CN101120268A - 确定应答器相对于通信器的位置的方法 - Google Patents

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Abstract

一种确定应答器相对于通信器的位置的方法，其中，可通过通信器(11)来读取应答器(9)，所述通信器适于将询问信号发送到应答器，其中，所述应答器(9)适于应答该询问信号，并外加传送来自应答器中的存储器的信息，其中，将通信器(11)连接到主要数据系统(16)，所述通信器适于接收所述信息。所述方法的特征在于：将通信器(11)连接到包络检测器(15)，该包络检测器被用来检测从应答器(9)接收的信号的包络；以及通过所述包络来确定应答器(9)与通信器(11)之间的相对位置。

Description

确定应答器相对于通信器的位置的方法
技术领域
本发明涉及一种确定应答器(transponder)相对于通信器的位置的方法。
背景技术
已知的自动识别系统通常包括个人携带的识别标签以及用于读取标签的设备。
使用射频的已知自动识别系统被称为RFID(射频识别)，其包括至少一个应答器和至少一个通信器。已知类型的应答器包括：天线、调制器、存储器和调制器控制逻辑电路。将这种已知应答器设计为用于接收由通信器发送的信号并在调制状态下反射这一信号。将所述通信器设计为用于接收并读取由应答器反射的调制信号。
所述系统还包括用于将信息发送到通信器的ID标签。
使用这种系统的一种领域在于火车位置确定系统中，该系统用于制动火车的速度，并作为示例，以此控制它相对于站台的停车位置。关于所述停车位置的期望精度在+/-5-10cm。
在这一方面，向火车提供通信器，并沿着铁路轨道设置应答器。
这种已知系统的一个问题在于：读取应答器的位置另外还依赖于应答器和通信器的天线波瓣，以及这些天线之间的距离。关于定位，当应答器的读取发生在可进行读取的时间间隙中的早期阶段或晚期阶段时，检测到的有关应答器与通信器之间的位置受到影响。
发明内容
所述问题通过本发明来解决。
本发明涉及一种确定应答器相对于通信器的位置的方法，其中，可通过通信器来读取应答器，所述通信器适于将询问信号发送到应答器，其中，所述应答器适于应答该询问信号，并外加传送来自应答器中的存储器的信息，其中，将通信器连接到主要数据系统，所述通信器适于接收所述信息，其中，所述方法的特征在于：将通信器连接到包络检测器，该包络检测器被用来检测从应答器接收的信号的包络，促使通过所述包络来确定应答器与通信器之间的相对位置。
附图说明
现在将通过部分地参照在附图中示出的本发明示例性实施例来更加详细地描述本发明，其中：
-图1是应答器和通信器的示意图；
-图2示出沿着铁路轨道移动的通信器，该附图示出首次读取在变化情况下发生的位置，其中，该附图示出在沿着铁路轨道相对于应答器移动的通信器中接收的信号，其中，诸如所述轨道上的距离、速度等参数不断变化。
-图3示出当通信器经过应答器时接收的信号的包络的主要外观；
-图4示出接收的信号的包络的主要外观，其取决于轨道上的高度、由雨水和冰雪引起的阻尼等；以及
-图5示出可如何实现涉及经过参考点的时间点的示例。
具体实施方式
图1示出用于识别对象或人员的系统。所述系统包括：应答器9，其包括天线10；通信器，其形式为收发器单元11并包括天线12。将通信器11设计为用于将询问信号13发送到应答器9。将应答器设计为用于接收询问信号并以此反射和调制所述信号。将通信器11设计为用于接收反射信号14并对该信号的信息内容解码。将通信器11连接到某些适当种类的主要数据系统16，诸如电缆、无线电、WLan、GSM/GPRS/G3系统或某种类似的系统。
而应答器9可具有以下类型，其中，应答器接收询问信号13，然后利用内置的发送器主动地将响应信号114发送回通信器11。
本发明由此涉及一种确定应答器相对于通信器的位置的方法。
将通信器11设计为用于接收所述信息，并将通信器11连接到主要或高级数据系统16。当然，可沿着轨道或通路设置许多应答器。将所述主要数据系统设计为用于例如控制铁路交通、火车在各个车站的停车位置，控制无人驾驶的火车，计算制动或减速顺序的开始等，并将所述信息转发到小火车或站内设备。
根据本发明，将通信器11连接到包络检测器15，该包络检测器15被用来检测从应答器9接收的信号的包络，其中，通过所述包络来确定应答器9与通信器11之间的相对位置。
在本发明的一高度优选的实施例中，确定包络的最大值或预定包络阈值以上的值。还确定在所述预定包络阈值处应答器与通信器之间的相对位置。
图3示出当通信器经过应答器时接收的信号的包络的主要外观。
随着通信器靠近应答器，传送的信号的阻尼关联于变短的距离而减少。反射信号的阻尼也减少，这表示随着通信器越来越靠近应答器，信号的强度将快速增加，随后信号的强度在经过应答器之后显著降低。这一特征通过天线波瓣的形状被放大。
图4示出接收的信号的包络的外观示例，其取决于轨道上的高度、由雨水和冰雪引起的阻尼等。
根据一优选实施例，随着包络上升确定第一阈值的时间点，以及在经过所述最大值之后随着包络下降确定第二阈值的时间点，其中，将所述最大值的时间点计算为出现在所述两个时间点中间的时间点。
包络检测器15由此被设计为用于确定接收的信号的幅度处于它的最大值的时间点。可通过应答器的物理位置来计算与所述时间点相应的物理点。
通过对接收的信号进行采样来确定第一和第二时间点，随后通过等式tm＝t1+(t2-t1)/2来确定最大幅度的时间点，其中，t1是第一时间点，t2是第二时间点。
尽管所述参数可根据不同的情况而变化，但是已发现：包络的最大值以高精确度沿着轨道位于所述相同的物理位置。
还可将找到的参考点计算为包络的重心，或者通过对包络的某些其它数学处理来计算参考点，其中，所述数据处理被认为得益于天线的配置和相互之间的角度。
这使得能够以高精确度确定相对于应答器位置的通信器位置。
例如，当对于火车应用本发明时，向主要数据系统提供关于小火车的信息，作为示例，所述小火车将停在站台。可将所述信息用于促使火车停在站台上的某个位置，作为示例，该位置取决于小火车中车厢的数量。
根据本发明的优选实施例，在有从包络最大值的时间点到用于所述目的的信号到达主要数据系统的时间点的延迟的情况下，促使主要数据系统在计算所述最大值被测量的物理位置时减去所述时间延迟。
然而，本发明可用于所有方式的应用，特别是用于考虑识别和精确定位两者的应用。
本发明由此解决在前面的介绍中提到的问题。
尽管已经参照若干示例性实施例描述了本发明，但是应理解：所包括的电子部件的详细设计可变化。例如，可将包络检测器与通信器或主要数据系统集成。
因此，由于这些实施例可在所附权利要求的范围之内变化，所以不应将本发明看作受限于所公开的实施例。

Claims (4)

1.一种确定应答器相对于通信器的位置的方法，其中，可通过通信器(11)来读取应答器(9)，所述通信器适于将询问信号发送到应答器，其中，所述应答器(9)适于应答该询问信号，并外加传送来自应答器中的存储器的信息，其中，将通信器(11)连接到主要数据系统(16)，所述通信器适于接收所述信息，其中，所述方法的特征在于：将通信器(11)连接到包络检测器(15)，该包络检测器被用来检测从应答器(9)接收的信号的包络；以及使得通过所述包络来确定应答器(9)与通信器(11)之间的相对位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：确定包络的最大值或预定阈值之上的值；以及确定在所述包络的所述预定值处应答器(9)与通信器(11)之间的相对位置。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：当包络上升时确定第一阈值的时间点(t1)，以及在经过所述最大值之后当包络下降时确定第二阈值的时间点(t2)；以及计算出所述最大值的时间点(tm)将出现在所述两个时间点(t1，t2)的中间。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，在检测到距离包络最大值的时间点(tm)的延迟以及用于此目的的信号到达主要数据系统的情况下，使得主要数据系统(16)在计算所述最大值被测量时的物理位置时减去所述延迟。
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