本发明专利技术涉及一种基于多频漏泄通讯技术的巷道内运动物体位移定位系统及其定位方法，该系统包括与上位机通讯的若干个基站和沿漏泄通讯电缆移动的若干个移动站，所述基站和移动站内均设置数据处理芯片、多频连续波射频收发模块及鉴相器，所述基站的多频连续波射频收发模块与漏泄通讯电缆L联通，向漏泄通讯电缆L收发多频连续波信号，移动站在定位点接收信号后通过鉴相器测定多频信号的相位值及与相位以及多频信号之间同步相位差值,并通过计算测算移动站位置，实现系统对移动站的位移定位。本发明专利技术能实现全线平滑实时定位，并完全免除了读卡器的安装，简化了系统，减少了安装工作量和后期维护工作量，提高了系统的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及位移传感定位领域，尤其是一种基于多频漏泄通讯技术的位移传感定位系统及其定位方法。技术背景目前，传统的封闭巷道位置定位系统绝大部分采用在定位线路上，各个定位点安装射频读卡器，移动目标携带射频标示卡，在读卡器信号范围内进行门禁式定位，此类定位技术需要大量安装读卡器，工作量大，后期的维护工作量大，系统故障率高，覆盖区域有限，盲区多。中国专利CN202614244U公开了一种基于漏泄通讯电缆射频通讯技术的位移传感定位系统及方法，该技术采用往返两根漏泄通讯电缆利用信号往返飞行时间测定距离实现定位。该技术虽能实现全程精确定位，但对移动站自身的晶振和电气性能要求高，成本较高，短程信号飞行时间短，定位精度保障难度大。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于多频漏泄通讯技术的巷道内运动物体位移定位系统，其无需在定位线路上安装读卡器、优于传统读卡器门禁定位方式，又异于用往返两根漏泄通讯缆，利用飞行时间实现定位的技术，结构简单、系统稳定性强、定位精度高。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案:基于多频漏泄通讯技术的巷道内运动物体位移定位系统，包括与上位机通讯的若干个基站和若干个移动站，所述基站与漏泄通讯电缆L联通，并向漏泄通讯电缆L收发多频连续波信号；所述移动站沿漏泄通讯电缆L移动，并通过射频与漏泄通讯电缆L 和基站通讯。所述基站内设置数据处理芯片、多频连续波射频收发模块及鉴相器，所述基站的多频连续波射频收发模块与漏泄通讯电缆L联通，向漏泄通讯电缆L收发多频连续波信号；所述移动站内设置多频连续波射频收发模块、鉴相器、数据处理芯片，移动站沿漏泄通讯电缆L移动，通过其多频连续波射频收发模块与漏泄通讯电缆L和基站通讯，并通过鉴相器测定多频信号的相位值及相位差，通过计算对移动站的位移定位。本专利技术的另一目的是提供该系统的定位方法，包括以下步骤:1)、通过基站向漏泄通讯电缆L发送连续波多频射频信号，主频为H、辅频为f2;设H、f2的初始相位相同为零，其中:辅频的频率为f2=k*fl，k为小于I的系数； 2)、在沿漏泄通讯电缆L的一个定位点，移动站侦听接收射频信号H、f2,并经过鉴相器测出fl、f2到达定移动站定位点时其与各自初始相位0的相位差为A Cj51和A ￠2 ;3)、设定每经过一个整波长周期，主频fI和辅频f2之间因频率差异都会产生固定的同步相位延迟差为A ￠0，当信号经过N个波长整周期后到达定位点处，其两个信号同步相位累计延迟差值A (J) = A (J) 0*N ； 4)、移动站通过测算定位点处两个信号的相位累计延迟差和每个周期的相位延迟差，计算A ￠/A $0，得到H信号由基站到移动站经过了 N个整周期； 5)、设在定位点处H信号相位值与初始相位0的差值为该信号的相位差ACj51 ;移动站在最末第N+1个不足整周期内，其fl信号相位差值A ￠1与2^1的比值，与周期内距离成正比；移动站测得最末部一个不足整周期的定位点处fl相位差A Cj51，得到末端分周期A N= A (J) 1/2 ； 6)、移动站通过其鉴相器和数据处理芯片测算出移动站与基站之间的精确距离fl波长* (N+ A N)，并通过射频信号将身份信息和位置信息发送至漏泄通讯电缆和基站，实现巷道内系统对移动站的位移定位。由上述技术方案可知:本专利技术较读卡器的定位方式有明显的优势，能实现全线平滑实时定位，并完全免除了读卡器的安装，简化了系统，减少了安装工作量和后期维护工作量，提高了系统的稳定性。与CN202614244U公开的技术方案相比，本专利技术结构更简单、系统稳定性强、定位精度更高、更方便、成本更低。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图； 图2为基站向漏泄通讯电缆L发送主频fl信号波形与相位差示意图； 图3为基站向漏泄通讯电缆L发送辅频f2信号波形与相位差示意图； 图4为主频fl和辅频f2每一个整周期两者相位延迟差A ￠0示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术包括上位机1、基站2和移动站3，基站2与漏泄通讯电缆L连接。基站2内设置基站数据处理芯片21、基站多频连续波射频收发模块22和基站鉴相器23，三者交互连接，其中基站多频连续波射频收发模块22与漏泄通讯电缆L联接通讯，移动站3内设置数据处理芯片31、多频连续波射频收发模块32和鉴相器33，三者交互连接。移动站3通过多频连续波射频 收发模块32和漏泄通讯电缆与基站通讯。上位机I通过CAN总线或RS-485总线或同轴电缆或双绞线或光纤与基站2通信。基站多频连续波射频收发模块22向漏泄通讯缆发送主频f I的频率为(150MHz)、辅频f2的频率为(0.999*f I)，初始相位相同为O。移动站3沿漏泄通讯电缆L的线路方向移动，基站向漏泄通讯电缆发送连续波多频射频信号H、f2。在沿漏泄通讯电缆的一个定位点，移动站侦听接收到射频信号fl、f2，并经过鉴相器测出fl、f2到达定移动站定位点时的各自相位差A Cj51和A 2，如图2、3所示。因为频率不同，每经过一个整波长周期，主频H和辅频f2之间因频率差异都会产生固定的同步相位延迟差A ￠0，当信号经过N个波长整周期后到达定位点处，其两个信号同步相位累计延迟差值A Cj5 = A (tO*N;移动站通过测算定位点处两个信号的相位累计延迟差和每个周期的相位延迟差，计算A c^/A ￠0，得到fi信号由基站到移动站经过了 N个整周期；设在定位点处n信号相位值与初始相位0的差值为该信号的相位差A Cj51。移动站在最末第N+1个不足整周期内，其n信号相位差值A ￠1与2JI的比值，与周期内距离成正比；移动站测得最末部一个不足整周期的定位点处n相位差A ￠1,得到末端分周期AN=A ￠1/2 31 ； 移动站通过鉴相器32和数据处理芯片31测算出移动站与基站之间的精确距离fl波长*(N整周期数+ AN末端分周期数)，并通过射频信号将身份信息和位置信息发送至漏泄通讯电缆和基站，实现系统对移动站的位移定位。以下结合图1-3对本专利技术做进一步的具体说明。基站2连接在射频漏泄通讯电缆L的一端，基站2发送多频射频信号，主频H的频率为150MHZ，f2=0.999*fl。fl、f2射频信号发射的初始相位相同为0，经过漏泄通讯缆向外发射传输时，由于其信号频率不同，频率差为1/1000个fl。所以每经过一个波长整周期后，都会产生一个固定的同步相位延迟差A 0 0=2^1 *1/1000。移动站3在沿线任意位置定位点接收到H、f2两个波形射频信号，当信号经过N个波长整周期后到达定位点处，其两个信号同步相位累计延迟差值A Cj5 = A 0*N;移动站通过测算A小/A ￠0，得到H信号由基站到移动站经过了 N个整周期；fl频率为150MHz，其整周波长度为2m。又因为在最后一个不足波长整周期内，移动站测得定位点处fl的相位差△ ￠1,可进一步计算确定移动站在最后一个不足整周期的精确位置为2m* ( A 4) 1/2 ) o移动站通过鉴相器和数据模块测算出移动站与基站之间的精确距离，因此得到移动站3距离基站2的传输距离为2m*N+2m* (A ￠1/2^),获得移动站的定位信息。并通过射频信号将身份信息和位置信息发送至漏泄通讯电缆本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于多频漏泄通讯技术的巷道内运动物体位移定位系统，其特征在于：包括与上位机（1）通讯的若干个基站（2）和若干个移动站（3），所述基站（2）与漏泄通讯电缆L联通，并向漏泄通讯电缆L收发多频连续波信号；所述移动站（3）沿漏泄通讯电缆L移动，并通过射频与漏泄通讯电缆L和基站通讯。
【技术特征摘要】
1.基于多频漏泄通讯技术的巷道内运动物体位移定位系统，其特征在于:包括与上位机(I)通讯的若干个基站(2 )和若干个移动站(3 )，所述基站(2 )与漏泄通讯电缆L联通，并向漏泄通讯电缆L收发多频连续波信号；所述移动站(3)沿漏泄通讯电缆L移动，并通过射频与漏泄通讯电缆L和基站通讯。2.根据权利要求1所述的基于多频漏泄通讯技术的巷道内物体位移定位系统，其特征在于:所述基站(2)内设置数据处理芯片、多频连续波射频收发模块及鉴相器，所述基站(2)的多频连续波射频收发模块与漏泄通讯电缆L联通，向漏泄通讯电缆L收发多频连续波信号；所述移动站(3)内设置多频连续波射频收发模块、鉴相器和数据处理芯片，移动站(3)沿漏泄通讯电缆L移动，通过其多频连续波射频收发模块与漏泄通讯电缆L和基站通讯，并通过鉴相器测定多频信号的相位值及相位差并计算移动站的位置信息。3.根据权利要求1或2所述巷道内物体位移定位系统的定位方法，其特征在于:该定位方法包括以下步骤: 1)、通过基站(2)向漏泄通讯电缆L发送连续波多频射频信号，主频为fl、辅频为f2；设H、f2的初始相位相同为零，其中:辅频的频率为f2=k*fl，k为小于I的系数； ...
【专利技术属性】
技术研发人员：童建伟，
申请(专利权)人：童建伟，
类型：发明
国别省市：
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