CN204334554U

CN204334554U - 一种用于实时定位系统的标签

Info

Publication number: CN204334554U
Application number: CN201420708058.7U
Authority: CN
Inventors: 肖金超; 蒋健波; 资双飞; 邓龙辉; 刘继海; 程海梅
Original assignee: Shenyang Institute of Automation of CAS
Current assignee: Shenyang Institute of Automation of CAS
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2024-11-21

Abstract

本实用新型公开了一种用于实时定位系统的标签，包括控制电路、电平转换电路、射频收发电路以及电源管理电路，所述电平转换电路与控制电路、射频收发电路连接；所述电源管理电路为控制电路、电平转换电路以及射频收发电路供电。本实用新型标签采用单节锂电池，极大地节省了标签的空间和体积，十分轻巧和便捷，极大的方便定位人员携带和适应不同场合定位的需求。另外，本实用新型标签可采用USB供电，十分方便，并可一边通过USB对电池进行充电一边工作。

Description

一种用于实时定位系统的标签

技术领域

本实用新型涉及实时定位的技术领域，特别涉及一种用于实时定位系统的标签。

背景技术

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是，受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，导致GPS无法定位。近年来，专家学者提出了许多室内定位技术解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、WSN技术、WLAN、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术、接近式定位技术等等。对于不同的建筑物而言，材料结构，建筑物尺度，室内布置等的不同，导致了信号的路径损耗差异很大。与此同时，建筑物的内在结构会引起信号的反射，绕射，折射和散射，形成多径现象，使得接收信号的幅度，相位和到达时间发生变化，造成信号的损失，定位的难度大。

目前，CSS定位系统中的定位标签体积一般比较大，且比较重，这在进行人员定位的时候会给携带该标签的人造成诸多不便。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于实时定位系统的标签。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于实时定位系统的标签，包括控制电路、电平转换电路、射频收发电路以及电源管理电路，所述电平转换电路与控制电路、射频收发电路连接；所述电源管理电路为控制电路、电平转换电路以及射频收发电路供电。

优选的，所述控制电路采用Atmega1280单片机，所述Atmega1280单片机通过SPI总线与射频收发电路进行通信。

优选的，所述电平转换电路包括两个74HC245芯片，两芯片均与Atmega1280单片机通过SPI总线连接，其中一个芯片负责3.3V逻辑电平到2.5V逻辑电平的转换，另一芯片负责2.5V逻辑电平到3.3V逻辑电平的转换。

优选的，所述射频收发电路采用nanoPAN5375射频电路；所述nanoPAN5375射频电路由射频收发器nanoLOCNA5TR1、收发状态逻辑控制器、场效应管驱动器、功率放大器、射频匹配网络、平衡器、第一射频开关、第二射频开关和带通滤波器组成；其中射频收发器nanoLOCNA5TR1、收发状态逻辑控制器、场效应管驱动器依次单向连接；功率放大器分别与第一射频开关、第二射频开关、场效应管驱动器单向连接；射频匹配网络、平衡器、第一射频开关、第二射频开关、带通滤波器依次双向连接。

优选的，所述电源管理电路包括电源处理芯片、LT1963-3.3芯片、LT1963-2.5芯片、两个发光二极管、升压电路以及USB接口电路；所述两个发光二极管的阴极与电源处理芯片连接；所述升压电路与电源处理芯片、LT1963-3.3芯片、LT1963-2.5芯片连接，所述USB接口电路串联一电阻后与电源处理芯片连接。

优选的，所述升压电路包括一稳压二极管和一变压器，稳压二极管的阳极与变压器的一端连接；所述稳压二极管和变压器的两端均与电源处理芯片连接。

优选的，所述电源管理电路为控制电路提供3.3V的电压；所述电源管理电路为电平转换电路提供2.5V和3.3V的电压；所述电源管理电路为射频收发电路提供2.5V的电压。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型的标签采用单节锂电池，极大地节省了标签的空间和体积，十分轻巧和便捷，极大的方便定位人员携带和适应不同场合定位的需求。

2、本实用新型的标签可采用USB供电，十分方便，并可一边通过USB对电池进行充电一边工作。

3、本实用新型的标签中包括电平转换电路，可以将电源转换成不同的电压，从而提供稳定的电压。

附图说明

图1本实用新型用于实时定位系统的标签框架图；

图2本实用新型用于实时定位系统的电源管理电路连接图；

图3本实用新型用于实时定位系统的控制电路连接图；

图4本实用新型用于实时定位系统的电平转换电路连接图；

图5本实用新型用于实时定位系统的射频收发电路连接图；

图6本实用新型用于实时定位系统的nanoPAN5375射频电路工作原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例一种用于实时定位系统的标签，包括控制电路、电平转换电路、射频收发电路以及电源管理电路，所述电平转换电路与控制电路、射频收发电路连接；所述电源管理电路为控制电路、电平转换电路以及射频收发电路供电。

如图2所示，本实施例中，所述电源管理电路为控制电路提供3.3V的电压；所述电源管理电路为电平转换电路提供2.5V和3.3V的电压；所述电源管理电路为射频收发电路提供2.5V的电压所述电源管理电路包括电源处理芯片、LT1963-3.3芯片、LT1963-2.5芯片、两个发光二极管、升压电路以及USB接口电路；所述两个发光二极管的阴极与电源处理芯片连接；所述升压电路与电源处理芯片、LT1963-3.3芯片、LT1963-2.5芯片连接，所述USB接口电路串联一电阻后与电源处理芯片连接；所述升压电路包括一稳压二极管和一变压器，稳压二极管的阳极与变压器的一端连接；所述稳压二极管和变压器的两端均与电源处理芯片连接。

再结合图2，图中电阻R10的大小可控制电池充电电流的大小，发光二极管D3和D4分别指示电池的充电状态和电池工作状态，D1和L1构成一个升压电路，将单节锂电池的3.7V电压升压到5V给后续的电源系统，并可输出高达1A的电流。LT1963-3.3和LT1963-2.5芯片分别构成3.3V和2.5V的线性稳压电源系统，为CSS定位标签系统提供稳定的电源。

如图3所示，控制电路的核心电路是atmega1280单片机，该单片机通过SPI 总线与射频nanoPAN5375模块进行双向通信，接收射频收发模块接收到的定位节点和网关信息，并将这些信息进行解析与打包，将标签的位置信息反馈给网关。图中标号PB0、PB1、PB2、PB3为SPI总线，电阻R17和R18将SPI总线上的发送和接收数据信号线连接到3.3V电源上，起到对数据线的一个上拉作用，保证了数据通信的可靠性。

如图4所示，所述电平转换电路包括两个74HC245芯片，两芯片均与Atmega1280单片机通过SPI总线连接，其中一个芯片负责3.3V逻辑电平到2.5V逻辑电平的转换，另一芯片负责2.5V逻辑电平到3.3V逻辑电平的转换。

如图5、图6所示，所述射频收发电路采用nanoPAN5375射频电路；所述nanoPAN5375射频电路由射频收发器nanoLOCNA5TR1、收发状态逻辑控制器、场效应管驱动器、功率放大器、射频匹配网络、平衡器、第一射频开关、第二射频开关和带通滤波器组成；其中射频收发器nanoLOCNA5TR1、收发状态逻辑控制器、场效应管驱动器依次单向连接；功率放大器分别与第一射频开关、第二射频开关、场效应管驱动器单向连接；射频匹配网络、平衡器、第一射频开关、第二射频开关、带通滤波器依次双向连接。

图6中，所述收发状态逻辑控制器主要是根据射频发送接收的状态来控制射频开关的状态的转换；场效应管驱动电路将小信号放大并给功率放大器提供电源；匹配网络和平衡器主要是匹配整个射频发射和接收回路的阻抗匹配，减少射频能量的损耗；射频收发开关的功能是根据逻辑控制器的逻辑来选择发射回路或者接收回路；功率放大器的主要作用是将射频的功率进行放大，将其功率提高到20dBm通过天线发射出去。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于实时定位系统的标签，包括控制电路，其特征在于，还包括电平转换电路、射频收发电路以及电源管理电路，所述电平转换电路与控制电路、射频收发电路连接；所述电源管理电路为控制电路、电平转换电路以及射频收发电路供电。

2.根据权利要求1所述用于实时定位系统的标签，其特征在于，所述控制电路采用Atmega1280单片机，所述Atmega1280单片机通过SPI总线与射频收发电路进行通信。

3.根据权利要求2所述用于实时定位系统的标签，其特征在于，所述电平转换电路包括两个74HC245芯片，两芯片均与Atmega1280单片机通过SPI总线连接，其中一个芯片负责3.3V逻辑电平到2.5V逻辑电平的转换，另一芯片负责2.5V逻辑电平到3.3V逻辑电平的转换。

4.根据权利要求1所述用于实时定位系统的标签，其特征在于，所述射频收发电路采用nanoPAN5375射频电路；所述nanoPAN5375射频电路由射频收发器nanoLOCNA5TR1、收发状态逻辑控制器、场效应管驱动器、功率放大器、射频匹配网络、平衡器、第一射频开关、第二射频开关和带通滤波器组成；其中射频收发器nanoLOCNA5TR1、收发状态逻辑控制器、场效应管驱动器依次单向连接；功率放大器分别与第一射频开关、第二射频开关、场效应管驱动器单向连接；射频匹配网络、平衡器、第一射频开关、第二射频开关、带通滤波器依次双向连接。

5.根据权利要求1所述用于实时定位系统的标签，其特征在于，所述电源管理电路包括电源处理芯片、LT1963-3.3芯片、LT1963-2.5芯片、两个发光二极管、升压电路以及USB接口电路；所述两个发光二极管的阴极与电源处理芯片连接；所述升压电路与电源处理芯片、LT1963-3.3芯片、LT1963-2.5芯片连接，所述USB接口电路串联一电阻后与电源处理芯片连接。

6.根据权利要求5所述用于实时定位系统的标签，其特征在于，所述升压电路包括一稳压二极管和一变压器，稳压二极管的阳极与变压器的一端连接；所述稳压二极管和变压器的两端均与电源处理芯片连接。

7.根据权利要求5所述用于实时定位系统的标签，其特征在于，所述电源管理电路为控制电路提供3.3V的电压；所述电源管理电路为电平转换电路提供2.5V和3.3V的电压；所述电源管理电路为射频收发电路提供2.5V的电压。