CN205610941U - 具有室内定位功能的移液枪及包含其的定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有室内定位功能的移液枪，包括枪顶、枪体和枪尖，其中枪顶部分包括推动按钮、枪体活塞、调节轮、卸尖按钮以及食指卡柄，该移液枪还设置有用于定位所述移液枪的信标芯片。一种具有室内定位功能的移液枪的定位系统包括该具有室内定位功能的移液枪、室内基站和显示模块，其中室内基站包括信号捕捉单元、信号发射单元和供电单元。使用该具有室内定位功能的移液枪的定位系统操作简单，易于观察，定位准确，解决了移液枪的室内快速定位问题。

Description

具有室内定位功能的移液枪及包含其的定位系统

技术领域

本实用新型涉及生物技术物联网领域。更具体地，涉及一种具有室内定位功能的移液枪及包含其的定位系统。

背景技术

移液枪属于移液器的一种，常用于实验室少量或微量液体的移取，其规格不同。不同规格的移液枪配套使用不同大小的枪头，不同生产厂家生产的形状也略有不同，但工作原理及操作方法基本一致。移液枪属精密仪器，使用及存放时均要小心谨慎，防止损坏，避免影响其量程。通常移液枪的结构如图1所示，包括枪顶、枪体和枪尖，其中枪顶部分包括推动按钮、枪体活塞、调节轮、卸尖按钮、食指卡柄。

室内定位是指在室内环境中实现位置定位，在室内环境无法使用卫星定位时，使用室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题，最终定位物体当前所处的位置。目前，用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。除通讯网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有：Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波无线定位技术。

Wi-Fi技术通过无线接入点(包括无线路由器)组成的无线局域网络(WLAN)，可以实现复杂环境中的定位、监测和追踪任务。它以网络节点(无线接入点)的位置信息为基础和前提，采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，对已接入的移动设备进行位置定位，最高精确度大约在1米至20米之间。如果定位测算仅基于当前连接的Wi-Fi接入点，而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图，则Wi-Fi定位就很容易存在误差(例如：定位楼层错误)。另外，Wi-Fi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。

红外线技术室内定位是通过安装在室内的光学传感器，接收各移动设备(红外线IR标识)发射调制的红外射线进行定位，具有相对较高的室内定位精度。但是，由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播，容易受其他灯光干扰，并且红外线的传输距离较短，使其室内定位的效果很差。当移动设备放置在口袋里或者被墙壁遮挡时，就不能正常工作，需要在每个房间、走廊安装接收天线，导致总体造价较高。

超宽带技术与传统通信技术的定位方法有较大差异，它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，可用于室内精确定位，例如：战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能够提高精确定位精度等优点，通常用于室内移动物体的定位跟踪或导航。

RFID定位技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据，实现移动设备识别和定位的目的。它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且传输范围大、成本较低；不过以RFID定位技术的适用范围受到下述局限：1.RFID不便于整合到移动设备之中；2.作用距离短(一般最长为几十米)；3.用户的安全隐私保护不够；4.国际标准化实现困难。

ZigBee是一种短距离、低速率的无线网络技术。它介于RFID和蓝牙之间，可以通过传感器之间的相互协调通信进行设备的位置定位。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以ZigBee最显著的技术特点是它的低功耗和低成本。

超声波定位主要采用反射式测距(发射超声波并接收由被测物产生的回波后，根据回波与发射波的时间差计算出两者之间的距离)，并通过三角定位等算法确定物体的位置。超声波定位整体定位精度较高、系统结构简单，但容易受多径效应和非视距传播的影响，降低定位精度；同时，它还需要大量的底层硬件设施投资，总体成本较高。

在多种无线定位技术中，蓝牙通讯是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微网络的主设备。这样通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息。

蓝牙定位主要应用于小范围定位，例如：单层大厅或仓库。对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备，只要设备的蓝牙功能开启，蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。

iBeacon是苹果公司推出的，可用于室内定位的一项技术。可在一定程度上用来弥补GPS在室内无法定位的不足，但两者的定位原理并不相同，iBeacon通过测定基站发射信号的强度来推算距离，而GPS是基于精密同步的时钟相位来推算距离。iBeacon最大的优点在于其基于蓝牙4.0BLE技术，可与搭载蓝牙4.0硬件接口的手机连通。在没有GPS信号的室内为智能手机提供位置服务，基于此可以衍生出很多应用和高级服务，比如商场中基于位置的促销信息推送，基于位置的当面支付等等，还可用于室内停车、室内导航、展会导航、展品介绍等等。

目前，各实验室环境下移液枪种类繁多，使用人因为各种原因经常在实验中出现找不到自己想要的移液枪、甚至丢失的情况。因此，需要提供一种具有室内定位功能的移液枪及包含其的定位系统。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于是提供一种具有室内定位功能的移液枪。

本实用新型的另一个目的在于是提供一种包含该具有室内定位功能的移液枪的定位系统。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种具有室内定位功能的移液枪，包括枪顶、枪体和枪尖，其中枪顶部分包括推动按钮、枪体活塞、调节轮、卸尖按钮以及食指卡柄，该移液枪还设置有用于定位移液枪的信标芯片。

优选地，信标芯片为蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波无线定位芯片中的任一种。

优选地，信标芯片内置有供电装置。

优选地，推动按钮包括靠近枪体活塞的第一表面和远离枪体活塞的第二表面，信标芯片设置于推动按钮内部。

优选地，推动按钮第一表面上开有容纳信标芯片的槽，信标芯片设置于槽内，推动按钮与枪体活塞通过螺纹连接。

优选地，推动按钮第二表面上开有容纳信标芯片的槽和与该槽大小相适应的顶盖，信标芯片设置于槽内，顶盖与槽通过螺纹或卡扣连接。

优选地，食指卡柄外表面开有容纳信标芯片的槽和与该槽大小相适应的顶盖，信标芯片设置于槽内，顶盖与槽通过卡扣连接。

优选地，信标芯片与对应槽采用粘结或卡扣固定。

一种包含具有室内定位功能的移液枪的定位系统，该定位系统还包括室内基站和显示模块，该显示模块可以是手机、平板或计算机等具有定位显示功能的设备，该室内基站包括信号捕捉单元、信号发射单元和供电单元，其中信号捕捉单元用于捕捉移液枪信标芯片发出的信号；信号发射单元用于发射室内基站的无线信号；供电单元用于为室内基站供电，显示模块用于显示移液枪的位置。

优选地，室内基站包括在室内呈三角形分布的三个完全相同的基站且基站高度置于墙高的中部，方便接收信息并保持平衡性，确保室内环境均处于三个室内基站信号覆盖范围内。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过在不改变移液枪功能的前提下，将信标芯片内置于移液枪内部，结合室内基站和显示模块，对在室内环境里的移液枪进行10cm级别的移动定位，将检测到的移液枪的位置信息反馈到显示模块上，使用者可直观的看到室内移液枪的位点，结合显示模块上的室内位置图片信息判断出移液枪在室内的具体位置。该方法操作简单，易于观察，定位准确，解决了移液枪的室内快速定位问题。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出一般移液枪结构示意图。

图2示出具有室内定位功能的移液枪的一个示例。

图3示出具有室内定位功能移液枪的一个示例的推动按钮剖面图。

图4示出具有室内定位功能的移液枪的另一个示例。

图5示出包含具有室内定位功能的移液枪的定位系统结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

本实用新型中具有室内定位功能的移液枪的一个示例如图2所示，推动按钮包括靠近枪体活塞的第一表面和远离枪体活塞的第二表面，信标芯片设置于推动按钮内部。推动按钮第一表面上开有容纳信标芯片的槽，信标芯片设置于槽内，推动按钮与枪体活塞通过螺纹连接。信标芯片与该槽采用粘结方式固定。

在具体实施方式中，推动按钮外径R₁为15.2mm，内径R₂为12mm，推动按钮凹槽为圆柱体形状，并以内径R₂为半径的圆作为凹槽的底，图3示出了该推动按钮的剖面图。

定制室内定位信标iBeacon芯片的外形尺寸与推动按钮凹槽相匹配，使其与推动按钮之间不会相对晃动。

推动按钮与枪体活塞采用螺纹连接，这样，推动按钮与枪体活塞组成可拆卸结构，使得从推动按钮中取出并更换信标芯片成为可能。

信标芯片为蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波无线定位芯片中的任一种，应注意，采用蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波无线定位技术与含有相应芯片的移液枪结合用于室内定位的系统仍属于本实用新型的保护范围之内。

本实用新型中具有室内定位功能的移液枪的另一个示例如图4所示，食指卡柄内部设置与所述信标芯片外形尺寸相一致的凹槽，信标芯片固定放置在食指卡柄凹槽内部，保证信标芯片不随移液枪的移动而晃动。

应注意的是，在本实用新型中，在不影响移液枪功能和使用习惯的基础上，根据移液枪的结构形状和信标芯片的大小综合考虑，确定信标芯片的安装位置为推动按钮或食指卡柄内部。

如图5所示，一种包含该具有室内定位功能的移液枪的定位系统，该定位系统包括移液枪、室内基站和显示模块，其中室内基站包括信号捕捉单元、信号发射单元和供电单元。其中，信号捕捉单元用于捕捉移液枪信标芯片发出的信号，信号发射单元用于发射室内基站捕捉到的无线信号，供电单元用于为室内基站供电。该显示模块可以是手机、平板或计算机等具有定位显示功能的设备，能够接收信号发射单元发出的无线信号。

室内基站包括在室内呈三角形分布的三个完全相同的基站，且基站高度置于墙高的中部，方便接收信息并保持平衡性，安装后的室内基站类设备周围不能有铁板类屏蔽作用的物件遮蔽，并有方便的交流电源可供使用，同时确保室内环境均处于三个室内基站信号覆盖范围内。

其定位过程如下：

首先，移液枪中信标芯片发出位置无线信息，然后，室内基站中的信号捕捉单元捕捉该无线信息并将该信息通过信号发射单元传输到显示模块中，最后，使用者结合显示模块上的室内位置图片信息判断出移液枪在室内的具体位置。

使用本实用新型中的具有定位功能的移液枪及包含其的定位系统，能对室内环境里的移液枪进行10cm级别的移动定位，使用者可直观的看到室内移液枪的位点，结合显示模块上的室内位置图片信息判断出移液枪在室内的具体位置。该方法操作简单，易于观察，定位准确，解决了移液枪的室内快速定位问题。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种具有室内定位功能的移液枪，包括枪顶、枪体和枪尖，其中枪顶部分包括推动按钮、枪体活塞、调节轮、卸尖按钮以及食指卡柄，其特征在于，所述移液枪还设置有用于定位所述移液枪的信标芯片。

2.根据权利要求1所述的移液枪，其特征在于，所述信标芯片为蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波无线定位芯片中的任一种。

3.根据权利要求1或2所述的移液枪，其特征在于，所述信标芯片内置有供电装置。

4.根据权利要求3所述的移液枪，其特征在于，所述推动按钮包括靠近所述枪体活塞的第一表面和远离所述枪体活塞的第二表面，所述信标芯片设置于所述推动按钮内部。

5.根据权利要求4所述的移液枪，其特征在于，所述推动按钮第一表面上开有容纳所述信标芯片的槽，所述信标芯片设置于所述槽内，所述推动按钮与所述枪体活塞通过螺纹连接。

6.根据权利要求4所述的移液枪，其特征在于，所述推动按钮第二表面上开有容纳所述信标芯片的槽和与该槽大小相适应的顶盖，所述信标芯片设置于所述槽内，所述顶盖与所述槽通过螺纹或卡扣连接。

7.根据权利要求3所述的移液枪，其特征在于，所述食指卡柄外表面开有容纳所述信标芯片的槽和与该槽大小相适应的顶盖，所述信标芯片设置于所述槽内，所述顶盖与所述槽通过卡扣连接。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的移液枪，其特征在于，所述信标芯片与对应槽采用粘结或卡扣固定。

9.一种包含权利要求1-8任一项所述的具有室内定位功能的移液枪的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括室内基站和显示模块，其中室内基站包括信号捕捉单元、信号发射单元和供电单元，其中

信号捕捉单元用于捕捉移液枪信标芯片发出的信号；

信号发射单元用于发射室内基站的无线信号；

供电单元用于为室内基站供电；

显示模块用于显示移液枪的位置。

10.根据权利要求9所述的定位系统，其特征在于，所述室内基站包括在室内呈三角形分布的三个完全相同的基站。