低频无线电通讯三种测距方式，并通过有线通讯以太网连接上位机对标签和基站进行统一的调度和管理，构成覆盖区域广泛，无死角的测距系统，同时降低通讯的能源消耗和通讯成本。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种在位识别告警系统，包括：在空间内布置标签系统和基站测距系统；所述基站测距系统与标签系统无线连接，通过与标签系统之间的无线通信获取当前标签系统与基站测距系统的距离信息。所述标签系统包括若干个标签，其中每一个标签包括第一中央处理器，连接第一FPGA驱动电路，作为串行接口，用于1分3扩展硬盘接口；第一FPGA驱动电路连接第一无线通信单元；第一中央处理器通过I2C接口连接运动传感器，用于判断目标的运动状态，做为第一无线通信单元是否开启的依据；第一无线通信单元电源控制电路连接第一中央处理器，用于接收第一中央处理器的电源开关控制信号，控制第一无线通信单元开启或关闭；电源模块连接第一中央处理器，为标签供电。所述第一无线通信单元包括第一通信控制单元和第一天线，其中第一通信控制单元包括UWB通信控制单元、zigbee通信控制单元和433Mhz通信控制单元；第一天线包括3.5～6GHZ天线、2.4GHZ天线和433Mhz天线；其中UWB通信控制单元连接3.5～6GHZ天线，zigbee通信控制单元连接2.4GHZ天线，433Mhz通信控制单元连接433Mhz天线。所述电源模块包括锂电池组、电池电量检测电路和电源适配器，锂电池组连接中央处理器，为中央处理器供电；电池电量检测电路一端连接锂电池组，另一端连接中央处理器，检测锂电池组的电量情况并发送到中央处理器；电源适配器输出电源连接到锂电池组和中央处理器，用于为标签供电以及为锂电池充电，当电池电量充满时，自动切断充电电源，防止过充。还包括EEPROM连接中央处理器，用于标签掉电情况下不丢失信息存储；看门狗连接中央处理器，实时接收中央处理器的状态信息，用于防止异常情况发生；防拆电路连接中央处理器，用于检测当前目标的拆除状态。所述基站测距系统通过以太网连接上位机，用于将数据信息上报上位机系统。声光报警系统与基站测距系统和/或上位机系统连接，用于通过基站测距系统和/或上位机判断目标离位时，发生声光报警。所述基站测距系统包括第二中央处理器，连接第二FPGA驱动电路，作为串行接口，用于1分3扩展硬盘接口；第二FPGA驱动电路连接第二无线通信单元；第二无线通信单元电源控制电路连接第二中央处理器，用于接收第二中央处理器的电源开关控制信号，控制第二无线通信单元开启或关闭；有线通信单元连接第二中央处理器，有线通信单元包括RS232串行接口和以太网接口，RS232串行接口用于发送串口命令，控制声光报警系统，以太网接口用于连接上位机，将数据信息上报上位机系统。所述第二无线通信单元包括第二通信控制单元和第二天线，其中第二通信控制单元包括UWB通信控制单元、zigbee通信控制单元和433Mhz通信控制单元；第二天线包括3.5～6GHZ天线、2.4GHZ天线和433Mhz天线；其中UWB通信控制单元连接3.5～6GHZ天线，zigbee通信控制单元连接2.4GHZ天线，433Mhz通信控制单元连接433Mhz天线。还包括EEPROM连接第二中央处理器，用于基站测距系统掉电情况下不丢失信息存储；看门狗连接第二中央处理器，实时接收第二中央处理器的状态信息，用于防止异常情况发生；防拆电路连接第二中央处理器，用于检测当前目标的拆除状态。所述声光报警系统包括第三中央处理器通过串口电平转换芯片连接RS232串行接口，第三中央处理器通过功率驱动芯片连接功率继电器，功率继电器连接声光报警器电源接口，用于控制声光报警器的电源；电源芯片为声光报警系统供电。一种在位识别告警方法，包括：当目标静止时，关闭UWB通信控制单元、zigbee通信控制单元和433Mhz通信控制单元，标签的第一中央处理器处于静止模式；当目标运动时，运动传感器唤醒中央处理器，中央处理器开启UWB通信控制单元，如果UWB通信控制单元状态正常，则检测标签与基站测距系统的距离是否超过设定阈值，如果超过设定阈值则通过声光报警系统进行报警，否则保持测距状态；当标签超出UWB通信控制单元的测距范围或被障碍物遮挡时，标签的第一中央处理器开启zigbee通信控制单元，如果zigbee通信控制单元状态正常，则检测标签与基站测距系统的距离是否超过设定阈值，如果超过设定阈值则声光报警系统进行报警，否则保持测距状态；当标签超出zigbee通信控制单元的测距范围或被障碍物遮挡时，标签的第一中央处理器开启433Mhz通信控制单元，如果433Mhz通信控制单元状态正常，则检测标签与基站测距系统的距离是否超过设定阈值，如果超过设定阈值则声光报警系统进行报警，否则保持测距状态。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术采用无线UWB测距、zigbee测距和433Mhz测距自适应测距方式，在室外可视通信距离能达到1000米以上，最高测距精度到达10cm，并且能够有效绕过树木、汽车、人类或其他障碍物；2.本专利技术采用了先进功耗管理技术，当目标静止时，将关闭UWB测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在位识别告警系统，其特征在于，包括：在空间内布置标签系统和基站测距系统；所述基站测距系统与标签系统无线连接，通过与标签系统之间的无线通信获取当前标签系统与基站测距系统的距离信息。

【技术特征摘要】
1.一种在位识别告警系统，其特征在于，包括：在空间内布置标签系统和基站测距系统；所述基站测距系统与标签系统无线连接，通过与标签系统之间的无线通信获取当前标签系统与基站测距系统的距离信息。2.根据权利要求1所述的在位识别告警系统，其特征在于：所述标签系统包括若干个标签，其中每一个标签包括第一中央处理器，连接第一FPGA驱动电路，作为串行接口，用于1分3扩展硬盘接口；第一FPGA驱动电路连接第一无线通信单元；第一中央处理器通过I2C接口连接运动传感器，用于判断目标的运动状态，做为第一无线通信单元是否开启的依据；第一无线通信单元电源控制电路连接第一中央处理器，用于接收第一中央处理器的电源开关控制信号，控制第一无线通信单元开启或关闭；电源模块连接第一中央处理器，为标签供电。3.根据权利要求2所述的在位识别告警系统，其特征在于：所述第一无线通信单元包括第一通信控制单元和第一天线，其中第一通信控制单元包括UWB通信控制单元、zigbee通信控制单元和433Mhz通信控制单元；第一天线包括3.5～6GHZ天线、2.4GHZ天线和433Mhz天线；其中UWB通信控制单元连接3.5～6GHZ天线，zigbee通信控制单元连接2.4GHZ天线，433Mhz通信控制单元连接433Mhz天线。4.根据权利要求2所述的在位识别告警系统，其特征在于：所述电源模块包括锂电池组、电池电量检测电路和电源适配器，锂电池组连接中央处理器，为中央处理器供电；电池电量检测电路一端连接锂电池组，另一端连接中央处理器，检测锂电池组的电量情况并发送到中央处理器；电源适配器输出电源连接到锂电池组和中央处理器，用于为标签供电以及为锂电池充电，当电池电量充满时，自动切断充电电源，防止过充。5.根据权利要求2所述的在位识别告警系统，其特征在于：还包括EEPROM连接中央处理器，用于标签掉电情况下不丢失信息存储；看门狗连接中央处理器，实时接收中央处理器的状态信息，用于防止异常情况发生；防拆电路连接中央处理器，用于检测当前目标的拆除状态。6.根据权利要求1所述的在位识别告警系统，其特征在于：所述基站测距系统通过以太网连接上位机，用于将数据信息上报上位机系统。7.根据权利要求1所述的在位识别告警系统，其特征在于：声光报警系统与基站测距系统和/或上位机系统连接，用于通过基站测距系统和/或上位机判断目标离位时，发生声光报警。8.根据权利要求1、6或7任一项所述的在位识别告警系统，其特征在于：所述基站测距系统包括第二中央处理器，连接第二FPGA驱动电路，作为串行接口，用于1分3扩展硬盘接口；第二FPGA驱动电路连接第二无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶林，田越，袁赫，孙琳琳，苏成鑫，辛树奇，张笑傲，胡士杰，李康峰，王丹宁，
申请(专利权)人：奥维飞越通信有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21