CN106483583B - 电子标签的定位系统、方法及电子标签探测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子标签的定位系统、方法及电子标签探测仪，其中，所述定位系统包括显示模块、初步定位模块和精确定位模块。所述显示模块用于显示电子标签的位置；所述初步定位模块用于在接收到电子标签的坐标指令时，通过内置的电子地图对电子标签进行定位，使显示模块显示出电子标签的位置；所述精确定位模块用于产生磁场，根据电子标签对所述磁场的干扰，对电子标签进行精确定位。所述定位系统具有初步定位和精确定位两种定位模式，作业人员先通过初步定位模块定位出电子标签的大致位置，到达该位置后，再通过精确定位模块，对电子标签进行最终的定位，提高了电子标签的定位效率和准确度。

Description

电子标签的定位系统、方法及电子标签探测仪

技术领域

本发明涉及探测领域，尤其涉及一种电子标签的定位系统、方法及电子标签探测仪。

背景技术

图1所示为一种电子标签，在地下管线建设和维护过程中，所述电子标签10可按照一定的间隔埋设，也可在改变走向的拐弯处和在一些事件点进行埋设以示标记。所述电子标签10需与地下管线探测仪配合使用，构成地下管线电子标识系统。目前电子标签的探测仪在进行电子标签定位时，是通过提示声音大小及屏幕显示分贝数大小来判断距离电子标签的远近。在探测时，由于没有方向提示，需要手持探测仪前后左右改变位置才能判断电子标签在什么方向，导致探测时间长，探测准确度不高。另外，现有的电子标签探测仪并不具备远程定位功能，用户只能通过其他方式对电子标签进行初步定位，再运用探测仪探测电子标签的准确位置，探测效率不高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电子标签的定位系统、方法及电子标签探测仪，具有初步定位和精确定位两种定位模式，提高了电子标签的定位效率。

本发明的技术方案如下：

一种电子标签的定位系统，包括：

显示模块，用于显示电子标签的位置；

初步定位模块，用于在接收到电子标签的坐标指令时，通过内置的电子地图对电子标签进行定位，使显示模块显示出电子标签的位置；

精确定位模块，用于产生磁场，根据电子标签对所述磁场的干扰，对电子标签进行精确定位。

所述的电子标签的定位系统中，所述精确定位模块包括：

探测天线，用于产生磁场；

多个霍尔传感器，在与探测天线的中轴线垂直的面上，以中轴线为圆心均匀的设置；

处理单元，用于根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，判断电子标签的位置。

所述的电子标签的定位系统中，所述处理单元与多个霍尔传感器连接，所述处理单元具体用于根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，比较得出检测的磁感应强度最弱的霍尔传感器，将磁感应强度最弱的霍尔传感器所在的方位对应在显示模块中显示为电子标签的位置。

所述的电子标签的定位系统中，所述探测天线为线圈天线。

所述的电子标签的定位系统中，所述霍尔传感器的数量为8个。

一种基于电子标签的定位系统的电子标签的定位方法，包括如下步骤：

A、初步定位模块在接收到电子标签的坐标指令时，通过内置的电子地图对电子标签进行定位，使显示模块显示出电子标签的位置；

B、精确定位模块产生磁场，根据电子标签对所述磁场的干扰，对电子标签进行精确定位；

C、显示模块显示电子标签的位置。

所述的电子标签的定位方法中，所述步骤B具体包括：

B1、由探测天线产生磁场；

B2、多个霍尔传感器检测所在位置的磁感应强度；

B3、处理单元根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，判断电子标签的位置。

所述的电子标签的定位方法中，所述步骤B3具体包括：处理单元根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，比较得出检测的磁感应强度最弱的霍尔传感器，将磁感应强度最弱的霍尔传感器所在的方位对应在显示模块中显示为电子标签的位置。

所述的电子标签的定位方法中，所述探测天线为线圈天线。

一种电子标签探测仪，包括如上所述的电子标签的定位系统。

本发明提供一种电子标签的定位系统、方法及电子标签探测仪，其中，所述定位系统包括显示模块、初步定位模块和精确定位模块。所述显示模块用于显示电子标签的位置；所述初步定位模块用于在接收到电子标签的坐标指令时，通过内置的电子地图对电子标签进行定位，使显示模块显示出电子标签的位置；所述精确定位模块用于产生磁场，根据电子标签对所述磁场的干扰，对电子标签进行精确定位。所述定位系统具有初步定位和精确定位两种定位模式，作业人员先通过初步定位模块定位出电子标签的大致位置，到达该位置后，再通过精确定位模块，对电子标签进行最终的定位，提高了电子标签的定位效率和准确度。

附图说明

图1为现有的电子标签的结构示意图。

图2为本发明所述电子标签的定位系统的结构框图。

图3为本发明所述电子标签的定位系统中，精确定位模块的工作原理示意图。

图4为本发明所述电子标签的定位系统中，霍尔传感器相对于探测天线的分布图。

图5为本发明所述电子标签的定位方法的方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种电子标签的定位系统、方法及电子标签探测仪，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图2，本发明提供的电子标签的定位系统，包括初步定位模块20、精确定位模块30和显示模块40。

初步定位模块20，用于在接收到电子标签的坐标指令时，通过内置的电子地图对电子标签进行定位，使显示模块40显示出电子标签的位置。所述电子地图为GPS电子地图。所述初步定位模块20具体用于，在接收到电子标签的坐标指令时，通过内置的GPS电子地图对电子标签进行定位，通过GPS获取电子标签探测仪当前所在的位置，计算电子标签探测仪当前的位置与电子标签位置之间的距离、方向和路线，并通过显示模块40显示出来。换而言之，作业人员只需输入电子标签的坐标，即可得知电子标签离作业人员的距离，还能获得具体路线，非常方便和实用。

由于所述GPS电子地图的定位误差有2-3米，故还需精确定位模块30对电子标签进行精确定位。

所述精确定位模块30，用于产生磁场，根据电子标签对所述磁场的干扰，对电子标签进行精确定位。具体的，所述精确定位模块30包括一个启动单元，用于在电子标签探测仪当前的位置与电子标签的位置重合时（即，作业人员通过初步定位模块20的指引到达电子标签所在的位置时），自动启动所述精确定位模块30，对电子标签进行精确定位。初步定位之后，再进行精确定位，相当的节能环保，初步定位和精确定位集成在电子标签探测仪中，极大的提高了实用性和探测效率。

所述显示模块40，用于显示电子标签10的位置。

进一步的，所述精确定位模块30包括探测天线310、多个霍尔传感器（磁场传感器）320、与多个霍尔传感器320连接的处理单元330。

请一并参阅图3和图4，所述探测天线310，用于产生磁场，产生的磁场中，磁感线如图3虚线箭头所示，形成一个磁感应区。所述探测天线310为线圈天线，线圈天线通电后，产生磁场。

多个霍尔传感器320，在与探测天线310的中轴线垂直的面上，以中轴线为圆心均匀的设置。由于多个霍尔传感器320均匀设置，以探测天线310中轴线为中心，正北方为基准，每个霍尔传感器320相对于探测天线310的中轴线都会形成一个夹角，当有霍尔传感器检测到的磁感应强度异常时，即可根据该霍尔传感器对电子标签10进行定位，非常准确和方便。而且，霍尔传感器320的数量越多，定位越准确。优选的，所述霍尔传感器320的数量为12个。而本实施例中，如图4所示，所述霍尔传感器的数量为8个，8个霍尔传感器分别表示八个方位：北（前）、南（后）、西（左）和东（右）。

优选的，所述霍尔传感器320设置在探测天线310的一端；多个霍尔传感器320所在的面，与探测天线310的一端保持一定距离。这样设置有利于节省电子标签探测仪的体积，提高探测精度。所述一定距离可根据探测天线310形成的磁场的强度和霍尔传感器320之间的距离而定。

所述处理单元330，用于根据多个霍尔传感器320检测到的磁感应强度，判断电子标签10的位置。具体的，所述处理单元330用于根据多个霍尔传感器320检测到的磁感应强度，比较得出检测的磁感应强度最弱的霍尔传感器，将磁感应强度最弱的霍尔传感器所在的方位对应在显示模块50中显示为电子标签10的位置。由于电子标签10会影响到磁感应区的磁感应强度，故靠近电子标签10一侧的霍尔传感器感应到的磁感应强度会变弱，所述处理单元330只需比较得出磁感应强最弱的霍尔传感器所在的方位，即可获知电子标签的位置，非常方便和实用。

所述显示模块50，用于显示处理单元330得出的电子标签的位置，具体的，所述显示模块50存储有电子地图，所述显示模块50在电子地图上显示电子标签的位置。

因此，本发明提供的电子标签的定位系统，通过在垂直探测天线中轴线的面上，以中轴线为圆心均匀的设置多个霍尔传感器。充分利用了电磁感应原理，处理单元只需比较得出磁感应强最弱的霍尔传感器所在的方位，即可获知电子标签的位置，在距离电子标签平面距离2~3米内效果非常好，实现了自动精确识别电子标签，提高了定位速度和精度，无需手持探测仪前后左右改变位置来检测。

进一步的，所述处理单元330包括基准单元、电压比较单元和控制单元。

所述基准单元，用于获取正北方向，以正北方向为基准。

所述电压比较单元，用于比较与处理单元330连接的霍尔传感器输出的电压，得出输出电压最低的霍尔传感器。霍尔传感器检测的电压越低，说明磁感应强度越弱。

所述控制单元，用于根据预先设置的各个霍尔传感器相对于基准（正北方向）的位置关系，具体的，根据预先设置的各个霍尔传感器相对于基准（正北方向）的夹角，得出输出电压最低的霍尔传感器与基准的夹角，控制显示模块将电子标签的位置对应的在电子地图上显示出来。

由此可知，所述处理单元只需比较设置在探测天线各个方位上的霍尔传感器输出的电压即可识别电子标签的位置，无需复杂的电路设计或者逻辑运算，简单实用，所述处理单元可以由模拟电路构成，当然，也可以是MCU，本发明不作限定。

基于上一实施例提供的电子标签的定位系统，本发明还提供一种电子标签的定位方法，如图5所示，所述定位方法包括如下步骤：

S10、初步定位模块在接收到电子标签的坐标指令时，通过内置的电子地图对电子标签进行定位，使显示模块显示出电子标签的位置。所述电子地图为GPS电子地图。所述步骤S10具体包括：初步定位模块在接收到电子标签的坐标指令时，通过内置的GPS电子地图对电子标签进行定位，通过GPS获取电子标签探测仪当前所在的位置，计算电子标签探测仪当前的位置与电子标签位置之间的距离、方向和路线，并通过显示模块显示出来。换而言之，作业人员只需输入电子标签的坐标，即可得知电子标签离作业人员的距离，还能获得具体路线，非常方便和实用。

由于所述GPS电子地图的定位误差有2-3米，故还需精确定位模块对电子标签进行精确定位。

S20、精确定位模块产生磁场，根据电子标签对所述磁场的干扰，对电子标签进行精确定位。

S30、显示模块显示电子标签的位置，具体的，根据初步定位模块或精确定位模块的定位，在电子地图上显示电子标签的位置。

进一步的，所述步骤S20具体包括如下步骤：

S210、启动单元，用于在电子标签探测仪当前的位置与电子标签的位置重合时（即，作业人员通过初步定位模块20的指引到达电子标签所在的位置时），自动启动所述精确定位模块，对电子标签进行精确定位，具体的，自动启动探测天线产生磁场。初步定位之后，再进行精确定位，相当的节能环保，初步定位和精确定位集成在电子标签探测仪中，极大的提高了实用性和探测效率。

S220、由探测天线产生磁场；在与探测天线的中轴线垂直的面上，以中轴线为圆心均匀的设置有多个霍尔传感器。所述探测天线，用于产生磁场，产生的磁场中，磁感线如图3虚线箭头所示，形成一个磁感应区。所述探测天线310为线圈天线，线圈天线通电后，产生磁场。

S230、多个霍尔传感器检测所在位置的磁感应强度。由于多个霍尔传感器均匀设置，以探测天线中轴线为中心，正北方为基准，每个霍尔传感器相对于探测天线的中轴线都会形成一个夹角，当有霍尔传感器检测到的磁感应强度异常时，即可根据该霍尔传感器对电子标签进行定位，非常准确和方便。而且，霍尔传感器的数量越多，定位越准确。优选的，所述霍尔传感器的数量为12个。而本实施例中，如图4所示，所述霍尔传感器的数量为8个，8个霍尔传感器分别表示八个方位：北（前）、南（后）、西（左）和东（右）。

优选的，所述霍尔传感器设置在探测天线的一端；多个霍尔传感器所在的面，与探测天线的一端保持一定距离。这样设置有利于节省电子标签探测仪的体积，提高探测精度。所述一定距离可根据探测天线形成的磁场的强度和霍尔传感器之间的距离而定。

S240、处理单元根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，判断电子标签的位置。进一步的，所述步骤S240具体包括：处理单元根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，比较得出检测的磁感应强度最弱的霍尔传感器，将磁感应强度最弱的霍尔传感器所在的方位对应在显示模块中显示为电子标签的位置。由于电子标签会影响到磁感应区的磁感应强度，故靠近电子标签一侧的霍尔传感器感应到的磁感应强度会变弱，所述处理单元只需比较得出磁感应强最弱的霍尔传感器所在的方位，即可获知电子标签的位置，非常方便和实用。

因此，本发明提供的电子标签的定位方法，通过在垂直探测天线中轴线的面上，以中轴线为圆心均匀的设置多个霍尔传感器。充分利用了电磁感应原理，处理单元只需比较得出磁感应强最弱的霍尔传感器所在的方位，即可获知电子标签的位置，在距离电子标签平面距离2~3米内效果非常好，实现了自动识别电子标签，提高了定位速度和精度，无需手持探测仪前后左右改变位置来检测。

更进一步的，所述步骤S240包括：

S241、基准单元获取正北方向，以正北方向为基准。

S242、电压比较单元比较与处理单元连接的霍尔传感器输出的电压，得出输出电压最低的霍尔传感器。霍尔传感器检测的电压越低，说明磁感应强度越弱。

S243、控制单元根据预先设置的各个霍尔传感器相对于基准（正北方向）的位置关系，具体的，根据预先设置的各个霍尔传感器相对于基准（正北方向）的夹角，得出输出电压最低的霍尔传感器与基准的夹角，控制显示模块将电子标签的位置对应的在电子地图上显示出来。

由此可知，所述处理单元只需比较设置在探测天线各个方位上的霍尔传感器输出的电压即可识别电子标签的位置，无需复杂的电路设计或者逻辑运算，简单实用，所述处理单元可以由模拟电路构成，当然，也可以是MCU，本发明不作限定。

基于上一实施例提供的电子标签的定位系统，本发明还提供一种电子标签探测仪，包括如上所述的电子标签的定位系统。由于所述探测仪的具体探测原理及结构在上一实施例中已详细阐述，在此不再赘述。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种电子标签的定位系统，其特征在于，包括：

显示模块，用于显示电子标签的位置；

初步定位模块，用于在接收到电子标签的坐标指令时，通过内置的电子地图对电子标签进行定位，使显示模块显示出电子标签的位置；

精确定位模块，用于产生磁场，根据电子标签对所述磁场的干扰，对电子标签进行精确定位；

所述精确定位模块包括：

探测天线，用于产生磁场；

多个霍尔传感器，在与探测天线的中轴线垂直的面上，以中轴线为圆心均匀的设置；

处理单元，用于根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，判断电子标签的位置；

所述精确定位模块包括一个启动单元，用于在电子标签探测仪当前位置与电子标签重合时，自动启动所述精确定位模块对电子标签进行精确定位；

所述处理单元与多个霍尔传感器连接，所述处理单元具体用于根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，比较得出检测的磁感应强度最弱的霍尔传感器，将磁感应强度最弱的霍尔传感器所在的方位对应在显示模块中显示为电子标签的位置。

2.根据权利要求1所述的电子标签的定位系统，其特征在于，所述探测天线为线圈天线。

3.根据权利要求1所述的电子标签的定位系统，其特征在于，所述霍尔传感器的数量为8个。

4.一种基于如权利要求1-3任意一项所述电子标签的定位系统的电子标签的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、初步定位模块在接收到电子标签的坐标指令时，通过内置的电子地图对电子标签进行定位，使显示模块显示出电子标签的位置；

B、精确定位模块产生磁场，根据电子标签对所述磁场的干扰，对电子标签进行精确定位；

所述步骤B具体包括：

B1、由探测天线产生磁场；

B2、多个霍尔传感器检测所在位置的磁感应强度；

B3、处理单元根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，判断电子标签的位置；

所述B2具体包括：

S210、启动单元，用于在电子标签探测仪当前的位置与电子标签的位置重合时（即，作业人员通过初步定位模块的指引到达电子标签所在的位置时），自动启动所述精确定位模块，对电子标签进行精确定位，具体的，自动启动探测天线产生磁场；

220、由探测天线产生磁场；在与探测天线的中轴线垂直的面上，以中轴线为圆心均匀的设置有多个霍尔传感器；

S230、多个霍尔传感器检测所在位置的磁感应强度；

S240、处理单元根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，判断电子标签的位置；

所述步骤B3具体包括：处理单元根据多个霍尔传感器检测到的磁感应强度，比较得出检测的磁感应强度最弱的霍尔传感器，将磁感应强度最弱的霍尔传感器所在的方位对应在显示模块中显示为电子标签的位置；

C、显示模块显示电子标签的位置。

5.根据权利要求4所述的电子标签的定位方法，其特征在于，所述探测天线为线圈天线。

6.一种电子标签探测仪，其特征在于，包括如权利要求1-3任意一项所述的电子标签的定位系统。