CN109547049A - 一种范围可调的低频信号发射接收系统及其调节方法 - Google Patents

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Abstract

一种范围可调的低频信号发射接收系统及其调节方法，包括：发射单元，接收单元，所述的发射单元包括发射端主控模块，与发射端主控单元连接的时钟、发射端拨码开关/可变电阻器、发射端通信模块、发射端低频天线驱动模块，与发射端低频天线驱动模块连接的低频发射天线，以及为发射单元供电的发射端电源模块，通过对发射端拨码开关/可变电阻器的调节来对发射单元发出的载波信号的载波频率进行调节，达到调节信号覆盖范围大小的目的，该方法基于该系统实现，本发明方便可靠的调节了低频信号发射器的信号覆盖范围，同时节约了成本。

Description

一种范围可调的低频信号发射接收系统及其调节方法
技术领域
本发明涉及通信接口的技术领域，具体地说，涉及一种范围可调的低频信号发射接收系统。
背景技术
电磁波是由同向振荡且互相垂直的电场和磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，进行能量的传输。电磁波按照频率分类，从低频到高频，包括有无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线等等。而低频电磁波是指频率在30-300KHz之间，波长在10km-1Km之间的电池波。
低频电磁波由于其对金属，建筑物等介质具有良好的穿透性，可以用于定位系统中。运用比较成功也比较成熟的领域主要有监狱，医院等一些特殊场景中，利用低频信号发射器产生一定覆盖范围的电磁信号，但有佩戴接收设备的人或其他携带者，进入该监控区域，或者离开该监控区域就会实时进行监测判断。根据不同的场景需求，将会有不同的响应逻辑，如报警，灯光指示，从而进行人工干预或者其他相关的处理措施等。
现有的方案设计中，对于低频信号发射器所产生的电磁信号覆盖范围调节大多采用调节发射器天线的工作电压，脉宽或者电流的方式来实现信号覆盖范围的控制。实际的使用下来，通过这些方式，并不能很好的实现监控范围可靠的调节，反而对系统的成本，功耗等有更高的要求。
发明内容
为了能够克服现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种范围可调的低频信号发射接收系统及其调节方法，方便可靠的调节了低频信号发射器的信号覆盖范围，同时节约了成本，也优化了系统功耗。
一种范围可调的低频信号发射接收系统，包括：
发射单元，其用于向周围设定的范围内发射低频信号以及和接收单元进行数据交互；
接收单元，其用于接收发射单元所发出的的低频信号，并通过对应的解调模块，获取到信号中的有用信息，以及和发射单元进行数据交互；
所述的发射单元包括发射端主控模块，与发射端主控单元连接的时钟、拨码开关/可调电阻器、发射端通信模块、发射端低频天线驱动模块，与发射端低频天线驱动模块连接的低频发射天线，以及为发射单元供电的发射端电源模块，通过对拨码开关/可调电阻器的调节来对发射单元发出的载波信号的载波频率进行调节，达到调节信号覆盖范围大小的目的。
作为优选，所述的接收单元包括接收端主控模块、与接收端主控模块连接的解调模块、接收端通信模块、低频接收天线，以及为接收单元供电的接收端电源模块。
作为优选，所述的发射端主控模块通过发射端低频天线驱动模块控制低频发射天线向周围发射低频信号；所述的低频接收天线接收到该信号后传输给接收端主控模块，接收端主控模块利用解调模块获取该信号中的有用信息，并通过接收端通信模块将信息发送给发射端通信模块；所述的发射端通信模块将信息发送给发射端主控模块。
作为优选，所述的低频信号包括载波信号、调制信号和控制信号，所述的载波信号可通过拨码开关/可调电阻器调节其载波频率，达到调节信号覆盖范围的目的，所述的调制信号用于保证信号的可靠识别，包含前导码、识别码和身份信息，所述的控制信号用于对发射端低频天线驱动模块进行各种行为控制。
作为优选，所述的接收端通信模块和发射端通信模块采用2.4G或433M信号进行通信。
本发明还提供了一种范围可调的低频信号发射接收系统的调节方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）通过调节拨码开关/可调电阻器的大小，调节低频信号载波频率的大小，利用接收单元获取的载波频率变化与接收单元和发射单元距离变化的关系，制作成关系表或曲线图，保存在系统中；
（2）获取需要设定的信号覆盖范围信息，利用步骤（1）获得的关系表或曲线图，获取拨码开关/可调电阻器的大小，调节拨码开关/可调电阻器完成设定；
（3）设备同时检测发射天线的工作电压，根据电压的变化对应的调整载波频率的变化，保持发射信号覆盖范围的稳定，使其不受发射天线工作电压的变化导致信号覆盖范围的变化。
作为优选，所述的低频发射天线可串联一个可调电阻，通过调节可调电阻的大小来改变谐振电路的Q值，达到调节信号覆盖范围大小的目的。
作为优选，所述的低频接收天线可并联一个可调电阻，通过调节可调电阻的大小来改变谐振电路的Q值，达到调节信号覆盖范围大小的目的。
作为优选，可采取调节低频信号载波频率、调节低频发射天线串联的可调电阻、调节低频接收天线并联的可调电阻这三种方式的其中任意一种或多种方式来调节信号覆盖范围的大小。
与现有技术比较，本发明具有以下优点：
（1）方便可靠的对发射天线低频信号覆盖范围进行调节；
（2）节约系统运行成本；
（3）调节方式多样化，满足各类需求。
附图说明
图1为实施例1中发射单元的模块框图；
图2为实施例1中接收单元的模块框图；
图3为实施例1中发射端低频天线驱动模块框图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
实施例1
本实施例提供了一种范围可调的低频信号发射接收系统，包括：
发射单元，其用于向周围设定的范围内发射低频信号以及和接收单元进行数据交互；
接收单元，其用于接收发射单元所发出的的低频信号，并通过对应的解调模块，获取到信号中的有用信息，以及和发射单元进行数据交互；
如图1所示，所述的发射单元包括发射端主控模块，与发射端主控单元连接的时钟、拨码开关/可调电阻器、发射端通信模块、发射端低频天线驱动模块，与发射端低频天线驱动模块连接的低频发射天线，以及为发射单元供电的发射端电源模块，通过对拨码开关/可调电阻器的调节来对发射单元发出的载波信号的载波频率进行调节，达到调节信号覆盖范围大小的目的。
其中，还可以采用第三方设备来代替拨码开关/可调电阻器，通过该设备的通信模块进行控制来调节对发射单元发出的载波信号的载波频率进行调节。
如图2所示，所述的接收单元包括接收端主控模块、与接收端主控模块连接的解调模块、接收端通信模块、低频接收天线，以及为接收单元供电的接收端电源模块。
本系统的工作流程如下：
所述的发射端主控模块通过发射端低频天线驱动模块控制低频发射天线向周围发射低频信号；所述的低频接收天线接收到该信号后传输给接收端主控模块，接收端主控模块利用解调模块获取该信号中的有用信息，并通过接收端通信模块将信息发送给发射端通信模块；所述的发射端通信模块将信息发送给发射端主控模块。
其中，所述的低频信号包括载波信号、调制信号和控制信号，所述的载波信号可通过拨码开关/可调电阻器调节其载波频率，达到调节信号覆盖范围的目的，所述的调制信号用于保证信号的可靠识别，包含前导码、识别码和身份信息，所述的控制信号用于对发射端低频天线驱动模块进行各种行为控制。
其中，所述的接收端通信模块和发射端通信模块采用2.4G或433M信号进行通信。
如图3所示，发射端低频天线驱动模块将发射端主控模块给出的载波信号、调制信号和控制信号通过低频发射天线发出去，低频发射天线至少为一根，当采用多根低频发射天线时，可根据实际的需求，实现各种复用功能。
本发明同时提供了一种范围可调的低频信号发射接收系统的调节方法，包含以下步骤：
（1）通过调节拨码开关/可调电阻器的大小，调节低频信号载波频率的大小，利用接收单元获取的载波频率变化与接收单元和发射单元距离变化的关系，制作成关系表或曲线图，保存在系统中；
（2）获取需要设定的信号覆盖范围信息，利用步骤（1）获得的关系表或曲线图，获取拨码开关/可调电阻器的大小，调节拨码开关/可调电阻器完成设定；
（3）设备同时检测发射天线的工作电压，根据电压的变化对应的调整载波频率的变化，保持发射信号覆盖范围的稳定，使其不受发射天线工作电压的变化导致信号覆盖范围的变化。
另外，所述的低频发射天线可串联一个可调电阻，通过调节可调电阻的大小来改变谐振电路的Q值，达到调节信号覆盖范围大小的目的。
另外，所述的低频接收天线可并联一个可调电阻，通过调节可调电阻的大小来改变谐振电路的Q值，达到调节信号覆盖范围大小的目的。
用户可采取调节低频信号载波频率、调节低频发射天线串联的可调电阻、调节低频接收天线并联的可调电阻这三种方式的其中任意一种或多种方式来调节信号覆盖范围的大小。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种范围可调的低频信号发射接收系统，其特征在于，包括：
发射单元，其用于向周围设定的范围内发射低频信号以及和接收单元进行数据交互；
接收单元，其用于接收发射单元所发出的的低频信号，并通过对应的解调模块，获取到信号中的有用信息，以及和发射单元进行数据交互；
所述的发射单元包括发射端主控模块，与发射端主控单元连接的时钟、拨码开关/可变电阻器、发射端通信模块、发射端低频天线驱动模块，与发射端低频天线驱动模块连接的低频发射天线，以及为发射单元供电的发射端电源模块，通过对拨码开关/可变电阻器对发射单元发出的载波信号的载波频率进行调节，达到调节信号覆盖范围大小的目的。
2.根据权利要求1所述的一种范围可调的低频信号发射接收系统，其特征在于：所述的接收单元包括接收端主控模块、与接收端主控模块连接的解调模块、接收端通信模块、低频接收天线，以及为接收单元供电的接收端电源模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种范围可调的低频信号发射接收系统，其特征在于：所述的发射端主控模块通过发射端低频天线驱动模块控制低频发射天线向周围发射低频信号；所述的低频接收天线接收到该信号后传输给接收端主控模块，接收端主控模块利用解调模块获取该信号中的有用信息，并通过接收端通信模块将信息发送给发射端通信模块；所述的发射端通信模块将信息发送给发射端主控模块。
4.根据权利要求3所述的一种范围可调的低频信号发射接收系统，其特征在于：所述的低频信号包括载波信号、调制信号和控制信号，所述的载波信号可通过拨码开关/可变电阻器调节其载波频率，达到调节信号覆盖范围的目的，所述的调制信号用于保证信号的可靠识别，包含前导码、识别码和身份信息，所述的控制信号用于对发射端低频天线驱动模块进行各种行为控制。
5.根据权利要求3所述的一种范围可调的低频信号发射接收系统，其特征在于：所述的接收端通信模块和发射端通信模块采用2.4G或433M信号进行通信。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种范围可调的低频信号发射接收系统的调节方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）通过调节拨码开关/可变电阻器的大小，调节低频信号载波频率的大小，利用接收单元获取的载波频率变化与接收单元和发射单元距离变化的关系，制作成关系表或曲线图，保存在系统中；
（2）获取需要设定的信号覆盖范围信息，利用步骤（1）获得的关系表或曲线图，获取拨码开关/可变电阻器的大小，调节拨码开关/可变电阻器完成设定；
（3）设备同时检测发射天线的工作电压，根据电压的变化对应的调整载波频率的变化，保持发射信号覆盖范围的稳定，使其不受发射天线工作电压的变化导致信号覆盖范围的变化。
7.根据权利要求6所述的一种范围可调的低频信号发射接收系统的调节方法，其特征在于，所述的低频发射天线可串联一个可调电阻，通过调节可变电阻的大小来改变谐振电路的Q值，达到调节信号覆盖范围大小的目的。
8.根据权利要求6所述的一种范围可调的低频信号发射接收系统的调节方法，其特征在于：所述的低频接收天线可并联一个可变电阻，通过调节可变电阻的大小来改变电路的Q值，达到调节信号覆盖范围大小的目的。
9.根据权利要求7或8所述的一种范围可调的低频信号发射接收系统的调节方法，其特征在于：可采取调节低频信号载波频率、调节低频发射天线串联的可调电阻、调节低频接收天线并联的可调电阻这三种方式的其中任意一种或多种方式来调节信号覆盖范围的大小。
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