技术领域 本发明涉及位移传感定位领域，尤其是一种基 于射频识别技术的位移传感 定位系统及其定位方法。

背景技术

目前，传统的位置传感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区读卡器附近后， 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。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种无需在线缆上 安装读卡器、结构简单、 系 统稳定性强的基于射频识别技术的位移传感定 位系统。

为实现上述目的， 本发明采用了以下技术方案： 一种基于射频识别技术的 位移传感定位系统， 包括与上位机通讯的固定站， 固定站内设置第一微处理器

MCU, 固定站与一组屏蔽层带漏泄窗口的同轴射频电 缆连接， 移动站内设置 射频通讯装置，移动站依次通过射频通讯装置 、 同轴射频电缆屏蔽层的漏泄窗 口与固定站射频通讯。

所述的上位机通过 CAN总线或 RS-485总线或光纤或射频电缆或双绞线 与固定站的第一微处理器 MCU通信。

所述的固定站通过其线缆接口与一组同轴射频 电缆连接，一组同轴射频电 缆由若干根同轴射频电缆组成， 该组电缆每个基准步长都有定位区，在定位区 处每根缆的屏蔽层上都有开启漏泄窗口或保持 屏蔽两种状态；同一组缆中每根 同轴射频电缆具有该缆识别代码， 相互区隔。

所述的移动站由第二微处理器 MCU和射频通讯装置组成， 第二微处理器 MCU的输入输出端与射频通讯装置相连。

所述的射频通讯装置为射频识别卡。

所述基准步长大于等于 0.1M。

本发明的另一目的在于提供一种基于射频识别 技术的位移传感定位系统 的定位方法， 该方法包括下列顺序的步骤：

( 1 )设定一个固定站， 其连接的一组同轴射频电缆 L的根数为 n, 设定 电缆组 L的基准步长为 U,所述基准步长都有定位区； 定位区是每个标准漏泄 窗口信号通讯覆盖的范围， 每个定位区范围小于等于基准步长； 在定位区处， 每根缆屏蔽层开启漏泄窗口或保持屏蔽，这两 种状态记为该基准步长的定位区 码 1或 0;

( 2 )设电缆组 L, 第一根缆 L1的步长为基准步长 U, 第二根缆 L2步长 为第一根步长的 2倍即 2U,包含两个基准步长定位区码， 第三根缆 L3步长为 第二根步长的 2倍即 4U, 包含四个基准步长定位区码， 依此类推； 在同一个 缆步长周期内， 所包含的每个基准步长定位区状态码相同； 在每相邻的两个缆 步长周期， 定位区状态码 1、 0相反； n根缆组合在一起， 在沿该组线缆 L的 每个位置，每根缆都有所在位置的基准步长定 位区状态码， 所有缆的定位区状 态码组合成该位置的位置编码；

( 3 )移动站移动到组缆 L的一个定位区位置， 通过识别在该位置与各个 同轴射频电缆的漏泄通讯状态， 若该缆在定位区处有漏泄窗口， 则标记为状态 码 1 , 否则， 则标记为状态码 0, 识别所有同轴射频电缆的状态码组合即为移 动站所在定位区的位置编码。

由上述技术方案可知，本发明在每个定位区处 利用一组同轴射频电缆的不 同漏泄状态， 编码成为该定位区的位置码， 当移动站的射频通讯装置移动到该 定位区后， 通过与漏泄窗口的射频通讯， 识别出该定位区的位置编码， 并上传 固定站和上位机， 完成位置传感定位。 可见， 用定位区同轴射频电缆漏泄状态 编码的位置码， 能完全替代读卡器的定位的功能， 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。 附图说明 图 1为本发明的系统结构图。

图 2为位置编码示意图。

具体实施方式 一种基于射频识别技术的位移传感定位系统， 包括与上位机 3通讯的固定 站 2, 固定站 2内设置第一微处理器 MCU, 固定站 2与一组屏蔽层带漏泄窗 口的同轴射频电缆连接，移动站 1内设置射频通讯装置，移动站 1依次通过射 频通讯装置、 同轴射频电缆屏蔽层的漏泄窗口与固定站 2射频通讯。 所述的上 位机 3通过 CAN总线或 RS-485总线或光纤或同轴电缆或双绞线与固定站 2 的第一微处理器 MCU通信， 如图 1所示。

如图 1所示， 所述的固定站 2通过其通讯接口与一组同轴射频电缆连接， 一组同轴射频电缆每根缆屏蔽层上开启漏泄窗 口或保持屏蔽两种状态；漏泄窗 口为同轴射频电缆屏蔽层被开设的槽孔或缝隙 ，缆通过漏泄窗口实现内外射频 通讯， 漏泄窗口外同轴射频电缆信号被屏蔽层屏蔽， 每根同轴射频电缆具有其 识别代码。

漏泄窗口形状不限， 长度和漏泄辐射范围小于等于基准步长。射频 信号通 过漏泄窗口实现同轴射频电缆内和外空间的信 号通讯。漏泄窗口以外同轴射频 电缆信号被屏蔽层内外屏蔽。

漏泄窗口处的信号通讯范围为定位区。在定位 区处，每根同轴射频电缆屏 蔽层通过是否开启漏泄窗口，每 ^缆都有漏泄或不漏泄两种状态。如图 1所示， 所述的移动站 1 由第二微处理器 MCU和射频通讯装置组成， 第二微处理器 MCU的输入输出端与射频通讯装置相连，所述的 射频通讯装置为射频识别卡， 射频识别卡负责收发射频信号，射频识别卡经 由同轴射频电缆的漏泄窗口与固 定站 2通讯， 第二微处理器 MCU对收发的信息进行分析和处理。 所述的固定 站 2由第一微处理器 MCU、 双向信号中继放大器和通讯接口模块组成， 第一 微处理器 MCU负责处理由通讯接口模块传输的信息， 并控制信息的收发， 通 讯接口模块负责向 LI ~ Ln同轴射频电缆收发不同信号， 并发送给第二微处理 器 MCU进行处理， 当固定站 2串连时， 双向中继信号放大器能起到信号的中 继放大作用。

以下结合图 1和图 2对本发明做进一步的说明。

如图 2所示， 设一组同轴射频电缆 Ll、 L2、 L3的基准步长为 U, 基准步 长大于等于 0.1M。 每根缆的基准步长内， 都有定位区， 定位区长度小于等于 基准步长。在每个定位区处，每根缆屏蔽层都 有开启漏泄窗口或保持屏蔽两种 状态， 如图 2所示， 空心的定位区表示该处有泄露窗口， 标记为状态码 1 ; 实 心的定位区定位区表示该处无泄露窗口， 记为该状态码 0。 设电缆组 L第一根 缆步长为基准步长 U, 第二根缆步长为第一根步长的 2倍即 2U,包含两个基准 步长， 第三根缆步长为第二根步长的 2倍即 4U, 包含四个基准步长 ... ...， 每 根缆步长依次为上一根缆的倍数。在同一个缆 步长周期内， 所包含的每个基准 步长定位区状态码相同； 在每相邻的两个缆步长周期， 定位区状态码 1、 0相 反。 如缆 2的步长为 2U, 包含两个基准步长定位区码， 第一个步长内， 包含 两个定位区码为 1、 1 , 第二个步长内， 两个定位区码为 0、 0。 沿该组线缆的 八个基准步长分别有位置 U1-U8,每个位置处，每根缆定位区状态码组合成 该 位置的位置编码。 如 U1位置的位置编码为 111 , U5位置的位置编码为 110。

如图 1所示，固定站 2连接一组射频电缆，并通过每根射频电缆收� �信号， 每根缆都有其识别码。设定一个固定站其连接 的一组同轴射频电缆 L的根数为 n, 设基准步长周期为 U,在每个基准步长的定位区处， 同轴射频电缆的屏蔽层 开启漏泄窗口或保持屏蔽， 这两种状态记为该基准步长的定位区码 1或 0。 移 动站移动到组缆 L的一个定位区位置，通过识别在该位置与各� �同轴射频电缆 的漏泄通讯状态， 若该缆在定位区处有漏泄窗口， 则标记为状态码 1 , 否则， 则标记为状态码 0, 识别所有同轴射频电缆的状态码组合即为移动 站所在定位 区的位置编码。

移动到定位区的移动站 1 射频识别卡通过漏泄窗口与同轴射频电缆和固 定站进行通讯。若定位区处同轴射频电缆的屏 蔽层没有开启漏泄窗口， 该处仍 是屏蔽状态，移动到该位置的移动站 1的射频识别卡就无法与同轴射频电缆和 固定站 2进行通讯，同轴射频电缆在定位区是否有漏� �信号可以标示为状态码 1或 0, 定位区有一组同轴射频电缆， 每根缆都有 1或 0的状态码， 组合编码 就成为该定位区的位置编码。 设定一个固定站 2, 连接的一组同轴射频电缆组 L的缆数为 n, 在每个定 位区处， n根缆的不同漏泄状态组合成该定位区的位置� �码， 一个固定站带一 组 n根缆总共可以有 2n个不重复的位置编码。移动站 1移动到定位区的位置， 通过同轴射频电缆的漏泄窗口与固定站进行通 讯， 识别出移动站的位置编码； 移动站 1通过主动方式或者被动方式将位置编码发送� �固定站 2, 固定站 2再 将位置编码发送至上位机 3。

所述的主动方式是指，移动站移动到定位区处 ， 移动站的射频装置侦测到 同轴射频电缆漏泄的信号，移动站侦测判断各 个同轴射频电缆的漏泄状态， 识 别出该定位区的位置编码，移动站将位置编码 和自身的识别码打包，通过射频 方式将信息发送到通讯电缆和固定站， 固定站再将信息发送至上位机， 实现系 统的位移传感。 在图 1中， 移动站 1移动到定位区 U1处， 移动站 1的射频装 置侦测到通讯缆漏泄的信号， 移动站 1识别完所有同轴射频电缆的漏泄状态， 识别出通信电缆 L1漏泄， 标示为状态码 1 , L2不漏泄， 标识为 0, L3漏泄， 标示为状态码 1 , ... ... , Ln不漏泄， 标志为 0, 移动站 1通过在 U1位置与每 才艮通讯缆漏泄通讯状态， 识别出定位区 U1位置的位置编码 101 ... ...0; 同理， 当移动站 1移动到定位区 U2处， 识别出 U2的位置编码为 001 ... ...0; 当移动 站 1移动到定位区 Ui处， 识别出定位区 Ui的位置编码为 111 ... ...0。 移动站 1 识别出该定位区的位置编码， 移动站 1将位置编码和自身的识别码，通过射频 方式发送到同轴射频电缆并传送到固定站 2, 固定站 2再将信息发送至上位机 3 , 实现系统的位移传感。

所述的被动方式是指， 移动站 1在移动过程中发送射频信号， 当移动站 1 移动到定位区处，固定站 2判断每根同轴射频电缆是否能够与移动站 1建立射 频通讯， 若判断结果为是， 则移动站 1所在定位区处的同轴射频电缆的漏泄状 态码为 1 ; 否则， 该定位区处的同轴射频电缆不漏泄， 则标记为状态码 0, 固 定站 2识别出移动站 1所在位置所有同轴射频电缆的漏泄状态后，� �合编码为 该位置的位置编码， 并发送至上位机 3 , 实现系统的位置传感。 在图 1中， 移 动站 1 在移动过程中发送射频信号， 当移动站 1 移动到定位区处， 固定站 2 通过通讯电缆组 L的漏泄窗口侦测到移动站 1的射频信号，固定站 2有效识别 和判断所有同轴射频电缆是否侦测到了移动站 1的射频信号，若能侦测到移动 站 1的射频信号， 则该缆标记为状态码 1 , 否则， 则标记为状态码 0。 在定位 区 U1位置， 固定站 2通过通信电缆 L1侦测到移动站 1的射频信号， 通过 L2 侦测不到移动站 1 的射频信号， 通过通信电缆 L3侦测到移动站 1 的射频信 号， ... ...， 通过通信电缆 Ln侦测不到移动站 1的射频信号， 系统和固定站 2 据此识别出移动站 1所在位置的位置编码为 101 ... ...0。 同理， 移动站 1移动 到定位区 U2和定位区 Ui处， 系统识别出定位区 U2的位置编码为 001 ... ...0, 定位区 Ui处的位置编码为 111 ... ...0。 固定站 2识别出移动站 1所在位置的位 置编码后将该位置编码发送至上位机 3 , 实现系统的位置传感。

总之，本发明用定位区的一组同轴射频电缆屏 蔽层漏泄窗口的漏泄状态组 合编码的位置码，能完全替代读卡器的定位的 功能，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。 本 发明也适用于带屏蔽层的其他射频电缆。