CN108401225B - 数据处理方法、装置、报警方法、报警装置及报警设备 - Google Patents

数据处理方法、装置、报警方法、报警装置及报警设备 Download PDF

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CN108401225B CN201810157708.6A CN201810157708A CN108401225B CN 108401225 B CN108401225 B CN 108401225B CN 201810157708 A CN201810157708 A CN 201810157708A CN 108401225 B CN108401225 B CN 108401225B
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Abstract

本发明公开一种数据处理方法、装置、报警方法、报警装置及报警设备。包括：接收目标发送的第一请求，向所述目标发送第一响应；确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差；接收所述目标发送的第二请求；根据所述第一时间差和第二时间差，确定所述目标的距离数据；根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据。根据本发明提供的方法，可解决现有技术中位置数据精度低、实时性差的问题。

Description

数据处理方法、装置、报警方法、报警装置及报警设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据处理方法、装置、报警方法、报警装置装置及报警设备。
背景技术
随着技术的发展，数据的获取和处理在信息技术中越来越重要。
具体在位置数据的获取和处理方面，通过GPS(全球定位系统)、蓝牙、WIFI、4G等技术得到的位置数据存在精度低、效率低的问题，不利于数据的进一步加工。
基于此，我们需要精度更高、获取效率更高的位置数据。
发明内容
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
本发明在一方面，提供一种数据处理方法，包括：接收目标发送的第一请求，向所述目标发送第一响应；确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差；接收所述目标发送的第二请求，其中，所述第二请求中携带所述目标发送所述第一请求和接收所述第一响应之间的第二时间差；根据所述第一时间差和所述第二时间差，确定所述目标的距离数据；根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据。
本发明在另一方面，提供一种报警方法，包括所述数据处理方法，还包括：根据所述距离数据和/或所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域，若是，则执行报警。
本发明在另一方面，提供一种数据处理装置，包括：接收模块，用于接收目标发送的第一请求，接收所述目标根据所述第一响应发送的第二请求，其中，所述第二请求中携带所述目标发送所述第一请求和接收所述第一响应之间的第二时间差；发送模块，用于向所述目标发送第一响应；处理模块，用于确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差，还用于根据所述第一时间差和所述第二时间差，确定所述目标的距离距离数据，以及用于根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据。
本发明在另一方面，提供一种数据处理装置，包括：射频模块和控制模块；其中，所述射频模块，用于接收目标发送的第一请求，向所述目标发送第一响应，接收所述目标根据所述第一响应发送的第二请求；所述控制模块，用于确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差，根据所述第二请求确定所述目标发送所述第一请求和接收所述第一响应之间的第二时间差，根据所述第一时间差和所述第二时间差确定所述目标的距离数据；所述控制模块，还用于根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据。
本发明在另一方面，提供一种报警设备，其特征在于，所述的数据处理装置，还包括报警模块，其中：所述控制模块，还用于根据所述距离数据和/或所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域；所述报警模块，用于在所述目标进入所述报警区域时执行报警。
通过本发明提供的数据处理方法、装置、报警方法、报警装置及报警设备解决现有技术中位置数据精度低、实时性差的问题，其中所述位置数据包括距离数据和方向数据。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本说明书实施例提供的目标与数据处理装置的通信示意图。
图2为本说明书实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图。
图3为本说明书实施例提供的一种数据处理方法中的接收单元的示意图。
图4为本说明书实施例提供的一种数据处理方法中的接收单元的示意图。
图5为本说明书实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图。
图6为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。
图7为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。
图8为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。
图9为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。
图10为本说明书实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图。
图11为本说明书实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图。
图12为本说明书实施例提供的一种报警方法的流程示意图。
图13为本说明书实施例提供的一种数据处理装置的示意图。
图14为本说明书实施例提供的一种报警装置的示意图。
图15为本说明书实施例提供的一种数据处理装置的示意图。
图16为本说明书实施例提供的一种数据处理装置的示意图。
图17为本说明书实施例提供的一种数据处理装置的示意图
图18为说明书实施例提供的一种报警设备的示意图。
图19为说明书实施例提供的一种报警设备的示意图。
图20为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。
图21为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。
图22为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。
图23为本说明书实施例提供的一种数据处理装置的示意图。
图24为本说明书实施例提供的一种报警设备的示意图。
图25为本说明书实施例提供的一种报警设备的示意图。
具体实施方式
为了本申请的目的、技术方案、优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请的技术方案进行清楚、完成地描述。显然，所描述的实施例，仅是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本说明书实施例提供的目标与数据处理装置的通信示意图。如图1所示，在一些实施例中，目标广播请求，当一个或多个数据处理装置接收到该目标的请求后，向该目标返回响应，该目标接收到该数据处理装置返回的响应后，再次向该数据处理装置发送请求，该数据处理装置根据其接收到的该目标发送的两次请求以及自身返回的响应，进行数据处理，得到该目标的位置数据。
而在另外一些实施例中，数据处理装置广播请求，当一个或多个目标接收到该数据处理装置的请求后，向该数据处理装置返回响应，当数据处理装置接收到目标返回的响应后，再次向该目标发送请求，目标接收到该数据处理装置再次发送的请求后，在向该数据处理装置返回响应，这样，该数据处理装置根据其向该目标发送的两次请求以及接收到该目标返回的两次响应，进行数据处理，得到该目标的位置数据。
其中，目标与数据处理装置之间通过UWB(UltraWideband)进行通信。UWB(UltraWideband)利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB(UltraWideband)具有抗干扰性能强，传输速率高，系统容量大、低功耗的特点。
图2为本说明书实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图。如图2所示：
S201、接收目标发送的第一请求。
所述第一请求，可以是目标主动广播的，也可以是当该目标接收到指示该目标获取位置数据的指示信号后发送的第一请求。
S202、向所述目标发送第一响应。
所述第一响应，是指对步骤S201中的发送第一请求的目标的响应信号，若步骤S201中的目标为多个，对应的，所述第一响应也为多个。
S203、确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差。
所述第一时间差T1，是指接收所述第一请求时的时刻t2与发送所述第一响应时的时刻t3之间的时间差。
S204、接收所述目标发送的第二请求，其中，所述第二请求中携带所述目标发送所述第一请求和接收所述第一响应之间的第二时间差。
其中，所述第二时间差T2是指目标发送第一请求时的时刻t1和该目标接收第一响应时的时刻t4之间的时间差；步骤S204中，所述第二请求携带的第二时间差具体可以是用(t4-t1)得到的值，也可以是携带时刻t1的值和时刻t4的值，当然还可以是：步骤S201中的所述第一请求中携带所述t1，则步骤S204中的所述第二请求仅携带所述t4(不携带所述t1)也应视为所述第二请求携带了所述第二时间差T2。
S205、根据所述第一时间差和所述第二时间差，确定所述目标的距离数据；根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据。
其中，所述距离数据是指，在进行UWB通信的目标与数据处理装置中，所述目标相对于该数据处理装置的距离。所述方向数据是指，在进行UWB通信的目标与数据处理装置中，所述目标相对于该数据处理装置在特定方向上的夹角，其中，该特定方向可以是该数据处理装置的运动方向。
可选的，所述数据处理装置包括收发单元和处理单元，其中，所述收发单元包括接收单元和发送单元。所述接收单元用于接收目标发送的请求，所述发送单元用于向目标发送响应，所述处理单元用于对接收单元接收第一请求、第二请求的时刻和相位，以及对所述第二请求中携带的时间差进行数据处理；则当所述数据处理装置中的收发单元(包括接收单元和发送单元)和处理单元分离设置时，例如，当该收发单元与该处理单元分别设置在两个不同的设备中，所述距离数据是指，在进行UWB通信的目标与接收单元中，所述目标相对于该接收单元的距离；所述方向数据是指，在进行UWB通信的目标与接收单元中，所述目标相对于该接收单元在特定方向上的夹角，其中，该特定方向可以是该接收单元的运动方向。
其中，根据所述第一时间差T1和所述第二时间差T2确定所述目标的距离数据可包括：该目标相对于与该目标进行UWB通信的数据处理装置的距离
Figure BDA0001581957670000061
其中C为光速。
其中，根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据包括：根据接收所述第一请求的n个相位α11,α12...α1n确定所述目标的方向数据；或，根据接收所述第二请求的n个相位α21,α22...α2n确定所述目标的方向数据；或，根据所述α11,α12...α1n和所述α21,α22...α2n确定所述目标的方向数据，例如可以是对所述α11,α12...α1n和所述α11,α12...α1n求平均相位后，根据该平均相位确定所述方向数据。
需要说明的是，上述步骤S203和步骤S204的执行顺序可以互换。在步骤S205中确定所述距离数据可以与确定所述方向数据同时进行，确定所述距离数据也可以在确定所述方向数据之前进行，当然确定所述距离数据也可以在确定所述方向数据之后进行。
通过本实施例提供的数据处理方法，目标和数据处理装置只需进行一次通信即可得出所述目标相对于该数据处理装置的距离数据和方向数据，从而得到该目标的位置数据。本实施例提供的数据处理方法，可在保证更高通信效率的同时得到更高精度的位置数据。具体的，本实施例中的一次通信包括所述目标与所述数据处理装置之间的两次请求和一次响应。
具体的，在本说明书提供的实施例中，根据接收所述第一请求的多个相位确定所述目标的方向数据可以通过以下方式实现：
图3为本说明书实施例提供的一种数据处理方法中的接收单元的示意图。本说明书的提供的数据处理方法通过数据处理装置中的接收单元来接收目标发送的第一请求、第二请求或其他UWB信号，当然所述接收单元还可以用于接收所述目标发送的非UWB信号。因为所述接收单元为多个，且每个所述接收单元对应一个接收相位，所以本说明书实施例提供的数据处理方法在接收目标发送的所述第一请求时存在多个相位。
如图3所示，以两个接收单元为例，第一接收单元301与第二接收单元302之间的间距为d，目标相对于该间距d的法线方向的夹角为θ，第一接收单元301、第二接收单元302接收所述目标发送的第一请求的相位为α1301、α1302，确定α1301和α1302，根据
Figure BDA0001581957670000071
得到所述目标相对于该间距d的法线方向的夹角θ，其中C为光速，ω为所述第一请求的信号的中心频率。根据已确定的所述目标相对于该间距d的法线方向的所述夹角θ以及第一接收单元301、第二接收单元302在数据处理装置中的位置关系，可以计算出该目标相对于该数据处理装置的夹角，从而确定步骤205中确定的所述方向数据。例如，当所述第一接收单元301、第二接收单元302之间的所述间距d的法线方向与该数据处理装置的运动方向一致时，则此时目标相对于该数据处理装置的运动方向的夹角为θ，也即所述目标相对于该数据处理装置的运动方向的方向数据为θ。
考虑实际应用中，特别是在目标进入危险区域时，需要根据所述目标的距离数据和方向数据来执行报警或执行避障的场景下，对方向数据的准确性要求更高，所述根据接收所述第一请求的多个相位确定所述目标的方向数据具体包括：根据接收所述第一请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据。
图4为本说明书实施例提供的一种数据处理方法中的接收单元的示意图。如图4所示，以三个接收单元为例，第一接收单元401与第二接收单元402之间的间距为d1，目标相对于该间距d1的法线方向的夹角为θ1。第一接收单元401与第三接收单元403之间的间距为d2，目标相对于该间距d2的法线方向的夹角为θ2。目标发送的第一请求沿P1方向到达第一接收单元401、第二接收单元402，该第一请求沿P2方向到达第三接收单元403(即第一接收单元401、第二接收单元402在P1方向上接收该第一请求，第三接收单元403在P2方向上接收该第一请求)，其中P1与P2平行。
第一接收单元401、第二接收单元402、第三接收单元403接收所述目标发送的第一请求的相位分别为α1401、α1402、α1403，根据
Figure BDA0001581957670000081
和
Figure BDA0001581957670000082
得到θ1和θ2，其中C为光速，ω为所述第一请求的信号的中心频率。
如图4所示，当得到θ1后，无法确定目标是在第一接收单元401的西北方向还是东北方向，因为目标在第一接收单元401的西北方向或东北方向时，均可以使得第一请求到达第一接收单元401时与间距d1的法线方向的夹角为θ1；同样的，当得到θ2后，无法确定目标是在第三接收单元403的西北方向还是东北方向，因为目标在第三接收单元403的西北方向或东北方向时，均可以使得第一请求到达第三接收单元403时与间距d2的法线方向的夹角为θ2；但是，当得到θ1和θ2后，可根据第一接收单元401、第二接收单元402、第三接收单元403的位置关系以及根据P1和P2平行的几何关系，进行计算，确定目标在第一接收单元401的西北方向还是东北方向，并根据第一接收单元401、第二接收单元402、第三接收单元403在数据处理装置中的位置关系，可以计算出该目标相对于该数据处理装置在特定方向上的夹角，从而确定步骤205中确定的所述方向数据。通过这种方法，可确定更为准确的方向数据，提高了所获取的位置数据(包括距离数据和方向数据)的精度。进一步的，所述接收单元的数量越多，所确定的所述方向数据就越准确。
考虑实际应用中，因为噪声或其他因素的干扰，上述θ1、θ2包含了噪声。为了进一步提高所述方向数据的精度，所述根据接收所述第一请求的多个相位确定所述目标的方向数据具体包括：根据接收所述第一请求的多个相位确定多个夹角，对多个所述夹角进行去噪，确定所述目标的方向数据。
具体的，可以通过以下方式实现:
所述接收单元为M个，第一个接收单元与其他接收单元之间的间距依次为d11、d12...d1(M-1)，M个接收单元接收所述第一请求的相位依次为α11、α12、α13...α1M，所述第一请求到达各所述接收单元时，与所述间距d11、d12...d1(M-1)的法线方向的夹角依次为θ11、θ12...θ1(M-1)，所述目标为K个(K<M)。若第K个目标向数据处理装置发送第一请求，该第一请求到达数据处理装置中第一个接收单元的波前信号为Sk(t)，则数据处理装置中的第i个接收单元接收该第一请求的信号为：
akSk(t)exp(-jωd1(i-1)sinθk/c)，其中，ak为该第i个接收单元对目标发送的第一请求的响应，ω为该第一请求的信号的中心频率，c为光速，θk为所述第K个目标相对于数据处理装置在特定方向(例如运动方向)上的夹角。考虑噪声，则数据处理装置中的第i个接收单元的输出信号为：
Figure BDA0001581957670000091
其中ni(t)为噪声，噪声之间不相关，噪声的方差为σ2。
将上述xi(t)写成向量X(t)，该向量X(t)的协方差矩阵为：
R＝APAH+σ2I；其中，上标H表示共轭转置，P为目标发送的第一请求的信号的协方差矩阵，d11、d12...d1(M-1)≤πc/ω，矩阵APAH共有K个正的特征值，矩阵R有M个正的特征值，矩阵其余的(M-K)个特征值为σ2(即σ2是矩阵R的最小特征值)，确定最小特征值的个数N,则目标个数K＝M-N。
构造M*(M-K)维的噪声特征向量矩阵EN,则在第K个目标相对于数据处理装置在特定方向(例如运动方向)上(即夹角θk的方向上)，显然有：
Figure BDA0001581957670000092
当EN均在偏差时，
Figure BDA0001581957670000093
不是零向量，则连续改变θ值进行谱峰搜索，由此得到的K个
Figure BDA0001581957670000101
的最小值就是K个所述目标分别相对于该数据处理装置在特定方向(例如运动方向)上的夹角，从而确定了所述方向数据。
需要说明的是，在本实施例中，上述特定方向也即是所述多个接收单元的信号接收方向，即在该信号接收方向上所述多个接收单元接收信号的信号强度最大。当然，上述特定方向也可以是其他预设方向，通过上述方法确定K个所述目标相对于所述多个接收单元的信号接收方向的夹角后，根据预设方向与信号接收方向的位置关系确定K个所述目标相对于预设方向的夹角，从而确定所述K个目标的方向数据。
下面从目标与数据处理装置交互的角度来具体说明本说明书提供的实施例。图5为本说明书实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图，如图5所示：
S501、目标向数据处理装置中的接收单元发送第一请求。
S502、所述数据处理装置中的处理单元从接收单元中获取该接收单元接收第一请求的多个相位、该接收单元接收第一请求的时刻t2。
S503、所述数据处理装置中的发送单元向所述目标发送第一响应。
S504、所述数据处理装置中的发送单元将向所述目标发送第一响应的时刻t3提供给处理单元。
其中，所述处理单元可以从所述发送单元中直接读取所述时刻t3。
S505、所述数据处理装置中的处理单元确定所述时刻t2与所述时刻t3之间的第一时间差T1。
S506、所述目标接收到所述第一响应后，向所述数据处理单元中的接收单元发送第二请求，所述第二请求携带该目标发送第一请求的时刻t1与该目标接收所述第一响应的时刻t4之间的第二时间差T2。
S507、所述数据处理装置中的接收单元在接收到所述第二请求后，将该接收单元接收所述第二请求的多个相位以及接收到的所述第二时间差T2提供给处理单元。
S508、所述数据处理装置中的处理单元根据所述T1和所述T2确定距离数据；根据S502中获取的多个相位，和/或，根据S507中的获取的多个相位确定方向数据。
S509、所述数据处理装置中的处理单位将步骤S508中确定的所述距离数据、方向数据提供给发送单元。
S510、所述数据处理装置中的发送单元向所述目标发送第二响应，所述第二响应中携带步骤S509中获取的距离数据、方向数据。
进一步的，所述目标可以根据通过步骤S510获取所述距离数据、方向数据判断自身是否进入危险区域，执行报警。
图6为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。在一些实施例中，步骤S501中的所述第一请求具体为图6中的帧结构，包括：前导码601、帧起始定界符602、类型603、序号604、源标识605、目的标识606；其中，前导码601用于指示即将发送有效信息；帧起始定界符602用于指示该第一请求的有效信息开始；类型603用于指示该信号是请求信号；序号604用于指示该请求信号的序号(即指示该信号为第一请求)；源标识605指示发送该第一请求的执行设备的标识，在本实施例中，该源标识605具体指示目标的标识；目的标识606用于指示接收该第一请求的执行设备的标识，在本实施例中，该目标标识606具体指示数据处理装置的标识，进一步的，在目标向不特定的数据处理装置广播第一请求信号时，将所述目标标识606设置为预设值(例如“ffff”)，当数据处理装置接收到该第一请求时，根据该第一请求中的目的标识“ffff”判断是否要对该目标进行响应。
图7为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。在一些实施例中，步骤S503中的所述第一响应具体为图7中的帧结构，包括：前导码701、帧起始定界符702、类型703、序号704、源标识705、目的标识706、响应序号；其中，所述前导码701用于指示即将发送有效信息；帧起始定界符702用于指示该第一响应的有效信息开始；所述类型703用于指示该第一响应信号是响应信号；所述序号704用于指示该响应信号的序号，即指示该响应信号为第一响应；所述源标识705，用于指示发送该第一响应的执行设备的标识，在本实施例中，所述源标识705具体为上述步骤S501中接收第一请求的执行设备的标识；所述目的标识706，用于指示接收该第一响应的执行设备的标识，在本实施例中，所述目的标识706为上述步骤S501中发送第一请求的执行设备的标识；所述响应序号707，用于指示本次发送的第一响应是针对哪一个信号的响应，具体在本实施例中，所述响应序号707用于指示对步骤501中的第一请求的响应。
图8为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。在一些实施例中，步骤S506中的所述第二请求具体为图8中的帧结构，包括：前导码801、帧起始定界符802、类型803、序号804、源标识805、目的标识806、响应序号807以及时间差信息808。其中，前导码801用于指示即将发送有效信息；帧起始定界符802、类型803、序号804、源标识805、目的标识806、响应序号807的作用与图6中的帧结构相同，在此不赘述。所述时间差信息808具体用于指示步骤S506中该目标发送第一请求的时刻t1与该目标接收所述第一响应的时刻t4之间的第二时间差T2，具体的，所述时间差信息808可以是(t4-t1)的值，也可以是时刻t1的值和时刻t4的值。
图9为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图。在一些实施例中，步骤S510中的所述第二响应具体为图9中的帧结构，包括：前导码901、帧起始定界符902、类型903、序号904、源标识905、目的标识906、响应序号907以及距离数据908和方向数据909。其中，前导码901、帧起始定界符92、类型903、序号904、源标识905、目的标识906、响应序号907的作用与图7中的帧结构相同，在此不赘述。距离数据908和方向数据909可根据本说明书实施例提供的上述方法确定，在此不赘述。
需要说明的是，步骤S506中，所述第二请求携带的第二时间差T2具体可以是用(t4-t1)得到的值，也可以是携带时刻t1的值和时刻t4的值，当然还可以是：步骤S501中的所述第一请求中携带所述时刻t1，则步骤SS06中的所述第二请求仅携带所述t4(不携带所述t1)也应视为所述第二请求携带了所述第二时间差。如图8所示，所述第二请求携带的第二时间差T2是用(t4-t1)得到的值。图21为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图，如图21所示，包括：前导码2101、帧起始定界符2102、类型2103、序号2104、源标识2105、目的标识2106、响应序号2107、时刻t12108以及时刻t42109；则所述第二请求携带的第二时间差T2具体是时刻t1的值和时刻t4的值。图20为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图，如图20所示，包括：前导码2001、帧起始定界符2002、类型2003、序号2004、源标识2005、目的标识2006、响应序号2007以及时刻t42208；则所述第二请求携带的第二时间差T2具体是时刻t4的值，此情况下，所述第一请求中还携带有时刻t1的值。
还需要说明的是，上述步骤S505和步骤S507的执行顺序可以互换。上述步骤S508中距离数据和方向数据的确定顺序不限，可以同时确定距离数据和方向数据，也可以先确定距离数据后确定方向数据，当然还可以先确定方向数据后确定距离数据。
考虑到进一步提高所确定的所述距离数据的精度，减小目标和数据处理装置执行收发信号产生的误差。可选的，所述第二请求中还携带：所述目标接收所述第一响应的时刻t4和发送所述第二请求的时刻t5之间的第三时间差T3；所述根据所述第一时间差T1和所述第二时间差T2，确定所述目标的距离数据具体包括：确定发送所述第一响应的时刻t3与接收所述第二请求的时刻t6之间的第四时间差T4，根据所述第一时间差T1、所述第二时间差T2、所述第三时间差T3以及所述第四时间差T4确定所述距离数据。
图10为本说明书实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图。如图10所示：
S1001、目标向数据处理装置中的接收单元发送第一请求。
S1002、所述数据处理装置中的处理单元从接收单元中获取该接收单元接收第一请求的多个相位以及该接收单元接收第一请求的时刻t2。
S1003、所述数据处理装置中的发送单元向所述目标发送第一响应。
S1004、所述数据处理装置中的发送单元将向所述目标发送第一响应的时刻t3提供给处理单元。
S1005、所述数据处理装置中的处理单元确定所述时刻t2与所述时刻t3之间的第一时间差T1。
S1006、所述目标接收到所述第一响应后，向所述数据处理单元中的接收单元发送第二请求，所述第二请求携带该目标发送第一请求的时刻t1与该目标接收所述第一响应的时刻t4之间的第二时间差，所述第二请求还携带该目标接收所述第一响应的时刻t4和该目标发送所述第二请求的时刻t5之间的第三时间差T3。
其中，所述第二请求携带的第三时间差T3具体可以是用(t5-t4)得到的值，也可以是携带时刻t4的值和时刻t5的值。图22为本说明书实施例提供的一种帧结构示意图，如图22所示，包括：前导码2201、帧起始定界符2202、类型2203、序号2204、源标识2205、目的标识2206、响应序号2207、时刻t12208以及时刻t42209；考虑到降低目标处的计算量减小目标处的功耗，优选的，如图22所示。所述第二请求携带的第三时间差T3具体是时刻t4的值和时刻t5的值。
S1007、所述数据处理装置中的接收单元在接收到所述第二请求后，将该接收单元接收所述第二请求的多个相位以及接收到的所述第二时间差T2、所述第三时间差T3提供给处理单元。
S1008、所述数据处理装置中的处理单元确定时刻t3与时刻t6之间的第四时间差T4，根据T1、T2、T3、T4确定距离数据；根据S1002中的多个相位，和/或，根据S1007中的多个相位确定方向数据。
步骤S1008中，所述根据T1、T2、T3、T4确定距离数据具体包括：
Figure BDA0001581957670000141
所述距离数据的值为
Figure BDA0001581957670000142
或者，所述距离数据的值为(K1*S1+K2*S2)，优选的，其中K1+K2＝1。
S1009、所述数据处理装置中的处理单位将步骤S1008中确定的所述距离数据、方向数据提供给发送单元。
S1010、所述数据处理装置中的发送单元向所述目标发送第二响应，所述第二响应中携带步骤S1009中获取的距离数据、方向数据。
需要说明的是，上述步骤中，步骤S1005和步骤S1007的执行顺序可以互换。上述步骤S1008中距离数据和方向数据的确定顺序不限，可以同时确定距离数据和方向数据，也可以先确定距离数据后确定方向数据，当然还可以先确定方向数据后确定距离数据。
通过本实施例提供的方法，可以减小目标和数据处理装置执行收发信号产生的误差，进一步提高距离数据的精度。
可选的，本说明书实施例提供的确定所述方向数据的方法除了根据上述接收所述第一请求的多个相位确定所述目标的方法，还包括接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据，以及还可包括根据所述第一请求的多个相位和根据所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据。
具体的，所述数据处理装置在接收所述第一请求或第二请求时，通过读取接收到所述帧结构中的预设字段时所对应的相位来确定所述接收所述第一请求或第二请求的相位，由于有多个接收单元，每一个接收单元接收到所述帧结构中的预设字段时对应一个相位，因此该多个接收单元接收到接收到所述帧结构中的预设字段时对应多个相位。以预设字段为帧起始定界符举例，如图6或图8所示，当数据处理装置中的多个接收单元接收到接收到所述帧结构中的帧起始定界符602或帧起始定界符802时所对应的多个相位，即为所述接收第一请求或第二请求的所述多个相位。
如上所述，第一请求、第一响应、第二请求和第二响应组成一次完整的通信流程。可选的，在一些实施例中，所述目标与所述数据处理装置还周期性的执行上述通信流程，对多次的通信流程所获取的数据进行处理(例如去掉误差大的数据、对多次通信流程获取的数据进行加权平均等)，获得更高精度的距离数据和方向数据。
图11为本说明书实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图。
基于同样的发明构思，如图11所示，本说明书实施例还提供一种数据处理方法，执行主体为上述实施例中的目标，具体包括：
S1101、发送第一请求。
所述目标向数据处理装置中的接收单元发送第一请求，该第一请求中的帧结构中可携带该目标发送第一请求的预设发送时刻t1，也可以不携带该预设发送时刻t1，当该目标发送该第一请求时确定发送第一请求的时刻t1。
S1102、接收第一响应。
数据处理装置中的接收单元接收到第一请求后，根据第一请求中的字段内容(例如源标识、目的标识、序号)判断是否返回第一响应，若是，则该目标接收到所述第一响应。
S1103、发送第二请求，其中，所述第二请求中携带该目标发送所述第一请求与接收所述第一响应之间的第二时间差。
所述目标接收到第一响应时，确定接收所述第一响应的时刻t4，并确定该目标发送所述第一请求的时刻t1与接收所述第一响应的时刻t4之间的第二时间差T2。
S1104、接收第二响应，其中，所述第二响应写携带距离数据、方向数据。
其中，数据处理装置接收到所述第二时间差T2，根据第一时间差T1，确定所述距离数据；该数据处理装置根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述方向数据；以使得所述目标接收携带所述距离数据、所述方向数据的第二响应。
其中，所述距离数据是该目标相对于该数据处理装置(或数据处理装置中的接收单元)的距离，所述方向数据是指该目标相对于该数据处理装置(或数据处理装置中的接收单元)在特定方向上的夹角，其中，该特定方向可以是该数据处理装置的运动方向。
之后，该目标可以根据所述距离数据和所述方向数据确定该目标相对于该数据处理装置的位置数据，根据该位置数据判断是否执行报警、避障等其他动作。
当然，该目标还可以执行本说明书实施例提供的数据处理方法中的其他步骤，这些步骤可根据本说明书实施例的内容直接地、毫无疑义地得出，在此不再赘述。
需要说明的是，本说明书实施例提供的目标和数据处理装置可以是同一设备。例如，主设备相对于其他设备是目标，而其他设备相对于该主设备是目标，该主设备自身还是数据处理装置，该主设备进行数据处理以获得其他设备相对于该主设备的位置数据(包括距离数据和方向数据)，以便于该主设备根据该位置数据判断是否执行报警、避开障碍物等操作。例如，具体在无人机的应用场景中，编号为1号的无人机相对于编号为2号、3号...N号的其他无人机是目标，而其他无人机相对于该编号为1号的无人机是目标，该编号为1的无人机与其他无人机进行通信，以获得其他无人机相对于该编号为1号的无人机的位置数据(包括距离数据和方向数据)，以便于该编号为1号的无人机根据该位置数据判断是否执行报警、避开障碍物、改变飞行路径等操作。通过本说明书实施例提供的数据处理方法，可以获得高实时性、高精度的位置数据，适用于各类设备与设备之间相对运动的场景，特别是在多设备的场景下，通过一次通信即可获取高精度的位置数据，有效的解决位置数据的精度不够高、实时性差的问题。
又例如，在车联网中，需要获取实时性高、精度高的位置数据，以便于路径规划、行人保护。特别是大量车辆高速行驶的场景下，位置数据的实时性和高精度尤为重要。本说明书实施例提供的数据处理方法可用于在车联网的场景中，解决其中的位置数据的实时性差、精度低的问题。具体的，编号为1号的汽车相对于编号为2号、3号...N号的其他汽车是目标，而其他汽车相对于该编号为1号的汽车是目标，该编号为1的汽车与其他汽车进行通信，以获得其他汽车相对于该编号为1号的汽车的位置数据(包括距离数据和方向数据)，以便于该编号为1号的汽车根据该位置数据判断是否执行报警、避开障碍物、改变行驶路径等操作；进一步的，道路上的行人、指示牌、障碍物等相对于该编号为1号的汽车是目标，该编号为1号的汽车获取这些行人、指示牌、障碍物相对于该编号为1号的汽车的位置数据，并执行报警、避开障碍物、改变行驶路径等操作。
考虑到降低设备成本和携带便利性，进一步可选的，执行本说明书实施例提供的数据处理方法的步骤的设备可以内置于移动终端(例如手机、平板电脑)中，这样用户在进行车辆驾驶或其他活动中通过携带该移动终端即可实现高精度、高实时性的位置数据的获取。
进一步可选的，本说明书实施例提供的数据处理方法处理包括上述实施例提供的接收单元、发送单元、处理单元集成在所述数据处理装置中的情形，还包括将接收单元和发送单元组成的收发单元与处理单元分立设置的情形。例如，将所述收发单元集成在移动终端中，所述处理单元设置在数据处理平台的服务器中，这样移动终端接收到第一请求、第二请求，并将接收第一请求、第二请求的时刻和相位以及将所述第二请求中携带的时间差发送给所述数据处理平台的服务器中，所述数据处理平台对获取的一个或多个所述移动终端提供的时刻、相位以及时间差进行数据处理，确定与所述一个或多个所述终端进行UWB通信的一个或多个目标的距离数据和方向数据。本实施例提供的数据处理方法，移动终端无需进行数据处理，由数据处理平台进行数据处理。在目标和移动终端都较多的情景下，本实施例提供的数据处理方法便于该数据处理平台对多个距离数据和多个方向数据的分析、监控等。例如，具体到仓库管理的应用场景中，将本实施例中的移动终端设置或放置于叉车中，仓库中的行人或其他叉车通过安装或佩戴电子标签的方式成为本实施例中的目标，多个叉车中的多个移动终端将接收目标发送的第一请求、第二请求的时刻和相位以及将所述第二请求中携带的时间差发送给仓库管理平台，仓库管理平台对多个距离数据和多个方向数据进行分析、监控或执行报警，以便于仓管管理人员的管理。
进一步可选的，本说明书实施例提供的数据处理方法还包括：根据所述距离数据和/或所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域，若是，则执行报警。
图12为本说明书实施例提供的一种报警方法的流程示意图。如图12，所述报警方法包括：
S1201、接收目标发送的第一请求。
S1202、向所述目标发送第一响应。
S1203、确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差。
S1204、接收所述目标发送的第二请求，其中，所述第二请求中携带所述目标发送所述第一请求和接收所述第一响应之间的第二时间差。
S1205、根据所述第一时间差和所述第二时间差，确定所述目标的距离数据；根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据。
S1206、根据所述距离数据和/或所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域，若是，则执行报警。
其中，所述根据所述距离数据和/或所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域，包括：根据所述距离数据判断所述目标是否进入报警区域；根据所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域；根据所述距离数据和所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域。具体的，根据所述距离数据判断所述目标是否进入报警区域例如可以是判断5米内有目标进入则执行报警；根据所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域例如可以是正前方有目标进入则执行报警；根据所述距离数据和所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域例如可以是判断东北45°方向(正北方向可以是车辆行驶方向)的5米处有目标进入，则执行报警。
其中，所述报警区域例如可以是以车辆为圆心，预设半径为X米的圆形区域，也可以是以该车辆为圆心，预设半径为X1至X2米的环形区域，当然还可以是该车辆正前方X1至X2米的扇形区域或长方形区域。所述报警区域的位置、范围可针对不同的应用场景进行设置，高精度和高实时性的位置数据(距离数据和方向数据)同时也提高了报警区域的灵活性，可进行多种设置。
其中，所述执行报警可以是该数据处理装置内的报警执行模块执行报警，也可以是该数据处理装置将所述距离数据和所述方向数据提供给独立于该数据处理装置的其他报警执行设备进行报警。所述报警执行模块或所述报警执行设备可以通过声光报警、蜂鸣报警等各种报警方式，在此不赘述。
图13为本说明书实施例提供的一种数据处理装置的示意图。
基于同样的发明构思，如图13所示，本说明书实施例还提供一种数据处理装置，包括：
接收模块1301，用于接收目标发送的第一请求，接收所述目标根据所述第一响应发送的第二请求，使得处理模块1303根据所述接收模块1301接收所述第一请求的多个相位和/或根据所述接收模块1301接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据；其中，所述第二请求中携带所述目标发送所述第一请求和接收所述第一响应之间的第二时间差，使得所述处理模块1303根据第一时间差和所述处理模块1301提供的第二时间差确定所述目标的距离数据；
发送模块1302，用于向所述目标发送第一响应；使得所述目标与所述数据处理装置之间成功通信并向该数据处理装置返回所述第二请求，以及使得所述目标根据所述发送模块发送的所述第一响应确定所述第二时间差，还使得所述处理模块1303根据所述第一响应确定所述第一时间差；
所述处理模块1303，用于确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差，还用于根据所述第一时间差和所述第二时间差，确定所述目标的距离距离数据，以及用于根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据。
可选的，所述接收模块1301还用于接收所述第二请求中携带的所述目标接收所述第一响应和发送所述第二请求之间的第三时间差；所述处理模块1303还具体用于：确定发送所述第一响应与接收所述第二请求之间的第四时间差，根据所述第一时间差、所述第二时间差、所述第三时间差以及所述第四时间差确定所述距离数据。
可选的，所述接收模块1301还用于确定接收所述第一请求的至少三个相位，和/或，确定接收所述第二请求的至少三个相位；所述处理模块1303还具体用于：根据接收所述第一请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据；和/或，根据接收所述第二请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据。
图14为本说明书实施例提供的一种报警装置的示意图，可选的，本说明书实施例还提供一种报警装置，包括：所述接收模块1301、所述发送模块1302和所述处理模块1303，还包括报警模块1304；其中：
所述处理模块1303，还具体用于，根据所述距离数据和/或所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域；
所述报警模块1304，用于在所述目标进入所述报警区域时执行报警。
需要说明的是，本说明书实施例提供的数据处理装置、报警装置还用于执行本发明实施提供的数据处理方法、报警方法中的其他步骤，这些步骤可根据本说明书实施例的内容直接地、毫无疑义地得出，在此不再赘述。
还需要说明的是，在本发明所提供的各个实施例中，应该理解到，所揭露的相关装置、模块和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或功能单元可以集成在一个处理模块或处理单元中，也可以是各个模块或各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或单元集成在一个模块或单元中。上述集成的模块或单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块或单元如果以软件功能模块或软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得计算机处理器执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图15为本说明书实施例提供的一种数据处理装置的示意图。
基于同样的发明构思，如图15所示，本说明书实施例还提供一种数据处理装置，包括：射频模块1501和控制模块1502；其中，
所述射频模块1501，用于接收目标发送的第一请求，向所述目标发送第一响应，接收所述目标根据所述第一响应发送的第二请求；
所述控制模块1502，用于确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差，根据所述第二请求确定所述目标发送所述第一请求和接收所述第一响应之间的第二时间差，根据所述第一时间差和所述第二时间差确定所述目标的距离数据；
所述控制模块1502，还用于根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据。
具体的，所述射频模块1501与所述控制模块1502设置在PCB(印刷电路板)上，所述射频模块1501与所述控制模块1502之间通过导线连接。其中，所述射频模块1501具体可包括天线和射频芯片，所述天线与所述射频芯片之间通过导线连接，所述射频芯片与所述控制模块1502之间通过导线连接。其中，所述控制模块1502可以是MCU(单片微型计算机)，例如具体为MCU(单片微型计算机)中的ARM处理器；当然所述控制模块1502还可以是DSP(数字信号处理器)、FPGA(现场可编程门阵列)、CPU(中央处理器)等。
具体的，所述射频模块1501，用于根据所述控制模块1502的控制指令，将待发送的有效信息(例如第一响应中的前导帧、类型、序号、源标识、目的标识等信息)调制在UWB信号上，并向所述目标发送该UWB信号；此外，还用于从接收到的UWB信号(例如携带所述第二请求的UWB信号)中把有效信息(例如该第二请求中的前导帧、类型、序号、源标识、目的标识等信息)解调出来，并提供给所述控制模块1502。
进一步可选的，本说明书实施例提供的一种数据处理装置中：所述射频模块包括至少三个天线，所述控制模块具体用于：根据所述接收所述第一请求的至少三个相位，和/或，根据所述接收所述第二请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据。图16为本说明书实施例提供的一种数据处理装置的示意图，如图16所示，以三个天线为例，所述射频模块1501中包括第一天线150111、第二天线150112、第三天线150113；所述控制模块1502具体用于：根据所述接收所述第一请求的三个相位，和/或，根据所述接收所述第二请求的三个相位确定所述目标的所述方向数据。
具体的，所述第一天线150111、第二天线150112、第三天线150113分别与射频模块1501中的射频芯片通过导线连接，该射频芯片与控制模块1502连接，由于每一个天线在接收一个UWB信号时可确定一个接收相位，这样当所述数据处理装置接收所述第一请求时可确定接收所述第一请求的三个相位，并将所述三个相位提供给控制模块1502，所述数据处理装置接收所述第二请求时同理，在此不赘述。
进一步可选的，本说明书实施例提供的一种数据处理装置中：所述射频模块包括至少三个射频子模块；每个所述射频子模块包括：一个所述天线、一个射频电路单元、一个射频芯片；其中，所述射频子模块中的所述天线，用于接收所述第一请求、所述第二请求，将所述第一请求、所述第二请求通过所述射频电路单元提供给所述射频芯片；所述射频子模块中的所述射频芯片，用于将所述第一请求、所述第二请求提供给所述控制模块。图17为本说明书实施例提供的一种数据处理装置的示意图，如图17所示，以三个射频子模块为例，所述射频模块1501包括三个射频子模块，分别为第一射频子模块15011、第二射频子模块15012、第三射频子模块15013；所述第一射频子模块15011中包括天线1501101、射频电路单元1501102、射频芯片1501103；所述第二射频子模块15012中包括天线1501201、射频电路单元1501202、射频芯片1501203；所述第三射频子模块15013中包括天线1501301、射频电路单元1501302、射频芯片1501303。
其中，所述天线1501101、所述天线1501201和所述天线1501301，均用于接收所述第一请求、所述第二请求。其中，所述天线1501101将所述第一请求、所述第二请求通过所述射频电路单元1501102提供给所述射频芯片1501103；所述天线1501201将所述第一请求、所述第二请求通过所述射频电路单元1501202提供给所述射频芯片1501203；所述天线1501301将所述第一请求、所述第二请求通过所述射频电路单元1501302提供给所述射频芯片1501303。
其中，所述射频芯片1501103，用于将其获取的所述第一请求、所述第二请求提供给所述控制模块1502；所述射频芯片1501203，用于将其获取的所述第一请求、所述第二请求提供给所述控制模块1502；所述射频芯片1501303，用于将其获取的所述第一请求、所述第二请求提供给所述控制模块1502。
其中，所述射频电路单元1501102、射频电路单元1501202或射频电路单元1501302具体可以包括：带通滤波器、与带通滤波器连接的功率放大器和低噪声放大器、开关电路；功率放大器和低噪声放大器的另一端还分别通过开关电路与射频芯片连接。其中，带通滤波器用于对接收的请求和待发送的响应进行滤波，功率放大器用于对待发送的响应进行放大以便于通过天线发出，低噪声放大器用于对接收的请求进行放大以便于射频芯片获取准确的请求，开关电路用于选择射频芯片提供的响应经过功率放大器送到天线并发送，或选择将天线接收的请求经过低噪声放大器送到射频芯片。
图23为本说明书实施例提供的一种数据处理装置的示意图，如图23所示，所述数据处理装置，包括射频模块1501、与射频模块1501连接的控制模块1502；其中，数据处理装置中的射频模块包括第一射频子模块15011、第二射频子模块15012、第三射频子模块15013；所述第一射频子模块15011中包括天线1501101、射频电路单元1501102、射频芯片1501103；所述第二射频子模块15012中包括天线1501201、射频电路单元1501202、射频芯片1501203；所述第三射频子模块15013中包括天线1501301、射频电路单元1501302、射频芯片1501303。其中，所述射频电路单元1501102包括：与天线1501101连接的带通滤波器2311、与带通滤波器2311连接的第一开关2312，与第一开关2312分别连接的功率放大器2314、低噪声放大器2315，功率放大器2314、低噪声放大器2315的另一端与第二开关2316连接，第二开关2316与射频芯片1501103连接，射频芯片1501103与控制模块1502连接。其中，所述射频电路单元1501202包括：与天线1501201连接的带通滤波器2321、与带通滤波器2321连接的第一开关2322，与第一开关2322分别连接的功率放大器2324、低噪声放大器2325，功率放大器2324、低噪声放大器2325的另一端与第二开关2326连接，第二开关2326与射频芯片1501203连接，射频芯片1501203与控制模块1502连接。其中，所述射频电路单元1501302包括：与天线1501301连接的带通滤波器2331、与带通滤波器2331连接的第一开关2332，与第一开关2332分别连接的功率放大器2334、低噪声放大器2335，功率放大器2334、低噪声放大器2335的另一端与第二开关2336连接，第二开关2336与射频芯片1501303连接，射频芯片1501303与控制模块1502连接。
可选的，第一开关2312和第二开关2316具体为单刀双掷开关，通过控制第一开关2312和第二开关2316可以实现：是选择将天线1501101接收的请求的信号经过低噪声放大器2315到射频芯片1501103中，还是选择将射频芯片1501103提供的待发送的响应的信号经过功率放大器2314并经过天线1501101发送，这样就实现了该第一射频子模块15011是执行接收目标的请求还是执行向目标发送响应。第二射频子模块15012、第三射频子模块15013同理，在此不赘述。
通过本实施例提供的数据处理装置，在多天线的情况下，UWB信号调制与解调的效率高，进一步提高的所获取的位置数据的实时性。
进一步可选的，本说明书实施例提供的数据处理装置中：一个所述射频子模块还用于发送所述第一响应。例如，由图17中的第一射频子模块15011发送所述第一响应或其他响应。这样在N个射频子模块的情况下，由1个射频子模型进行UWB信号的接收和发送，由(N-1)个射频子模块进行UWB信号的接收，这样就节约了UWB信号的发送功率，降低了数据处理装置的功耗。进一步可选的，仅进行信号接收的(N-1)个射频子模块中的射频电路单元仅包括带通滤波器、低噪声放大器即可，功率放大器和开关电路不是必须的，这样可节约该数据处理装置的成本。
进一步可选的，本说明书实施例提供的数据处理装置中：任意两个相邻所述天线的间距为d。例如，以三个天线为例，如图4所示，当图4中的第一接收单元401、第二接收单元402、第三接收单元403具体为天线时，则第一接收单元401、第二接收单元402、第三接收单元403构成等边三角形，且该等边三角形的边长为所述间距d。这样在根据
Figure BDA0001581957670000261
和
Figure BDA0001581957670000271
计算θ1和θ2时以及在对该夹角进行去噪的过程中，简化了数据运算，提高了所述控制模块1502的数据处理效率，进一步提高所确定的位置数据的实时性。
进一步可选的，本说明书实施例还提供一种报警设备，包括上述任一实施例提供的数据处理装置，还包括报警模块，其中：所述控制模块，还用于根据所述距离数据和/或所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域；所述报警模块，用于在所述目标进入所述报警区域时执行报警。图18为说明书实施例提供的一种报警设备的示意图。如图18所示，该报警设备包括：所述射频模块1501、所述控制模块1502以及报警模块1503。具体的所述报警模块1503与所述控制模块1502相连接，根据所述控制模块1502提供的报警指令执行报警动作。所述报警模块1503例如可以具体是蜂鸣器、喇叭、LED灯等等。
进一步可选的，本说明书实施例提供的报警设备，还包括通信模块：所述通信模块，用于从所述控制模块获取所述目标的所述距离数据和/或所述方向数据，将所述所述距离数据和/或所述方向数据提供给终端或服务器。图19为说明书实施例提供的一种报警设备的示意图。如图19所示，该报警设备包括：所述射频模块1501、所述控制模块1502、所述报警模块1503以及所述通信模块1504。所述通信模块1504可以是任一一种具有通信功能的模块，例如可以是WIFI通信模块，还可以是2G、3G、4G、5G通信模块，也可以是蓝牙通信模块，当然还可以是UWB通信模块。所述通信模块1504，从所述控制模块1502获取所述目标的所述距离数据和/或所述方向数据，将所述所述距离数据和/或所述方向数据提供给终端或服务器，以便所述终端或所述服务器对该距离数据和所述方向数据进一步处理，例如所述终端可以根据其接收到的所述距离数据和所述方向数据对所述目标和所述报警设备的位置关系通过所述终端上的显示屏展示给用户。又例如，所述服务器可以根据其接收到的所述距离数据和所述方向数据进一步分析所述目标和所述报警设备的运动路径等等。
进一步可选的，本说明书实施例提供的报警设备中的所述通信模块具体包括无线通信模块和有线通信模块；所述无线通信模块与所述有线通信模块分别与所述控制模块相连接。
进一步可选的，本说明书实施例提供的报警设备还包括：电源模块，所述电源模块分别与所述射频模块、所述控制模块、所述报警模块、所述通信模块连接，以实现供电；所述电源模块具体包括：直流供电模块，和/或，网络供电模块，和/或，电池模块。
图24为本说明书实施例提供的一种报警设备的示意图。包括射频模块241、控制模块242、报警模块244、通信模块245、电源模块246、电源接口247、以及网络接口248；其中，电源模块246包括网络供电模块2461、第一变压器2462、直流供电模块2463、第二变压器2464；通信模块245包括有线通信模块2451和无线通信模块2452。
其中，直流供电模块2463与电源接口247连接，第二变压器2464与直流供电模块2463连接，网络供电模块2461与网络接口248连接，第一变压器2462与网络供电模块2461连接，第二变压器2464与第一变压器2462连接。具体在使用中，电源接口247与外部通电，将电压提供给直流供电模块2463，直流供电模块2463获取电压后输出12V的直流电提供给第二变压器2464；而网络接口248通过网线与外部连接，将获取的电压提供给网络供电模块2461，该网络供电模块2461具体可以是POE供电模块，将获取的电压经过第一变压器2462调整为12V的直流电，第一变压器2462将这12V的直流电提供给第二变压器2464；第二变压器2464将获取的12V的直流电调整为3.3V的直流电，并分别与射频模块241、控制模块242、报警模块244、有线通信模块2451、无线通信模块2452连接，以便给射频模块241、控制模块242、报警模块244、有线通信模块2451、无线通信模块2452供电。这样，本说明书实施例提供的报警设备结构简单，可灵活供电。
其中，与网络接口248连接的有线通信模块2451的另一端与控制模块242连接，该有线通信模块2451具体可以是“TCP/IP协议栈芯片”，通过“TCP/IP协议栈芯片”将控制模块242中的确定的方向数据、距离数据经网络接口248提供给外部终端或服务器，与外部实现通信。
其中，与控制模块242连接的无线通信模块2452，将控制模块242中的确定的方向数据、距离数据提供给外部终端或服务器，与外部实现通信。无线通信模块2452例如可以是WIFI通信模块，还可以是2G、3G、4G、5G通信模块，也可以是蓝牙通信模块，当然还可以是UWB通信模块。这样，本说明书实施例提供的报警设备结构简单，可灵活与外部通信。
图25为本说明书实施例提供的一种报警设备的示意图。包括射频模块251、控制模块252、报警模块254、通信模块255、电源模块256，其中，电源模块256具体包括电池模块2565，通信模块255具体包括无线通信模块2552。
其中，所述电池模块2565分别与所述射频模块251、所述控制模块252、所述报警模块254、所述通信模块255连接，以实现供电；而无线通信模块2552与外部通信。这样，本实施例的报警设备无需连接外部供电线路，也无需连接外部的网线，结构简单，便于携带和移动。
当然，在另外一些实施例中，电源模块具体包括网络供电模块2461、直流供电模块2463和电池模块2565，这样可在有外部电源的情况下通过网络供电模块2461或直流供电模块2463供电，在无外部电源的情况下通过报警设备中的电池模块2565供电，针对不同应用场景灵活使用。可选的，电池模块2565可以是可充电电池，通过电源接口与外部电源连接进行充电。优选的，电池模块2565通过如图24中的电源接口247与外部电源连接进行充电或通过如图24中的网络供电模块2461连接进行充电，这样在有外部电源的情况下，通过直流供电模块2463或通过网络供电模块2461供电时，同时对电池模块2565进行充电，以便于该报警设备在无外部电源的情况下使用。
需要说明的是，本说明书实施例提供的数据处理装置、报警设备还用于执行本发明实施提供的数据处理方法、报警方法中的其他步骤，这些步骤可根据本说明书实施例的内容直接地、毫无疑义地得出，在此不再赘述。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种数据处理方法，其特征在于，应用于移动的数据处理装置，所述方法包括：
接收目标基于超带宽UWB发送的第一请求，基于UWB向所述目标发送第一响应；确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差；
接收所述目标基于UWB发送的第二请求，其中，所述第二请求中携带所述目标发送所述第一请求和接收所述第一响应之间的第二时间差；根据所述第一时间差和所述第二时间差，确定所述目标的距离数据；
根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据；
根据所述距离数据和所述方向数据获得所述目标的位置数据；
其中，所述根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据，具体包括：根据接收所述第一请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据；和/或，根据接收所述第二请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据；
其中，所述根据接收所述第一请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据，包括：根据接收所述第一请求的多个相位确定多个夹角，其中，多个接收单元接收所述第一请求，每个接收单元对应一个接收相位，所述夹角为目标相对于不同接收单元的间距的法线方向的夹角；通过改变所述夹角的值基于谱峰搜索实现对所述夹角进行去噪；基于去噪得到目标相对应于多个接收单元的信号接收方向的夹角；根据预设方向与所述信号接收方向的位置关系及目标相对应于多个接收单元的信号接收方向的夹角，确定目标相对于所述预设方向的夹角，得到目标的方向数据。
2.如权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，其中：
所述第二请求中还携带：所述目标接收所述第一响应和发送所述第二请求之间的第三时间差；
所述根据所述第一时间差和所述第二时间差，确定所述目标的距离数据具体包括：确定发送所述第一响应与接收所述第二请求之间的第四时间差，根据所述第一时间差、所述第二时间差、所述第三时间差以及所述第四时间差确定所述距离数据。
3.一种报警方法，其特征在于，包括如权利要求1-2任一所述的数据处理方法，还包括：
根据所述距离数据和/或所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域，若是，则执行报警。
4.一种数据处理装置，其特征在于，所述数据处理装置是移动的，该装置包括：
接收模块，用于接收目标基于超带宽UWB发送的第一请求，接收所述目标基于UWB并根据第一响应发送的第二请求，其中，所述第一响应为所述接收模块在接收到所述第一请求后基于UWB向所述目标发送的响应信号，所述第二请求中携带所述目标发送所述第一请求和接收所述第一响应之间的第二时间差；
发送模块，用于基于UWB向所述目标发送第一响应；
处理模块，用于确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差，还用于根据所述第一时间差和所述第二时间差，确定所述目标的距离数据，以及用于根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据，根据所述距离数据和所述方向数据获得所述目标的位置数据；
其中，所述处理模块根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据，具体包括：根据接收所述第一请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据；和/或，根据接收所述第二请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据；
所述处理模块根据接收所述第一请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据，包括：根据接收所述第一请求的多个相位确定多个夹角，其中，多个接收单元接收所述第一请求，每个接收单元对应一个接收相位，所述夹角为目标相对于不同接收单元的间距的法线方向的夹角；通过改变所述夹角的值基于谱峰搜索实现对所述夹角进行去噪；基于去噪得到目标相对应于多个接收单元的信号接收方向的夹角；根据预设方向与所述信号接收方向的位置关系及目标相对应于多个接收单元的信号接收方向的夹角，确定目标相对于所述预设方向的夹角，得到目标的方向数据。
5.一种报警装置，其特征在于，包括如权利要求4所述的数据处理装置，还包括报警模块，其中：
所述数据处理装置中的所述处理模块，还用于根据所述距离数据和/或所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域；
所述报警模块，用于在所述目标进入所述报警区域时执行报警。
6.一种数据处理装置，其特征在于，所述数据处理装置是移动的，该装置包括：射频模块和控制模块；其中，
所述射频模块，用于接收目标基于超带宽UWB发送的第一请求，基于UWB向所述目标发送第一响应，接收所述目标基于UWB并根据所述第一响应发送的第二请求；
所述控制模块，用于确定接收所述第一请求和发送所述第一响应之间的第一时间差，根据所述第二请求确定所述目标发送所述第一请求和接收所述第一响应之间的第二时间差，根据所述第一时间差和所述第二时间差确定所述目标的距离数据；
所述控制模块，还用于根据接收所述第一请求的多个相位和/或根据接收所述第二请求的多个相位确定所述目标的方向数据，以及根据所述距离数据和所述方向数据获得所述目标的位置数据；
其中：
所述射频模块包括至少三个天线；
所述控制模块具体用于：根据所述接收所述第一请求的至少三个相位，和/或，根据所述接收所述第二请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据；
所述控制模块根据接收所述第一请求的至少三个相位确定所述目标的所述方向数据，包括：根据接收所述第一请求的多个相位确定多个夹角，其中，多个接收单元接收所述第一请求，每个接收单元对应一个接收相位，所述夹角为目标相对于不同接收单元的间距的法线方向的夹角；通过改变所述夹角的值基于谱峰搜索实现对所述夹角进行去噪；基于去噪得到目标相对应于多个接收单元的信号接收方向的夹角；根据预设方向与所述信号接收方向的位置关系及目标相对应于多个接收单元的信号接收方向的夹角，确定目标相对于所述预设方向的夹角，得到目标的方向数据。
7.如权利要求6所述的数据处理装置，其特征在于，其中：
所述射频模块包括至少三个射频子模块；
每个所述射频子模块包括：一个所述天线、一个射频电路单元、一个射频芯片；其中，
所述射频子模块中的所述天线，用于接收所述第一请求、所述第二请求，将所述第一请求、所述第二请求通过所述射频电路单元提供给所述射频芯片；
所述射频子模块中的所述射频芯片，用于将所述第一请求、所述第二请求提供给所述控制模块。
8.如权利要求7所述的数据处理装置，其特征在于，其中：
一个所述射频子模块还用于发送所述第一响应。
9.如权利要求8所述的数据处理装置，其特征在于，其中：
任意两个相邻所述天线的间距为d。
10.一种报警设备，其特征在于，包括如权利要求6-9任一所述的数据处理装置，还包括报警模块，其中：
所述控制模块，还用于根据所述距离数据和/或所述方向数据判断所述目标是否进入报警区域；
所述报警模块，用于在所述目标进入所述报警区域时执行报警。
11.如权利要求10所述的报警设备，其特征在于，还包括通信模块：
所述通信模块，用于从所述控制模块获取所述目标的所述距离数据和/或所述方向数据，将所述距离数据和/或所述方向数据提供给终端或服务器。
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