CN105792644A - 门槛屏障系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种动物围护系统，动物围护系统包括发射器单元和接收器，发射器单元包括发射器线圈和信号生成器。信号生成器传输调制后的致动信号通过线圈，并在线圈周围的区域内产生均匀磁场。接收器经过均匀磁场的一部分，并使用信号的定期增强的、正向定向的部分的信息检测第一检测区中磁场的第一极性和第二检测区中磁场的第二反转极性。检测到的极性反转指示边界跨越事件，包括接收器过渡跨过边界。

Description

门槛屏障系统

对相关申请的交叉引用

本发明要求2013年12月3日提交的美国专利申请号61/911,096的权益。

关于联邦资助研究或开发的声明

不适用。

合作研究协议各方的姓名

不适用。

附图说明

本文附上了某些图示和附图，以便能更好地理解本申请的方式。然而要注意的是，附图仅说明了选取的实施例和门槛屏障系统的元素，因此不得视为限制本文所述门槛屏障系统的范围，并承认其他等效实施例和应用。

图1为根据一实施例的动物围护系统的示例。

图2为根据一实施例的动物围护系统的框图。

图3为根据一实施例的动物围护系统的部件所传输和接收的致动信号的示图。

图4为根据一实施例的调制后的致动信号的表示。

图5为根据一实施例的图4的调制后的致动信号的第一载波周期。

图6示出了一实施例的由经过周边电线的致动信号产生的磁场。

图7示出了根据一实施例的图4的调制后的致动信号，没有增强的第一载波周期。

图8示出了图7的调制后的致动信号的第一载波周期的替选视角。

图9为根据一实施例的标准室内回避系统的示例。

图10示出了根据一实施例的使用水平圆形线圈产生的磁场。

图11示出了根据一实施例的使用水平位置中的线圈产生的沿一个方向行进的磁场的特征。

图12示出了根据一实施例的研发成用以适应产生均匀磁场的要求的扁平天线线圈。

图13示出了根据一实施例的用以产生磁场的多个串联接线的线圈。

图14示出了根据一实施例的串联接线并用以产生磁场的线圈的物理布置。

图15示出了根据一实施例的串联接线并用以产生磁场的多个线圈。

具体实施方式

本文描述了室外围护系统和室内门槛屏障系统的系统和方法。室外围护系统依靠围绕周边放置边界电线并使用接收器来检测由驱动通过该电线的电流产生的磁场的极性。替选地，与室外系统对应的室内系统(即，门槛屏障系统)实施独特的“门槛”理念，该理念使用低剖面天线线圈在屏障门槛处产生均匀磁场，使得在接收器线圈穿过磁场时，该接收器线圈检测单个极性变化。室内门槛屏障系统排除了在家中放置周边边界电线的需要。

下述公开内容首先描述了室外围护系统的实施例。其后，公开内容描述了室外围护系统的“室内”实施例(称为门槛屏障系统)，该门槛屏障系统排除了周边边界电线的使用。此外，室内门槛系统将PIR(被动红外)运动检测器并入了系统发射器，用以调节发射器的传输速率并保护电池寿命。

室外围护系统

美国专利号8,047,161中进一步描述的室外围护系统的实施例提供了一种动物围护系统，用于将动物围护在边界内，用于使动物在边界内的可用面积最大化，并用于在动物移动出边界的情况下不阻碍动物返回边界内。

图1的动物围护系统10包括信号生成器12、电线14和探测器单元16。信号生成器12与电线14电气通信并与探测器单元16无线通信。电线14限定一边界，这限定出边界内区域18和边界外区域20。在示出的实施例中，电线14限定住宅庭院的周边，使得庭院的周边为边界，庭院为边界内区域18，而庭院外侧的区域为边界外区域20。本领域技术人员可以理解，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，电线14可限定除了住宅庭院的周边以外的一边界。在一实施例中，电线14埋入地面，使得电线14从地面表面不可见。由动物携带探测器单元16。在所示的实施例中，探测器单元16安装至动物颈圈，而颈圈固定至动物，使得动物携带探测器单元16。本领域技术人员可以理解，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，动物能够以除了动物颈圈以外的方式携带探测器单元16。

图2是根据本发明各种特征的动物围护系统10的一个实施例的框图。在所示实施例中，信号生成器12包括信号生成器处理器32和调制器34，其中信号生成器处理器32与调制器34电气通信。信号生成器处理器32产生数字致动信号22。致动信号22包括用于探测器单元16的运行指令。图3示出了根据该实施例各种特征的致动信号22的一个实施例。在所示实施例中，致动信号22包括数据头(header)24和多个数据位26。更具体地，所示实施例的致动信号22包括八个数据位26，即第一数据位44、第二数据位46、第三数据位48、第四数据位50、第五数据位52、第六数据位54、第七数据位56，以及第八数据位58。数据头24用于通过识别致动信号22本身而与探测器单元16建立通信。数据位26包括用于探测器单元16的运行指令。运行指令可包括室外系统发射器的识别信息。这种指令还包括接收器的运行参数。指令还可建立待施加至佩戴接收器的动物的刺激水平。此外，致动信号可对与具体接收器相关联且改变每个这种接收器的刺激水平和运行参数的指令进行编码。

应注意的是，在不偏离本发明的范围或精神的情况下，致动信号22可为除了图3具体所示致动信号22以外的数字信号。例如，致动信号22不要求数据头24保持在本发明的范围或精神内。另外，致动信号22可包括任意数目的数据位26并保持在在本发明的范围或精神内。

再次考虑图2，调制器34从信号生成器处理器32处接收致动信号22并调制致动信号22。更具体地，调制器34采用振幅调制，使得致动信号22的每个位由多个载波周期表示。图4示出了由调制器34调制的图3的致动信号22，其中致动信号22的数据头24、第一数据位44和第四数据位50为数字“l”，其余的数据位26为数字“0”。在图4所示的实施例中，调制后的数据头24用17个载波周期表示，调制后的数据位26中的每个用8个载波周期表示。信号生成器处理器32指定每轮多个载波周期的第一载波周期的方向。在所示实施例中，信号生成器处理器32指定调制后的数据头24和每个调制后的数据位26的第一载波周期的方向。更具体地，图5示出了图4的调制后的数据头24的前几个周期。在所示实施例中，信号生成器处理器32使调制后的数据头24的第一载波周期具有正方向。因为调制后的数据头24的第一载波周期的方向是正的，所以每个调制后的数据位26的第一载波周期的方向是正的。

再次考虑图2，调制致动信号22后，信号生成器12通过电线14无线地传输致动信号22。更具体地，信号生成器12驱动电流通过电线14，使得致动信号22以磁场的形式从电线14处辐射。在图1所示的实施例中，信号生成器12沿箭头28所示的方向驱动电流通过电线14。图6示出了电线14的截面图，其中箭头28所示的方向是穿透页面的。因为驱动电流通过电线14的方向是穿透页面的，所以产生的磁场(即，致动信号22)沿箭头30所示的方向围绕电线14循环。因此，边界内18的致动信号22的极性基本与边界外20的致动信号22的极性相反。应注意的是，交流电路电源可将周期性的载波周期驱动至线路。然而，接收器会检测每个调制后的位的第一载波(具有正方向)的极性。因此，图6示出了单向均匀场，其中边界内极性基本与边界外极性相反。

当信号生成器12传输致动信号22时，信号生成器12会增强每轮多个载波周期的第一载波周期。更具体地，当传输每个第一载波周期时，信号生成器12会急剧增加驱动通过电线14的电流，使得每个第一载波周期的信号22的振幅急剧增加。因为每轮多个载波周期的第一载波周期的振幅急剧增加，根据下文所述，探测器单元16能容易检测到第一载波周期。图4示出了根据如上所述每个第一载波周期均增强的致动信号22。相反地，图7示出了图4的致动信号22，其中每个第一载波周期均未增强。作为对上述原理的辅助说明，图5示出了图4的致动信号22的调制后的数据头24的前几个载波周期，而图8示出了图7的致动信号22的调制后的数据头24的前几个载波周期。

再次考虑图2，所示实施例的探测器单元16包括接收器36、加速计38、探测器单元处理器40和刺激生成器42。接收器36和加速计38与探测器单元处理器40电气通信，探测器单元处理器与刺激生成器42电气通信。接收器36适于接收无线传输的致动信号22。在一实施例中，接收器36包括三个相互正交的天线，使得无论探测器单元16的定向如何，接收器36都能稳健地接收致动信号22。在一实施例中，接收器36包括感应器和电容器振荡回路。加速计38指示相对于加速计38定向的重力方向。在一实施例中，加速计38为三轴加速计。接收器36和加速计38位于探测器单元16的壳体内，使得接收器36相对于加速计38的定向被建立并存储在探测器单元处理器40处。探测器单元处理器40从加速计38接收重力方向，考虑相对于加速计38的定向的接收器36的定向，并确定接收器36相对于重力方向的定向，并因此确定接收器36相对于地面的定向。

探测器单元处理器40从接收器36接收致动信号22。因为信号生成器12会增强调制后的致动信号22的每个第一载波周期，因此探测器单元处理器40会检测致动信号22的每个第一载波周期的方向。因为边界内18的致动信号22的极性基本与边界外20的致动信号22的极性相反，所以边界内18接收的致动信号22的每个第一载波周期的方向基本与边界外20接收的致动信号22的每个第一载波周期的方向相反。另外，探测器单元处理器40会存储指示边界内18的致动信号22的每个第一载波周期的方向和边界外20的致动信号22的每个第一载波周期的方向的信息。

相应地，探测器单元处理器40考虑接收器36相对于地面的定向，并确定接收器36的天线的几乎垂直于地面的定向。探测器单元处理器40分析由几乎垂直于地面的天线接收的致动信号22的调制。换言之，探测器单元处理器40会考虑调制后的致动信号22的至少一个第一载波周期相对于存储的信息的方向，其中存储的信息表示边界内18的致动信号22的每个第一载波周期的方向和边界外20的致动信号22的每个第一载波周期的方向。探测器单元处理器40会确定接收的致动信号22的极性，无需使用单独的极性指示器，例如极性位或极性脉冲。另外，在分析致动信号22的调制时，探测器单元处理器40确定探测器单元16是在边界内18还是在边界外20。由于探测器单元16由动物携带，因此当探测器单元处理器40确定探测器单元16在边界内18时，探测器单元处理器40确定动物在边界内。类似地，当探测器单元处理器40确定探测器单元16在边界外时，探测器单元处理器40确定动物在边界外20。

当探测器单元16的接收器36没有接收到致动信号22时，探测器单元处理器40不会致动刺激生成器42。当探测器单元16与电线14存在一定距离而导致致动信号22的强度不足以被接收器36检测到时，接收器36接收不到致动信号22。接收器36接收不到致动信号22的情况包括：探测器单元16在边界内18并与电线14存在足够的距离；以及探测器单元16在边界外20并与电线14存在足够的距离。另外，当接收器36接收到致动信号22并确定探测器单元40在边界内18时，不论探测器单元16和电线14之间的距离如何，探测器单元处理器40都不会致动刺激生成器42。相反地，当探测器单元处理器40确定探测器单元16在边界内18并因此确定探测器单元16在边界外20时，探测器单元处理器40致动刺激生成器42。当刺激生成器42被致动后，其会向动物传递刺激，直到探测器单元处理器40使刺激生成器42失效。当探测器单元处理器40确定探测器单元16在边界内18时或者在从刺激生成器42被致动时开始的预定时间段届满时，探测器单元处理器40会使刺激生成器42失效。当探测器单元处理器40确定探测器单元16在边界外20并且探测器单元处理器40已按照如上所述使得刺激生成器42失效时，探测器单元处理器40不会致动刺激生成器42。

考虑到上述内容，动物可在边界内18的任何地方，探测器单元16不会向动物传递刺激。因此，动物围护系统10使得动物在边界内18的可用面积最大化。另外，当动物越过电线14时，即，从边界内18移动至边界外20时，探测器单元16向动物传递刺激，直到动物从边界外20返回至边界内18，鼓励动物留在边界内18。因此，动物围护系统10将动物围护在边界内18。另外，在动物移动到边界外20并且未在预定时间段内返回至边界内18的情况下，探测器单元16会停止向动物传递刺激。该安全特征防止探测器单元16在动物未返回至边界内18时传递过多的刺激，因为，例如当探测器单元16向动物传递刺激时，动物变得困惑，使得动物不会返回至边界内18。

上述室外围护系统的系统和方法包括用于检测相对于屏障电线的极性以及用于使用这种信息确定接收器的位置的方法的公开内容。应注意的是，上述室外围护系统不限于本极性检测方法，并可包括替选方法。室外围护系统可包括如美国专利号7,918,190所述的极性检测方法，仅举一例。通过引用将美国专利号7,918,190的全部内容合并至本文。还应注意的是，本文描述或合并的任何这类极性检测方法均可用于门槛屏障系统，如下文进一步所述。

上述公开内容描述了室外围护系统的元素。美国申请号13/844,411描述了一种电子宠物门。通过引用将该申请的全部内容合并至本文。

门槛屏障系统

如上所述，室外围护系统的系统和方法公开了通过使用典型地掩埋在个人财产的周边的边界电线围护动物。在边界电线上传输包括选择数据位上的振幅增强的调制后的信号，产生磁场，接收器与磁场相互作用，以检测边界电线上的信号极性。接收器使用多个感应器天线检测所传输的信号的磁场。接收器能通过感应器天线内感应的电压的极性确定接收器在边界电线的哪一侧。如果接收器检测到动物在边界区域外侧，则向动物施加刺激，直到动物返回至边界区域的内侧。

室外围护系统的“室内”实施例在室内实施这种系统，不使用周边边界电线。被称为门槛屏障系统的室内实施例与传输用于驱赶动物并使动物远离发射器的环形电磁信号的其他室内回避屏障系统不同。美国专利号7,046,152、美国专利号7,068,174、美国专利号7,117,822、美国专利号7,204,204、美国专利号7,278,376、美国专利号7,495,570和美国专利号8,342,135对这种系统进行了详细描述。通过引用将上述提及专利的每个的全部内容以相同的程度合并至本文，每个独立的专利均明确、单独地通过引用合并。典型地，这些公开的系统和方法在家中使用，用以使宠物远离家具和/或防止宠物进入或离开房间。如图9所示，在策略上，在房间各处放置发射器，以在被保护/防护的区域(如门、家具和浴室设施)周围形成环形磁场。注意，与室外动物围护系统(如上所述)以及与这些标准回避系统一起使用的接收器还能与如下所述的室内门槛屏障系统兼容，使得一个接收器可用于多个动物控制应用。在下文的讨论中，室内门槛屏障系统的接收器可为与室外围护系统公开的接收器相同的接收器。相应地，室内门槛屏障系统的接收器可为较大颈圈组件的一部分，该较大颈圈组件自身可包括处理单元、加速计和刺激生成器中的一个或多个。为下文讨论之目的，大体参考了与发射器部件相互作用以检测信号极性的接收器。根据下文讨论中术语“接收器”的背景，对接收器的参考还可大体指较大颈圈组件。

当在家中使用这些回避屏障以将动物围护在某些房间中或防止动物进入房间时，可能出现问题。仅举一例，因为传输的场是环形的，因此发射器的放置和包含通道所需的磁场大小可干扰动物在房屋内移动的能力。例如，如果将屏障放置在向走廊打开的门口，意在使动物留在房间外，那么环形传输格局需要大到足以挡住门，但也会延伸进入走廊，可能限制动物在走廊中的移动。类似地，如果将屏障放置在门口，意在让动物留在房间内，那么环形格局需要大到足以挡住门口，但也会延伸进入房间，可能限制动物在房间内的移动。(参见图9，940。)在这两个示例中，磁场从发射器处开始的直径需要大到足以防止动物直接跑过场，接收最小的刺激或接收不到刺激。

另外一个问题，由于接收器穿过标准回避场的环形磁场，因此接收器会将极性反转两次(如下文进一步所述)。提出内部门槛屏障系统，其提供能检测磁场极性的接收器，并只在接收器跨过门槛并且磁场的信号极性在感应器天线中反转时致动。对于被围护在房间内的动物，该系统将允许动物使用房间的完整范围，而不会接收到刺激，直到跨过门槛。相反地，对于被留在房间外的动物，这将允许动物使用走廊区域的完整范围，而不会接收到刺激，直到跨过门槛进入房间。而且，由于接收器登记了门槛跨越事件的正指示，因此对狗施加的刺激会持续，直到动物跨越门槛回去。利用门槛屏障系统，由于有上述提及的回避屏障，因此动物不能逃脱，即，动物不能直接跑过信号场。

上述门槛屏障系统的功能需要下述发射器，所述发射器设计成产生在接收器所在区域内仅沿着单一方向行进的磁场。本申请中使用的发射线圈产生的磁场是双向的，原因在于在线圈中流动的交流电流。为了简化本文所述设计理念的理解，磁场特征描述为沿单一方向行进。本文描述了用于产生能在门槛屏障系统中运行的磁场的两种方法。

标准的回避发射器使用环形发射器线圈1030产生如图10所示的磁场。电流在1014处进入发射器线圈并在1016处退出发射器线圈。图10示出了地板线1026相对于1022处所示线圈中心线的定向。随着接收器线圈(1002、1004和1006)越过发射器线圈，发射器线圈产生的磁通量线1010穿过相应接收器位置的接收器线圈1002、1004和1006，并产生输出信号以及与磁通量线的方向相关联的极性。如果在门槛应用中使用上述线圈设计，则会出现下述接收器性能特征。如图10所示，随着接收器线圈越过发射器线圈，从初始方向开始磁通量线存在两次反转。随着接收器进入发射器线圈的场，位置1(1002)处的接收器线圈输出的极性从+到-。随着接收器移动至发射器线圈中心处的位置2(1004)，接收器输出极性从-反转至+配置。此时，参考室外围护系统的上述接收器将产生纠正刺激输出。随着接收器继续移动跨过发射器线圈到达位置3(1006)，通量线再次反转，并且接收器线圈输出再次反转为位置1(1002)的输出，从+到-。结果，接收器的纠正刺激输出将停止，因为检测到的极性与内侧边界区1020的极性相同。因此，在进入发射器线圈信号场时，接收器线圈输出极性为与其退出发射器信号场时相同的极性。在接收器内部逻辑看来，动物已跨越回到内侧边界区1024，并且纠正刺激将停止。

为了使接收器(如上文参考室外围护系统所述)在越过门槛时正确运行，根据一实施例，接收器线圈信号极性必须仅反转一次。门槛产生的磁场必须相当均匀，并沿一个方向行进。为了产生这种类型的场，在门口门槛的低高度要求内，需要独特的线圈设计。

本文件描述了一种线圈设计构造，所述线圈设计构造提供均匀磁场，允许使用室外围护系统的传输信号和接收器要求提供线型、长度短的门槛屏障功能，以阻挡动物进入/离开通过门、走廊、楼梯等。

为了产生具有沿一个方向行进的适当磁场特征的磁场，根据一实施例，产生磁场的线圈必须转至如图11所示的水平位置。

如上所述，图11示出了发射器线圈1130，该发射器线圈产生具有沿一个方向行进的适当磁场特征的磁场1112。电流在1114处进入发射器线圈，并在1116处退出发射器线圈。图11示出了地板1126相对于1122处所示线圈中心线的定向。图11示出了线圈的中心线大致平行于地板。

利用这种类型的构造，随着接收器(1102、1106)越过发射器线圈，发射器线圈产生的磁通量线穿过接收器线圈并产生输出信号以及与磁通量线的方向相关联的极性。随着接收器进入发射器线圈的场，接收器位置1(1102)处的接收器线圈输出的极性从-到+。随着接收器移动至发射器线圈右边的接收器位置2(1106)，接收器输出极性从+反转至-。此时，上述参考室外围护系统的接收器将产生理想的纠正刺激输出。继续超过发射器线圈之外，磁通量线的方向仍然在相同的方向上，并且接收器线圈输出的极性保持不变。因此，继续产生接收器刺激输出，形成理想的围护/屏障功能。很明显，标准回避系统中使用的相同风格的大直径线圈不适合在本申请中使用，因为线圈的高度不利于个体走过，存在绊倒危险。

开发了新的线圈设计，以排除绊倒危险高度问题。开发了扁平天线线圈，以适应产生均匀磁场的要求。图12示出了上述线圈设计。线圈使用单层电线，根据一实施例，电线围绕0.25英寸的非磁性塑料芯材均匀地缠绕，如图12所示。芯可包括玻璃纤维材料。根据一实施例，线圈包括18线规的电线，电线以75圈的配置围绕这种芯平坦并排缠绕(图12B，1240)。线圈的0.25英寸的孔径足以产生能由接收器在线圈上方最高达6英尺的高度处检测到的磁场。线圈的薄型设计允许线圈以及周围塑料壳体的完整设计在高度上不超过0.5英寸，显著减少了其他线圈设计绊倒危险的发生。必要时可增加或减小线圈的整体长度，以适应形成动物屏障所需的广阔度。线圈的长度可放置在地板上，并与门槛对准，以限定上文参考图11所述的内边界和外边界。根据一实施例，线圈的中心线大致正交于限定内边界和外边界的平面，如图11所示。根据一替选实施例，磁性材料可并入(或代替)塑料芯的非磁性材料，以调整线圈的整体感应，从而提高线圈在门槛屏障系统内的性能。

如图12A所示，线圈可包括大约为0.250英寸(或6.35mm)的孔径1210、大约为2.4英寸(或60.96mm)的宽度1220以及大约为16.742英寸(或425.25mm)的长度1230。根据一实施例，在这种线圈的整个表面上，线圈的表面变化不超过1.5mm。

应注意的是，根据一实施例，通过门槛屏障系统的线圈的传输信号是交流信号。相应地，对应磁场的极性将在交流信号的每次1/2周期时反转。磁场是单磁场，但产生的磁通量线是双向的，原因在于交流激励信号。

上文已描述了相对于交流信号产生的磁场的极性检测系统和方法，并且根据一实施例，上述系统和方法还可用于实施相对于门槛屏障系统的一个或多个线圈的极性检测系统/方法。

除了上述的单一平坦线圈实施例，根据一替选实施例，可使用多个串联接线的较小线圈产生均匀方向磁通量线。每个较小线圈的线圈接线极性必须已知并明确，因为一个线圈的正端子必须连接至下一个线圈的负端子，以确保每个线圈形成的磁场在同一方向。线圈电力地接线，如图13所示。如图13所示，电流在1330处进入线圈构造，并在1340处退出线圈构造。当然，每个线圈中的圈数和线圈之间的间隔可变化。每个线圈都包括北极(或端子)1302、1304、1306、1308、1310。如图13所示，磁通量线在对应的北极1302、1304、1306、1308、1310处退出每个线圈。每个线圈都包括南极(或端子)1312、1314、1316、1318、1320。磁通量线在对应的南极1312、1314、1316、1318、1320处进入每个线圈。线圈必须如图14所示物理地布置，以使地板线和线圈中心线之间的定向类似于如图11所示的地板和线圈线的定向。如上所述，感应器之间的间隔和圈数将取决于希望在每个感应器内产生的磁场。对该构造的初步试验表明感应器间隔可在12英寸至18英寸的范围内，但实施例不限于此。

图15示出了串联接线的四个线圈，以提供门槛屏障系统。如图15所示的，电流在1530处进入多个线圈构造，并在1540处退出多个线圈构造。每个线圈都包括北极(或端子)1502、1504、1506、1508。磁通量线在对应的北极1502、1504、1506、1508退出每个线圈。线圈的每个都包括南极(或端子)1512、1514、1516、1518。磁通量线在对应的南极1512、1514、1516、1518进入每个线圈。线圈必须如图15所示物理地布置，以使地板线和线圈中心线之间的定向类似于如图11所示的地板和线圈线的定向。

如图15所示，每个线圈都呈现均匀围绕对应薄矩形带材料缠绕的电线。根据一实施例，每个这种带都包括大约为0.250英寸(或6.35mm)的高度(对应每个线圈的孔径)、大约为3.0英寸(或76.2mm)的宽度以及大约为3.9英寸(或99.06mm)的长度。注意，根据该实施例，带的宽度(大约为3.0英寸或76.2mm)略微大于线圈本身的宽度(大约为2.4英寸或60.96mm)。线圈之间的间隔大约为0.5英寸(或12.7mm)。根据一实施例，每个线圈都包括以60圈的配置围绕对应薄矩形带缠绕的20线规电线。当然，线圈为串联接线，如图15所示。

如上所述，门槛屏障系统(包括单个线圈或串联接线的多个线圈)可放置在地面上并与门槛对准，以限定内边界和外边界空间。然而，应注意的是，可沿直线边界放置一个或多个门槛屏障系统，以在不同位置限定内边界和外边界。仅举一例，多个屏障系统可端对端放置，以从墙壁到墙壁跨过房间限定直线边界，并在房间内建立围护区。

上述门槛屏障系统中使用的接收器可包括报告其在房屋中的“位置”的装置。与室外围护系统类似，室内门槛系统的发射器部件以致动信号的形式将二进制数据调制到载波信号上。注意，发射器部件可包括与上述室外围护系统所述的信号生成器的部件类似或相同的信号生成器、信号生成器处理器和/或调制器。在门槛屏障系统实施例中，调制后的致动信号在扁平线圈电线上传输或传输通过扁平线圈电线。调制后的信号包括选择数据位振幅增强，以促进屏障线圈附近的信号极性检测。接收器使用多个感应器天线检测传输信号的磁场。如果接收器(由动物佩戴)超出门槛之外(即，在参考图11的位置2)，则接收器会检测极性并向动物施加刺激。可向动物施加刺激，直到动物返回至门槛内的位置(即，至参考图11的位置1)。

根据一实施例，致动信号还可编码一个或多个屋内门槛屏障线圈的标识信息，以促进定位信息的收集和使用。例如，门槛屏障系统的用户可将门槛屏障线圈放置在房屋中的各个位置。每个对应的发射器部件可对具体识别特别线圈或门槛屏障的一系列识别位进行编码(并因此调制到载波上)。假设用户已将发射器线圈放置在将客厅和卧室隔开的内门口附近。作为常规和定期数据传输的一部分，发射器还发射自识别数据包。因此，致动信号识别其源发射器。根据该实施例，由动物佩戴的接收器还无线地耦联至LAN，LAN又进一步耦联至WAN。耦联至WAN可在接收器和远程服务器之间提供通信。当接收器跨过边界并登记极性的反转时，接收器可同时登记发射线圈的识别数据并将识别数据和极性信息连同对应于接收器检测到极性反转的时刻的时间戳一起传递至远程服务器。基于在安装门槛屏障系统时建立的初始配置参数，远程服务器可查找对应于已识别线圈的屋内位置。相应地，远程服务器可使用相对于屏障线圈的极性指示确定动物/接收器在房屋内的位置。

由于屏障专用致动信号的定期传输，可实时追踪定位数据。再如，佩戴接收器的宠物可能就在门槛屏障线圈的附近或正经过门槛屏障线圈。在这种情况下，对应的致动信号会报告检测到的极性以及该特别门槛屏障线圈的识别数据。极性指示以及发射器识别提供接收器相对于对应发射器的屋内位置的定位信息。这种定位信息联合远程存储的配置数据和/或查找表将指示(例如)宠物在房间内并在放置在门附近的屏障线圈的附近。根据一实施例，接收器会定期将这种定位信息和极性信息转发至远程服务器应用程序。相应地，远程服务器可基于门槛/接收器极性指示和门槛跨越事件实时监测并报告动物相对于屋内屏障位置的位置，并将这种宠物位置数据提供给移动计算平台，便于系统用户实时查看/访问。

公开的实施例的监测和检测功能还可提高对应产品的功能和性能。例如，假设所有人为住宅配备了电池供电大门，用于宠物进入/外出畅通无阻的功能。当检测到动物宠物接近门时，大门或进入/外出系统可自动开门。根据一实施例，室内门槛屏障系统的门槛屏障线圈可放置在同一扇门的附近，或者可替选地整合为宠物门自身的一部分。相应地，经过由屏障线圈产生的场的接收器会登记反转的极性(即，登记宠物经过宠物门的事件)，并且可将极性信息(即，检测事件的信息)和对应屏障线圈的识别信息传输至远程服务器。再假设进入/外出系统的部件通过LAN/WAN连接与本文所述实施例的远程服务器通信地耦联，即，耦联至追踪接收器相对于屏障门槛系统的屏障位置的位置数据的远程服务器。因此，远程服务器可将接收器/宠物的位置信息提供给进入/外出系统。相应地，当宠物在室内时(即，未离开宠物门并且未触发对应/整体屏障线圈的门槛跨越事件)，进入/外出系统可通过减少其搜索附近宠物的次数保存电池电量。然而，当宠物离开大门时(即，离开宠物门并触发对应/整体屏障线圈的门槛跨越事件)，则进入/外出系统可增加其搜索宠物的位置的频率，假设宠物将在室外度过短暂的时间，然后返回至大门。在替选实施例中，接收器和进入/外出系统可通过接收器和宠物门的部件之间的直接通信耦联实现类似的功能。

上述实施例中在远程服务器上运行的一个或多个应用程序还可给客户提供通过移动计算平台(如，智能手机和平板)能够访问的门槛屏障系统界面。该界面可基于接收到的极性指示和屏障线圈识别信息提供屋内宠物位置的视觉表示。此外，该界面可呈现门槛屏障系统中每个屏障线圈的状态信息以及配置选项。举一例，用户可选择特别的发射器线圈并限定“上(UP)”周期(或传输周期)和“下(DOWN)”周期(或非传输周期)。然后，远程服务器可将上/下状态数据提供给对应发射器(更确切地说是发射器部件可定期轮询远程服务器，以追溯这种状态信息)。相应地，然后用户可通过允许/禁止对应于特别区的屏障线圈的传输活动而允许/禁止宠物访问所述特别区。根据一替选实施例，远程服务器可直接将“上”或“下”状态信息传达至门槛屏障系统的接收器。在“上”状态下，将施加刺激。在“下”状态下，不会施加刺激。根据该实施例，用户可将接收器相对于门槛屏障系统的任意发射器线圈限定在“上”或“下”状态，持续选取的时间段。如果接收器检测到门槛跨越事件，则在“上”模式中时，接收器施加刺激，在“下”模式中时，不施加刺激。

用户可简单地使接收器的刺激生成器部件失效。如上所述，当接收器跨过特别门槛边界/线圈并检测到极性反转时，接收器可同时登记传输线圈的识别数据。颈圈可将识别数据、极性指示和时间戳传输至远程服务器，根据一实施例，远程服务器可查找用户提供的对应配置数据。用户可能已在特别时间使相对于该屏障线圈的接收器的刺激生成器部件失效(即，使接收器处于“下”状态)。远程服务器将指示“下”状态的数据信号返回至接收器。相应地，接收器不传递刺激。

相比于可使用交流电源为室外周边电线供电的室外围护系统，室内门槛围护系统需要在房屋各处分布发射器线圈，这可能不便于使用交流电源。因此，在这些情况和其他情况中需要电池供电发射器。相比于上述室内回避系统(使用发射器发射环形磁场)，室内门槛围护系统的一实施例中实施的信号生成器必须以非常高的速率传输数据，以便系统接收器成功检测到该实施例的发射器线圈发射的信号的极性。

如上所述，标准回避系统(产生环形磁场)的发射器需要相对较低的包传输速率，并可具有30天或以上的电池寿命。在门槛屏障系统中，需要以显著较高的速率发送信号包，以实现理想的功能，这在不使用大电池的情况下使电池寿命非常不理想，而大电池的成本非常高昂。提高传输速率的需要涉及接收器与门槛屏障线圈相互作用以检测跨越事件的方式。考虑到扁平线圈产生的场的强度，接收器/动物可快速经过或路过产生的场，而没有检测磁场的极性。这是因为实施例的接收器需要一定数量的数据包，以确认检测到的磁场的极性指示。如果与特别门槛屏障相关联的发射器部件没有以足够的速率传输数据包，则在接收器/动物路过门槛屏障磁场时，接收器可能不会接收到足以识别极性(或极性变换)的数据。换言之，提高的传输速率帮助接收器准确检测屏障线圈磁场，从而提高室内门槛屏障系统的可靠性。

如上所述，提高的传输速率会提高门槛屏障系统的可靠性，但也会耗尽电池电源。根据一实施例，门槛屏障系统的发射器部件可使用PIR(被动红外)运动传感设备在传输之前检测动物在特定屏障线圈附近的移动。发射器可完全关闭，然后当在附近检测到运动时启动并开始以高速率传输。该方法的一些优点是非常低的待机耗电量(当启用PIR运动传感设备时)。宠物颈圈接收器在靠近发射设备时将非常快速地响应，因为发射器在检测到移动后会以高速率发射。本领域技术人员可以理解运动的检测不限于使用PIR传感设备。还可使用其他技术检测运动。这些技术可包括但不限于：多普勒微波检测器和电容式接近传感器。

发射器通常放置在地板上。将至少一个运动检测设备整合入发射设备的上表面。当发射设备附近没有检测到运动时，发射器可处于非常低的占空比(或慢传输速率)或完全关闭。只在检测到附近有运动时发射器才将过渡至较高的占空比状态或开启。经过一定时间段后，较高的占空比状态将超时，或者当检测到的运动停止出现时，较高的占空比状态将超时。示例耗电量数字包括：

表1

表1给出了向发射器供电的1.9AHr直流电池的耗电量数字，假设发射器接收器系统的最大运行场高度为34英寸。该表给出了包传输速率、传输信号的接收器检测的最大宠物速度、平均电池供电电流以及基于PIR运动传感器的连续运行和20％运行的典型电池寿命。上面给出的数据对应于图12所示的发射器实施例。然而，要注意的是，图12和图15线圈设计的性能之间没有显著差别。

表1的数据意在表明当使用PIR运动传感来触发信号传输时电量节约有多显著。如果假设每天大约20％的运动，则性能(通过对高速宠物致动使用PIR运动传感的发射器)可增加大约5倍。例如，如果需要60tx/sec的传输速率并且每天大约检测4.8小时的运动，则使用PIR运动传感的发射器的电池寿命为29.5天，而不使用PIR运动传感的发射器大约为5.9天(即，大约少5倍)。

根据另一实施例，耗电量数字包括：

表2

表2给出了类似于表1的条件下的耗电量数字。根据该实施例，上表给出了向发射器供电的直流电池的耗电量数字，假设发射器接收器系统的最大运行场高度为34英寸。该表给出了“颈圈高度”、“场中总距离”以及“tx/secMPH”信息。“颈圈高度”指颈圈接收器与地板的距离(英寸)。注意，与表1相比，该表假设颈圈高度为24英寸，与34英寸相对。“场内总距离”指这样的范围，在该范围内在接收器经过由扁平线圈产生的磁场时接收器可检测到上述线圈的产生磁场。56.2英寸的总距离是指，从在产生场的一侧的检测点到在另一侧信号的丢失，接收器穿过该场总共行进56.2英寸。“tx/secMPH”域涉及具有接收器(即，动物)经过对应磁场的阈值速度的发射器的传输速率，超过该阈值速度则接收器不再检测到该磁场的极性信息。上面给出的数据对应于图12所示的发射器实施例。然而，图12和图15线圈设计的性能之间没有显著差别。要注意的是，表2的数字来源于初步数据收集工作。

上文表1的数据意在表明当使用PIR运动传感触发信号传输时电量节约有多显著。如果假设每天大约20％的运动，则性能(通过对高速宠物致动使用PIR运动传感的发射器)可增加大约5倍。例如，如果需要59tx/sec的传输速率并且每天大约检测4.8小时的运动，则使用PIR运动传感的发射器的电池寿命为13天，而不使用PIR运动传感的发射器(即，连续传输)大约为2.5天(即，大约少5倍)。

本文所述实施例包括一种系统，所述系统包括发射器单元和接收器，发射器单元包括发射器线圈、信号生成器和调制器。发射器线圈包括围绕薄带材料的长度均匀缠绕的电线。本文所述实施例将发射器单元放置在边界处。信号生成器产生包括数字数据的致动信号，并且调制器将致动信号调制到载波上。信号生成器将调制后的致动信号传输通过发射器线圈，其中调制后的致动信号的上述传输会在发射器线圈周围的区域内产生均匀磁场，并限定该区域的第一检测区和该区域的第二检测区。上述传输和产生包括增强载波的第一部分。接收器经过区域，其中接收器使用增强的第一部分的信息来检测第一检测区中均匀磁场的第一极性和第二检测区中均匀磁场的第二极性，第二极性包括第一极性的极性变换。

一实施例的薄带材料包括非磁性材料。

一实施例的薄带材料包括磁性材料。

一实施例的薄带材料包括矩形带材料。

一实施例的薄矩形带材料的长度大约为16.7英寸。

一实施例的薄矩形带材料的宽度大约为2.4英寸。

一实施例的薄矩形带材料的高度大约为0.25英寸，其中高度对应于发射器线圈的孔径。

一实施例的均匀缠绕电线包括18线规电线。

一实施例的均匀缠绕电线包括20线规电线。

一实施例的均匀缠绕的电线围绕薄带材料的长度以七十五圈的配置均匀地并排平坦缠绕。

一实施例的均匀缠绕的电线围绕薄带材料的长度以六十圈的配置均匀地并排平坦缠绕。

一实施例的将发射器单元放置在边界处包括将发射器线圈放置在边界处。

一实施例的将发射器线圈放置在边界处包括将薄带的长度与边界对准。

一实施例的发射器线圈的中心线大约正交于限定第一检测区和第二检测区的平面。

一实施例的将发射器单元放置在边界处包括以端对端的配置将至少两个发射器单元和对应发射器线圈放置在边界处，并将对应的薄带材料的长度与边界对准，其中对应的发射器线圈的中心线大约正交于限定第一检测区和第二检测区的平面。

一实施例的边界包括门槛。

一实施例的边界包括直线。

一实施例的薄带材料包括多个薄带。

一实施例的多个薄带材料的每个带为矩形。

一实施例的多个薄带的每个带的长度大约为3.9英寸，一实施例的多个薄带的每个带的宽度大约为3英寸，并且一实施例的多个薄带的每个带的高度大约为0.25英寸。

一实施例的多个薄带沿其长度对准，并间隔开大约0.5英寸。

一实施例的发射器线圈包括多个线圈，其中多个线圈的每个线圈包括围绕多个薄带的对应长度均匀地缠绕的电线。

一实施例的多个线圈为串联接线。

一实施例的多个线圈的中心线大致彼此平行，其中多个线圈的中心线大致正交于限定第一检测区和第二检测区的平面。

一实施例的经过区域包括越过发射器线圈。

一实施例的边界限定第一检测区和第二检测区。

一实施例的均匀磁场的通量线沿着对应于第一极性的第一检测区中的路径行进。

一实施例的均匀磁场的通量线沿着对应于第二极性的第二检测区中的路径行进。

一实施例的接收器检测第一极性，包括在第一检测区中指示接收器的位置。

一实施例的接收器检测第二极性，包括在第二检测区中指示接收器的位置。

一实施例的接收器检测第二极性，指示第一边界跨越事件。

一实施例的第一边界跨越事件包括接收器通过边界从第一检测区过渡至第二检测区。

一实施例的接收器包括刺激生成器，该刺激生成器在接收器检测到第二极性时施加刺激，该刺激生成器施加刺激，直到接收器再次检测到第一极性。

一实施例的施加刺激包括向佩戴接收器的动物施加刺激。

一实施例的接收器再次检测到第一极性包括指示第二边界跨越事件。

一实施例的第二边界跨越事件包括接收器通过边界从第二检测区过渡回到第一检测区。

一实施例的均匀磁场包括北极和南极，其中磁通量线在北极附近退出发射器线圈并在南极附近进入发射器线圈。

一实施例的致动信号包括用于接收器的运行指令，运行指令包括发射器线圈的一个或多个识别信息以及接收器的运行参数。

一实施例的数字数据包括多个数据包。

一实施例的将致动信号调制到载波上包括将多个数据包的每个数据包调制到对应多个载波上，所述载波包括相应多个载波。

一实施例的增强载波的第一部分包括增强每个相应多个载波的至少一部分。

一实施例的每个对应多个载波的至少一部分包括相应多个载波的至少一个初始载波。

一实施例的信号生成器确定至少一个初始载波的方向。

一实施例的至少一个初始载波的方向包括正方向。

一实施例的传输增强的第一部分包括提高对应于每个相应多个载波的至少一个部分的磁场的强度。

一实施例的提高磁场的强度包括在传输增强的第一部分时增加驱动通过发射器线圈的电流。

一实施例的增加驱动通过发射器线圈的电流包括增加对应感应电压的幅值。

一实施例的接收器使用增强的第一部分的信息来检测第一极性和第二极性，其中使用信息包括接收器的一个或多个感应器线圈检测对应感应电压。

一实施例的一个或多个感应器线圈包括三个相互正交的感应器线圈，其中接收器使用三轴加速计来确定一个或多个感应器线圈相对于三轴加速计的定向。

一实施例的发射器包括运动传感检测设备。

一实施例的运动传感检测设备包括被动红外(PIR)运动传感检测设备、多普勒微波雷达运动传感检测设备和电容式接近传感运动传感检测设备中的至少一个。

一实施例的信号生成器以高传输速率或低传输速率传输。

一实施例的低传输速率包括无传输。

一实施例的运动传感检测设备检测一个或多个对象的运动。

一实施例的一个或多个对象包括佩戴接收器的动物。

一实施例的运动传感检测设备检测发射器附近的运动。

一实施例的附近包括第一检测区和第二检测区的至少一部分。

一实施例的附近包括区域。

一实施例的附近包括大于区域的区。

一实施例的信号生成器在运动传感检测设备检测到运动时从低传输速率过渡至高传输速率。

一实施例的低传输速率和高传输速率的每个对应于一个或多个对象的最大检测速率。

一实施例的最大检测速率包括下述速率，超过该速率时，接收器不再检测到足以检测到第一极性和第二极性的增强的第一部分的信息。

一实施例的从低传输速率过渡至高传输速率包括提高一个或多个对象的最大检测速率。

一实施例的信号生成器在运动传感检测设备在一段时间内检测不到运动时从高传输速率过渡至低传输速率。

一实施例的使用运动传感检测设备检测到的运动信息在传输状态之间的过渡增加发射器单元的电池的运行寿命，其中传输状态包括低传输速率和高传输速率。

一实施例的使用运动传感检测设备检测到的运动信息在传输状态之间的过渡使发射器的电池的运行寿命增加大约五倍。

本文所述实施例包括一种系统，所述系统包括发射器单元和接收器，发射器单元包括发射器线圈、信号生成器和调制器。本文所述实施例包括将发射器线圈放置在边界处。一实施例的信号生成器产生包括数字数据的致动信号，并且调制器将致动信号调制到载波上。一实施例的信号生成器传输调制后的致动信号通过发射器线圈，其中传输调制后的致动信号会在发射器线圈周围的区域内产生均匀磁场，并限定该区域的第一检测区和该区域的第二检测区。一实施例的传输和产生包括增强载波的第一部分，其中均匀磁场包括沿着第一检测区中的第一方向和第二检测区中的第二方向行进的通量线，其中第一方向不同于第二方向。一实施例的接收器经过区域，接收器使用增强的第一部分的信息检测第一检测区中均匀磁场的第一极性和第二检测区中均匀磁场的第二极性，第二极性包括第一极性的极性变换，其中检测极性变换包括接收器跨过边界从第一检测区过渡至第二检测区。

本文所述实施例包括使用运动传感检测设备检测在发射器线圈附近的一个或多个对象的运动，其中附近包括区域，其中一个或多个对象包括接收器。

当检测到所述运动时，以第一速率传输一实施例的调制后的致动信号，否则以第二速率传输，其中第一速率不同于第二速率。

本文所述实施例包括将发射器线圈放置在边界处，产生包括多个数据包的致动信号，将致动信号调制到载波上，其中载波包括多个数据包，传输调制后的致动信号通过发射器线圈，上述传输调制后的致动信号在发射器周围的区域内产生均匀磁场，并限定该区域的第一检测区和该区域的第二检测区，上述传输和产生包括增强载波的第一部分。本文所述实施例包括使用运动传感检测设备检测发射器线圈附近的一个或多个对象的运动，其中附近包括区域。本文所述实施例包括当检测到运动时以第一速率传输调制后的致动信号，否则以第二速率传输，其中第一速率不同于第二速率。本文所述实施例包括使用经过区域的接收器检测到的信息(包括增强的第一部分的信息)以确定第一检测区中均匀磁场的第一极性和第二检测区中均匀磁场的第二极性，第二极性包括第一极性的极性变换，其中检测极性变换包括通过边界从第一检测区过渡至第二检测区，其中上述检测极性变换包括向佩戴接收器的动物施加刺激。

本文所述实施例包括将发射器线圈放置在边界处，其中发射器线圈包括围绕薄带材料的长度均匀缠绕的电线。本文所述实施例产生包括多个数据包的致动信号。本文所述实施例包括将致动信号调制到载波上，其中载波包括多个数据包。本文所述实施例包括传输调制后的致动信号通过发射器线圈，上述传输调制后的致动信号在发射器线圈周围的区域内产生均匀磁场，并限定区域的第一检测区和区域的第二检测区，上述传输和产生包括增强载波的第一部分。本文所述实施例包括使用经过区域的接收器检测到的信息(包括增强的第一部分的信息)以检测第一检测区中均匀磁场的第一极性和第二检测区中均匀磁场的第二极性，第二极性包括第一极性的极性变换，其中检测极性变换包括跨过边界从第一检测区过渡至第二检测区，其中均匀磁场的通量线沿着对应于第一极性的第一检测区中的路径并沿着对应于第二极性的第二检测区中的路径行进。

门槛屏障系统可为单个系统、多个系统和/或地理上分离的系统的部件。门槛屏障系统还可为单个系统、多个系统和/或地理上分离的系统的子部件或子系统。门槛屏障系统部件可耦接至主系统的一个或多个其他部件(未示出)或耦合至与主系统耦接的系统。

门槛屏障系统的一个或多个部件和/或耦接或连接了门槛屏障系统的对应界面、系统或应用程序包括处理系统和/或在处理系统下运行或与处理系统联合运行。处理系统包括一起运行的基于处理器的设备或计算设备，或处理系统或处理设备的部件的任意集合，如本领域已知的。例如，处理系统可包括便携式计算机、在通信网络中运行的便携式通信设备和/或网络服务器中的一种或多种。便携式计算机可为多个设备和或设备组合中的任何一种，所述设备选自：个人计算机、个人数字助理、便携式计算设备和便携式通信设备，但不限于此。处理系统可包括较大计算机系统内的部件。

一实施例的处理系统包括至少一个处理器和至少一个存储设备或子系统。处理系统还可包括至少一个数据库或耦联至至少一个数据库。本文普遍使用的术语“处理器”指任何逻辑处理单元，如一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)等。处理器和存储器可整体地整合至单个芯片，分布在多个芯片或部件中，和/或由一些算法组合提供。本文所述方法可在一个或多个软件算法、程序、固件、硬件、部件、电路的任何组合中实施。

包括门槛屏障系统的任何系统的部件可定位在一起或定位在分开的位置。通信路径耦合上述部件并包括用于在部件中传送或传递文件的任何媒体。通信路径包括无线连接、有线连接和混合的无线/有线连接。通信路径还包括网络耦接或连接，包括局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、专有网络、局间或后端网络，以及因特网(Internet)。此外，通信路径包括可移动固定媒体，如软盘、硬盘驱动器和CD-ROM盘，以及闪存RAM、通用串行总线(USB)连接、RS-232连接、电话线路、母线和电子邮件信息。

适合用于与本文所述实施例一起使用的计算机网络包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网或其他连接服务和网络变型，如万维网、公共互联网、专用网络、专用计算机网络、公共网络、移动网络、蜂窝网络、增值网络等。耦合或连接至网络的计算机设备可为任何允许访问网络的微处理器控制的设备，包括终端设备，如个人计算机、工作站、服务器、小型计算机、主架计算机、膝上型计算机、移动计算机、掌上计算机、手持式计算机、移动电话、TV机顶盒，或者它们的组合。计算机网络可包括多个LAN、WAN、因特网和计算机中的一种。计算机可充当服务器、客户端，或者它们的组合。

本文所述门槛屏障系统和对应系统及方法的方面可实施为编程为各种回路中任意一种的功能，包括可编程逻辑设备(PLD)，如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程阵列逻辑(PAL)设备、电可编程逻辑和存储设备、基于标准单元的设备以及专用集成电路(ASIC)。实施门槛屏障系统和对应系统和方法的方面的一些其他可能包括：带存储器(如电可擦可编程只读存储器(EEPROM))的微控制器、嵌入式微处理器、固件、软件等。此外，门槛屏障系统和对应系统和方法的方面可在下述微处理器中实施，所述微处理器具有基于软件的电路仿真、离散逻辑(顺序的和组合的)、自定义设备、模糊(神经)逻辑、量子设备，以及上述设备类型的任意的混合。当然，可以各种部件类型提供底层设备技术，如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)技术，如互补金属氧化物半导体(CMOS)；双极技术如射极耦合逻辑(ECL)；聚合物技术(如硅共轭聚合物和金属共轭聚合物-金属结构)、数模混合等。

要注意的是，本文公开的任何系统、方法和/或其他部件在其行为、寄存器传送、逻辑部件、晶体管、布局几何形状和/或其他特征方面可使用计算机辅助设计工具进行描述并表达(或表示)为在各种计算机可读媒体中实施的数据和/或指令。其中可实施这种格式化数据和/或指令的计算机可读媒体包括但不限于：各种形式的非易失性存储媒体(如光学、磁性或半导体存储媒体)，以及可用于通过无线、光学或有线信令媒体或者它们的任意组合传递这种格式化数据和/或指令的载波。由载波传递这种格式化数据和/或指令的示例包括但不限于：通过一个或多个数据传送协议(如HTTP、FTP、SMTP等)在因特网和/或其他计算机网络上传递(上传、下载、发电子邮件等)。当通过一个或多个计算机可读媒体在计算机系统内接收到时，上述部件的基于这种数据和/或指令的表达可由处理实体(如一个或多个处理器)在计算机系统内结合一个或多个其他系统程序的执行进行处理。

除非上下文另外明确要求，否则在整个说明书和权利要求中，术语“包括(comprise)”、“包含(comprising)”等视为包含意义，与排除性或全面性意义相对；即，取“包括但不限于”的意义。使用单数或复数的词语还分别包括复数或单数。此外，本申请中使用词语“在此(herein)”、“本文(hereunder)”、“上文”、“下文”以及类似意思的词语时是指整个本申请，并不指本申请的任何特别部分。在引用两个或多个项目的清单中使用词语“或”时，该词覆盖下述对该词的解释：清单中项目的任一个，清单中项目的所有，以及清单中项目的任意结合。

上文对门槛屏障系统和对应系统和方法的实施例的描述不意在为详尽的或将系统和方法限制为公开的确切形式。本领域技术人员可以理解，本文所述门槛屏障系统和对应系统和方法的具体实施例和示例为说明之目的，在系统和方法的范围内可有各种等效修改。本文提供的门槛屏障系统和对应系统和方法的教示可应用于其他系统和方法，不仅限于上述系统和方法。

上述各种实施例的元素和动作可结合，以提供其他实施例。可对上文详细描述的门槛屏障系统和对应系统和方法做出这些和其他改动。

Claims (71)

1.一种系统，包括：

发射器单元和接收器，所述发射器单元包括发射器线圈、信号生成器和调制器；

所述发射器线圈包括围绕薄带材料的长度均匀缠绕的电线；

将所述发射器单元放置在边界处；

所述信号生成器产生包括数字数据的致动信号，并且所述调制器将所述致动信号调制到载波上；

所述信号生成器传输调制后的致动信号通过所述发射器线圈，所述传输调制后的致动信号在所述发射器线圈周围的区域内产生均匀磁场，并限定所述区域的第一检测区和所述区域的第二检测区，所述传输和所述产生包括增强所述载波的第一部分；

所述接收器经过所述区域，所述接收器利用增强的第一部分的信息检测所述第一检测区中均匀磁场的第一极性和所述第二检测区中均匀磁场的第二极性，所述第二极性包括所述第一极性的极性变换。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述薄带材料包括非磁性材料。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述薄带材料包括磁性材料。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述薄带材料包括矩形带材料。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，薄的矩形带材料的长度约为16.7英寸。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，薄的矩形带材料的宽度约为2.4英寸。

7.根据权利要求4所述的系统，其中，薄的矩形带材料的高度约为0.25英寸，其中所述高度对应于所述发射器线圈的孔径。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述均匀缠绕的电线包括18线规的电线。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述均匀缠绕的电线包括20线规的电线。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述均匀缠绕的电线围绕所述薄带材料的长度以七十五圈的配置均匀地并排平坦缠绕。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述均匀缠绕的电线围绕所述薄带材料的长度以六十圈的配置均匀地并排平坦缠绕。

12.根据权利要求1所述的系统，所述将所述发射器单元放置在边界处包括将所述发射器线圈放置在所述边界处。

13.根据权利要求12所述的系统，所述将所述发射器线圈放置在边界处包括将薄带的长度与所述边界对准。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述发射器线圈的中心线大致正交于限定所述第一检测区和所述第二检测区的平面。

15.根据权利要求12所述的系统，所述将所述发射器单元放置在边界处包括将至少两个发射器单元和对应发射器线圈以端对端的配置放置在所述边界处，并将对应的所述薄带材料的长度与所述边界对准，其中所述对应发射器线圈的中心线大致正交于限定所述第一检测区和所述第二检测区的平面。

16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述边界包括门槛。

17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述边界包括直线。

18.根据权利要求1所述的系统，其中，所述薄带材料包括多个薄带。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述多个薄带中的每个带为矩形。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述多个薄带中的每个带的长度约为3.9英寸，所述多个薄带中的每个带的宽度约为3英寸，并且所述多个薄带中的每个带的高度约为0.25英寸。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述多个薄带沿其长度对准，并间隔开大约0.5英寸。

22.根据权利要求18所述的系统，其中，所述发射器线圈包括多个线圈，其中所述多个线圈中的每个线圈包括围绕所述多个薄带的对应长度均匀地缠绕的电线。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述多个线圈为串联接线。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述多个线圈的中心线大致彼此平行，其中所述多个线圈的中心线大致正交于限定所述第一检测区和所述第二检测区的平面。

25.根据权利要求1所述的系统，所述经过所述区域包括越过所述发射器线圈。

26.根据权利要求1所述的系统，其中，所述边界限定所述第一检测区和所述第二检测区。

27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述均匀磁场的通量线沿着对应于所述第一极性的所述第一检测区中的路径行进。

28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述均匀磁场的通量线沿着对应于所述第二极性的所述第二检测区中的路径行进。

29.根据权利要求28所述的系统，所述接收器检测到所述第一极性包括指示所述接收器在所述第一检测区中的位置。

30.根据权利要求29所述的系统，所述接收器检测到所述第二极性包括指示所述接收器在所述第二检测区中的位置。

31.根据权利要求30所述的系统，所述接收器检测到所述第二极性指示第一边界跨越事件。

32.根据权利要求31所述的系统，所述第一边界跨越事件包括所述接收器通过所述边界从所述第一检测区过渡至所述第二检测区。

33.根据权利要求32所述的系统，所述接收器包括刺激生成器，所述刺激生成器在所述接收器检测到所述第二极性时施加刺激，所述刺激生成器施加所述刺激直到所述接收器再次检测到所述第一极性。

34.根据权利要求33所述的系统，所述施加刺激包括向佩戴所述接收器的动物施加所述刺激。

35.根据权利要求33所述的系统，所述接收器再次检测到所述第一极性包括指示第二边界跨越事件。

36.根据权利要求35所述的系统，所述第二边界跨越事件包括所述接收器通过所述边界从所述第二检测区过渡回到所述第一检测区。

37.根据权利要求1所述的系统，其中，所述均匀磁场包括北极和南极，其中磁通量线在所述北极附近退出所述发射器线圈并在所述南极附近进入所述发射器线圈。

38.根据权利要求1所述的系统，所述致动信号包括用于所述接收器的运行指令，所述运行指令包括所述发射器线圈的一个或多个识别信息以及所述接收器的运行参数。

39.根据权利要求1所述的系统，所述数字数据包括多个数据包。

40.根据权利要求39所述的系统，所述将所述致动信号调制到载波上包括将所述多个数据包的每个数据包调制到相应多个载波上，所述载波包括所述相应多个载波。

41.根据权利要求40所述的系统，所述增强所述载波的第一部分包括增强每个相应多个载波的至少一部分。

42.根据权利要求41所述的系统，每个相应多个载波的所述至少一部分包括所述相应多个载波的至少一个初始载波。

43.根据权利要求42所述的系统，所述信号生成器确定所述至少一个初始载波的方向。

44.根据权利要求43所述的系统，其中，所述至少一个初始载波的方向包括正方向。

45.根据权利要求44所述的系统，传输增强的第一部分包括提高与每个相应多个载波的至少一部分相对应的磁场的强度。

46.根据权利要求45所述的系统，提高所述磁场的强度包括在传输增强的第一部分时增加驱动通过所述发射器线圈的电流。

47.根据权利要求46所述的系统，所述增加驱动通过所述发射器线圈的电流包括增加相应感应电压的幅值。

48.根据权利要求47所述的系统，所述接收器利用增强的第一部分的信息检测所述第一极性和所述第二极性，其中利用所述信息包括所述接收器的一个或多个感应器线圈检测所述相应感应电压。

49.根据权利要求48所述的系统，其中，所述一个或多个感应器线圈包括三个相互正交的感应器线圈，其中所述接收器使用三轴加速计来确定所述一个或多个感应器线圈相对于所述三轴加速计的定向。

50.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发射器包括运动传感检测设备。

51.根据权利要求50所述的系统，其中，所述运动传感检测设备包括被动红外(PIR)运动传感检测设备、多普勒微波雷达运动传感检测设备和电容式接近传感运动传感检测设备中的至少一种。

52.根据权利要求51所述的系统，其中，所述信号生成器以高传输速率或低传输速率传输。

53.根据权利要求52所述的系统，其中，所述低传输速率包括无传输。

54.根据权利要求52所述的系统，其中，所述运动传感检测设备检测一个或多个对象的运动。

55.根据权利要求54所述的系统，其中，所述一个或多个对象包括佩戴所述接收器的动物。

56.根据权利要求55所述的系统，其中，所述运动传感检测设备检测所述发射器附近的运动。

57.根据权利要求56所述的系统，其中，所述附近包括所述第一检测区和所述第二检测区的至少一部分。

58.根据权利要求56所述的系统，其中，所述附近包括所述区域。

59.根据权利要求56所述的系统，其中，所述附近包括大于所述区域的区。

60.根据权利要求56所述的系统，其中，所述信号生成器在所述运动传感检测设备检测到运动时从所述低传输速率过渡至所述高传输速率。

61.根据权利要求60所述的系统，其中，所述低传输速率和所述高传输速率中的每个均对应于所述一个或多个对象的最大检测速率。

62.根据权利要求61所述的系统，其中，所述最大检测速率包括这样的速率，在超过该速率时，所述接收器不再检测足以检测到所述第一极性和所述第二极性的增强的第一部分的信息。

63.根据权利要求62所述的系统，其中，从所述低传输速率过渡至所述高传输速率包括增加所述一个或多个对象的所述最大检测速率。

64.根据权利要求63所述的系统，其中，所述信号生成器在所述运动传感检测设备在一段时间内检测不到运动时从所述高传输速率过渡至所述低传输速率。

65.根据权利要求64所述的系统，利用所述运动传感检测设备检测到的运动信息在传输状态之间的所述过渡增加所述发射器单元的电池的使用寿命，其中所述传输状态包括所述低传输速率和所述高传输速率。

66.根据权利要求65所述的系统，利用所述运动传感检测设备检测到的运动信息在传输状态之间的所述过渡使发射器的电池的使用寿命增加大约五倍。

67.一种系统，包括：

发射器单元和接收器，所述发射器单元包括发射器线圈、信号生成器和调制器；

将所述发射器线圈放置在边界处；

所述信号生成器产生包括数字数据的致动信号，并且所述调制器将所述致动信号调制到载波上；

所述信号生成器传输调制后的致动信号通过所述发射器线圈，所述传输调制后的致动信号在所述发射器线圈周围的区域内产生均匀磁场，并限定所述区域的第一检测区和所述区域的第二检测区，所述传输和所述产生包括增强所述载波的第一部分，其中所述均匀磁场包括沿所述第一检测区中的第一方向和所述第二检测区中的第二方向行进的通量线，其中所述第一方向不同于所述第二方向；

所述接收器经过所述区域，所述接收器利用增强的第一部分的信息检测所述第一检测区中所述均匀磁场的第一极性和所述第二检测区中所述均匀磁场的第二极性，所述第二极性包括所述第一极性的极性变换，其中检测所述极性变换包括所述接收器跨过所述边界从所述第一检测区过渡至所述第二检测区。

68.根据权利要求67所述的系统，所述系统包括使用运动传感检测设备检测所述发射器线圈附近的一个或多个对象的运动，其中所述附近包括所述区域，其中所述一个或多个对象包括所述接收器。

69.根据权利要求68所述的系统，当检测到所述运动时，以第一速率传输调制后的致动信号，否则以第二速率传输，其中所述第一速率不同于所述第二速率。

70.一种方法，包括：

将发射器线圈放置在边界处；

产生包括多个数据包的致动信号；

将所述致动信号调制到载波上，其中所述载波包括所述多个数据包；

传输调制后的致动信号通过所述发射器线圈，所述传输调制后的致动信号在所述发射器线圈周围的区域内产生均匀磁场，并限定所述区域的第一检测区和所述区域的第二检测区，所述传输和所述产生包括增强所述载波的第一部分；

使用运动传感检测设备检测所述发射器线圈附近的一个或多个对象的运动，其中所述附近包括所述区域；

当检测到所述运动时，以第一速率传输调制后的致动信号，否则以第二速率传输，其中所述第一速率不同于所述第二速率；

利用由经过所述区域的接收器检测到的信息，包括增强的第一部分的信息，确定所述第一检测区中所述均匀磁场的第一极性和所述第二检测区中所述均匀磁场的第二极性，所述第二极性包括所述第一极性的极性变换，其中检测所述极性变换包括通过所述边界从所述第一检测区过渡至所述第二检测区，其中所述检测所述极性变换包括向佩戴所述接收器的动物施加刺激。

71.一种方法，包括：

将发射器线圈放置在边界处，其中所述发射器线圈包括围绕薄带材料的长度均匀缠绕的电线；

产生包括多个数据包的致动信号；

将所述致动信号调制到载波上，其中所述载波包括多个数据包；

传输调制后的致动信号通过所述发射器线圈，所述传输调制后的致动信号在所述发射器线圈周围的区域内产生均匀磁场，并限定所述区域的第一检测区和所述区域的第二检测区，所述传输和所述产生包括增强所述载波的第一部分；以及

利用由经过所述区域的接收器检测到的信息，包括增强的第一部分的信息，检测所述第一检测区中所述均匀磁场的第一极性和所述第二检测区中所述均匀磁场的第二极性，所述第二极性包括所述第一极性的极性变换，其中检测所述极性变换包括跨过所述边界从所述第一检测区过渡至所述第二检测区，其中所述均匀磁场的通量线沿着对应于所述第一极性的所述第一检测区中的路径并沿着对应于所述第二极性的所述第二检测区中的路径行进。