门槛屏障系统技术方案

描述了一种动物围护系统，动物围护系统包括发射器单元和接收器，发射器单元包括发射器线圈和信号生成器。信号生成器传输调制后的致动信号通过线圈，并在线圈周围的区域内产生均匀磁场。接收器经过均匀磁场的一部分，并使用信号的定期增强的、正向定向的部分的信息检测第一检测区中磁场的第一极性和第二检测区中磁场的第二反转极性。检测到的极性反转指示边界跨越事件，包括接收器过渡跨过边界。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】门槛屏障系统对相关申请的交叉引用本专利技术要求2013年12月3日提交的美国专利申请号61/911,096的权益。关于联邦资助研究或开发的声明不适用。合作研究协议各方的姓名不适用。附图说明本文附上了某些图示和附图，以便能更好地理解本申请的方式。然而要注意的是，附图仅说明了选取的实施例和门槛屏障系统的元素，因此不得视为限制本文所述门槛屏障系统的范围，并承认其他等效实施例和应用。图1为根据一实施例的动物围护系统的示例。图2为根据一实施例的动物围护系统的框图。图3为根据一实施例的动物围护系统的部件所传输和接收的致动信号的示图。图4为根据一实施例的调制后的致动信号的表示。图5为根据一实施例的图4的调制后的致动信号的第一载波周期。图6示出了一实施例的由经过周边电线的致动信号产生的磁场。图7示出了根据一实施例的图4的调制后的致动信号，没有增强的第一载波周期。图8示出了图7的调制后的致动信号的第一载波周期的替选视角。图9为根据一实施例的标准室内回避系统的示例。图10示出了根据一实施例的使用水平圆形线圈产生的磁场。图11示出了根据一实施例的使用水平位置中的线圈产生的沿一个方向行进的磁场的特征。图12示出了根据一实施例的研发成用以适应产生均匀磁场的要求的扁平天线线圈。图13示出了根据一实施例的用以产生磁场的多个串联接线的线圈。图14示出了根据一实施例的串联接线并用以产生磁场的线圈的物理布置。图15示出了根据一实施例的串联接线并用以产生磁场的多个线圈。具体实施方式本文描述了室外围护系统和室内门槛屏障系统的系统和方法。室外围护系统依靠围绕周边放置边界电线并使用接收器来检测由驱动通过该电线的电流产生的磁场的极性。替选地，与室外系统对应的室内系统(即，门槛屏障系统)实施独特的“门槛”理念，该理念使用低剖面天线线圈在屏障门槛处产生均匀磁场，使得在接收器线圈穿过磁场时，该接收器线圈检测单个极性变化。室内门槛屏障系统排除了在家中放置周边边界电线的需要。下述公开内容首先描述了室外围护系统的实施例。其后，公开内容描述了室外围护系统的“室内”实施例(称为门槛屏障系统)，该门槛屏障系统排除了周边边界电线的使用。此外，室内门槛系统将PIR(被动红外)运动检测器并入了系统发射器，用以调节发射器的传输速率并保护电池寿命。室外围护系统美国专利号8,047,161中进一步描述的室外围护系统的实施例提供了一种动物围护系统，用于将动物围护在边界内，用于使动物在边界内的可用面积最大化，并用于在动物移动出边界的情况下不阻碍动物返回边界内。图1的动物围护系统10包括信号生成器12、电线14和探测器单元16。信号生成器12与电线14电气通信并与探测器单元16无线通信。电线14限定一边界，这限定出边界内区域18和边界外区域20。在示出的实施例中，电线14限定住宅庭院的周边，使得庭院的周边为边界，庭院为边界内区域18，而庭院外侧的区域为边界外区域20。本领域技术人员可以理解，在不偏离本专利技术的范围和精神的情况下，电线14可限定除了住宅庭院的周边以外的一边界。在一实施例中，电线14埋入地面，使得电线14从地面表面不可见。由动物携带探测器单元16。在所示的实施例中，探测器单元16安装至动物颈圈，而颈圈固定至动物，使得动物携带探测器单元16。本领域技术人员可以理解，在不偏离本专利技术的范围和精神的情况下，动物能够以除了动物颈圈以外的方式携带探测器单元16。图2是根据本专利技术各种特征的动物围护系统10的一个实施例的框图。在所示实施例中，信号生成器12包括信号生成器处理器32和调制器34，其中信号生成器处理器32与调制器34电气通信。信号生成器处理器32产生数字致动信号22。致动信号22包括用于探测器单元16的运行指令。图3示出了根据该实施例各种特征的致动信号22的一个实施例。在所示实施例中，致动信号22包括数据头(header)24和多个数据位26。更具体地，所示实施例的致动信号22包括八个数据位26，即第一数据位44、第二数据位46、第三数据位48、第四数据位50、第五数据位52、第六数据位54、第七数据位56，以及第八数据位58。数据头24用于通过识别致动信号22本身而与探测器单元16建立通信。数据位26包括用于探测器单元16的运行指令。运行指令可包括室外系统发射器的识别信息。这种指令还包括接收器的运行参数。指令还可建立待施加至佩戴接收器的动物的刺激水平。此外，致动信号可对与具体接收器相关联且改变每个这种接收器的刺激水平和运行参数的指令进行编码。应注意的是，在不偏离本专利技术的范围或精神的情况下，致动信号22可为除了图3具体所示致动信号22以外的数字信号。例如，致动信号22不要求数据头24保持在本专利技术的范围或精神内。另外，致动信号22可包括任意数目的数据位26并保持在在本专利技术的范围或精神内。再次考虑图2，调制器34从信号生成器处理器32处接收致动信号22并调制致动信号22。更具体地，调制器34采用振幅调制，使得致动信号22的每个位由多个载波周期表示。图4示出了由调制器34调制的图3的致动信号22，其中致动信号22的数据头24、第一数据位44和第四数据位50为数字“l”，其余的数据位26为数字“0”。在图4所示的实施例中，调制后的数据头24用17个载波周期表示，调制后的数据位26中的每个用8个载波周期表示。信号生成器处理器32指定每轮多个载波周期的第一载波周期的方向。在所示实施例中，信号生成器处理器32指定调制后的数据头24和每个调制后的数据位26的第一载波周期的方向。更具体地，图5示出了图4的调制后的数据头24的前几个周期。在所示实施例中，信号生成器处理器32使调制后的数据头24的第一载波周期具有正方向。因为调制后的数据头24的第一载波周期的方向是正的，所以每个调制后的数据位26的第一载波周期的方向是正的。再次考虑图2，调制致动信号22后，信号生成器12通过电线14无线地传输致动信号22。更具体地，信号生成器12驱动电流通过电线14，使得致动信号22以磁场的形式从电线14处辐射。在图1所示的实施例中，信号生成器12沿箭头28所示的方向驱动电流通过电线14。图6示出了电线14的截面图，其中箭头28所示的方向是穿透页面的。因为驱动电流通过电线14的方向是穿透页面的，所以产生的磁场(即，致动信号22)沿箭头30所示的方向围绕电线14循环。因此，边界内18的致动信号22的极性基本与边界外20的致动信号22的极性相反。应注意的是，交流电路电源可将周期性的载波周期驱动至线路。然而，接收器会检测每个调制后的位的第一载波(具有正方向)的极性。因此，图6示出了单向均匀场，其中边界内极性基本与边界外极性相反。当信号生成器12传输致动信号22时，信号生成器12会增强每轮多个载波周期的第一载波周期。更具体地，当传输每个第一载波周期时，信号生成器12会急剧增加驱动通过电线14的电流，使得每个第一载波周期的信号22的振幅急剧增加。因为每轮多个载波周期的第一载波周期的振幅急剧增加，根据下文所述，探测器单元16能容易检测到第一载波周期。图4示出了根据如上所述每个第一载波周期均增强的致动信号22。相反地，图7示出了图4的致动信号22，其中每个第一载波周期均未增强。作为对上述原理的辅助说明，图5示出了图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：发射器单元和接收器，所述发射器单元包括发射器线圈、信号生成器和调制器；所述发射器线圈包括围绕薄带材料的长度均匀缠绕的电线；将所述发射器单元放置在边界处；所述信号生成器产生包括数字数据的致动信号，并且所述调制器将所述致动信号调制到载波上；所述信号生成器传输调制后的致动信号通过所述发射器线圈，所述传输调制后的致动信号在所述发射器线圈周围的区域内产生均匀磁场，并限定所述区域的第一检测区和所述区域的第二检测区，所述传输和所述产生包括增强所述载波的第一部分；所述接收器经过所述区域，所述接收器利用增强的第一部分的信息检测所述第一检测区中均匀磁场的第一极性和所述第二检测区中均匀磁场的第二极性，所述第二极性包括所述第一极性的极性变换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.03 US 61/911,0961.一种门槛屏障系统，包括：发射器单元和接收器，所述发射器单元包括发射器线圈、信号生成器和调制器；所述发射器线圈包括围绕薄带材料的长度并排平坦均匀缠绕的电线，其中所述发射器线圈的一平坦表面沿着边界布置，其中所述均匀缠绕的电线的每一圈与所述边界对准；所述信号生成器产生包括数字数据的致动信号，并且所述调制器将所述致动信号调制到载波上；所述信号生成器传输调制后的致动信号通过所述发射器线圈，所述传输调制后的致动信号在所述发射器线圈周围的区域内产生均匀磁场，并限定所述区域的第一检测区和所述区域的第二检测区，所述传输和所述产生包括增强所述载波的第一部分；所述接收器经过所述区域，所述接收器利用增强的第一部分的信息检测所述第一检测区中均匀磁场的第一极性和所述第二检测区中均匀磁场的第二极性，所述第二极性包括所述第一极性的极性变换。2.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述薄带材料包括非磁性材料。3.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述薄带材料包括磁性材料。4.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述薄带材料包括矩形带材料。5.根据权利要求4所述的门槛屏障系统，其中，薄的矩形带材料的长度约为16.7英寸。6.根据权利要求4所述的门槛屏障系统，其中，薄的矩形带材料的宽度约为2.4英寸。7.根据权利要求4所述的门槛屏障系统，其中，薄的矩形带材料的高度约为0.25英寸，其中所述高度对应于所述发射器线圈的孔径。8.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述均匀缠绕的电线包括18线规的电线。9.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述均匀缠绕的电线包括20线规的电线。10.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述均匀缠绕的电线围绕所述薄带材料的长度以七十五圈的配置均匀地并排平坦缠绕。11.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述均匀缠绕的电线围绕所述薄带材料的长度以六十圈的配置均匀地缠绕。12.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述发射器线圈的中心线大致正交于一平面，其中所述第一检测区占据所述平面的第一侧的区域，其中所述第二检测区占据所述平面的第二侧的区域。13.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述边界包括门槛。14.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述边界包括直线。15.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述薄带材料包括多个薄带。16.根据权利要求15所述的门槛屏障系统，其中，所述多个薄带中的每个带为矩形。17.根据权利要求16所述的门槛屏障系统，其中，所述多个薄带中的每个带的长度约为3.9英寸，所述多个薄带中的每个带的宽度约为3英寸，并且所述多个薄带中的每个带的高度约为0.25英寸。18.根据权利要求17所述的门槛屏障系统，其中，所述多个薄带沿其长度对准，并间隔开大约0.5英寸。19.根据权利要求15所述的门槛屏障系统，其中，所述发射器线圈包括多个线圈，其中所述多个线圈中的每个线圈包括围绕所述多个薄带材料的对应长度并排平坦均匀地缠绕的电线，其中每个线圈的对应平坦表面沿着所述边界布置，其中每个线圈的均匀缠绕的电线的每一圈与所述边界对准。20.根据权利要求19所述的门槛屏障系统，其中，所述多个线圈为串联接线。21.根据权利要求20所述的门槛屏障系统，其中，所述多个线圈的中心线大致彼此平行，其中所述多个线圈的中心线大致正交于一平面，其中所述第一检测区占据所述平面的第一侧的区域，其中所述第二检测区占据所述平面的第二侧的区域。22.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，所述经过所述区域包括越过所述发射器线圈。23.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述边界限定所述第一检测区和所述第二检测区。24.根据权利要求23所述的门槛屏障系统，其中，所述均匀磁场的通量线沿着对应于所述第一极性的所述第一检测区中的路径行进。25.根据权利要求24所述的门槛屏障系统，其中，所述均匀磁场的通量线沿着对应于所述第二极性的所述第二检测区中的路径行进。26.根据权利要求25所述的门槛屏障系统，所述接收器检测到所述第一极性包括指示所述接收器在所述第一检测区中的位置。27.根据权利要求26所述的门槛屏障系统，所述接收器检测到所述第二极性包括指示所述接收器在所述第二检测区中的位置。28.根据权利要求27所述的门槛屏障系统，所述接收器检测到所述第二极性指示第一边界跨越事件。29.根据权利要求28所述的门槛屏障系统，所述第一边界跨越事件包括所述接收器通过所述边界从所述第一检测区过渡至所述第二检测区。30.根据权利要求29所述的门槛屏障系统，所述接收器包括刺激生成器，所述刺激生成器在所述接收器检测到所述第二极性时施加刺激，所述刺激生成器施加所述刺激直到所述接收器再次检测到所述第一极性。31.根据权利要求30所述的门槛屏障系统，所述施加刺激包括向佩戴所述接收器的动物施加所述刺激。32.根据权利要求30所述的门槛屏障系统，所述接收器再次检测到所述第一极性包括指示第二边界跨越事件。33.根据权利要求32所述的门槛屏障系统，所述第二边界跨越事件包括所述接收器通过所述边界从所述第二检测区过渡回到所述第一检测区。34.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，其中，所述均匀磁场包括北极和南极，其中磁通量线在所述北极附近退出所述发射器线圈并在所述南极附近进入所述发射器线圈。35.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，所述致动信号包括用于所述接收器的运行指令，所述运行指令包括所述发射器线圈的一个或多个识别信息以及所述接收器的运行参数。36.根据权利要求1所述的门槛屏障系统，所述数字数据包括多个数据包。37.根据权利要求36所述的门槛屏障系统，所述将所述致动信号调制到载波上包括将所述多个数据包的每个数据包调制到相应多个载波上，所述载波包括所述相应多个载波。38.根据权利要求37所述的门槛屏障系统，所述增强所述载波的第一部分包括增强每个相应多个载波的至少一部分。39.根据权利要求38所述的门槛屏障系统，每个相应多个载波的所述至少一部分包括所述相应多个载波的至少一个初始载波。40.根据权利要求39所述的门槛屏障系统，所述信号生成器确定所述至少一个初始载波的方向。41.根据权利要求40所述的门槛屏障系统，其中，所述至少一个初始载波的方向包括正方向。42.根据权利要求41所述的门槛屏障系统，传输增强的第一部分包括提高与每个相应多个载波的至少一部分相对应的磁场的强度。43.根据权利要求42所述的门槛屏障系统，提高所述磁场的强度包括在传输增强的第一部分时增加驱动通过所述发射器线圈的电流。44.根据权利要求43所述的门槛屏障系统，所述增加驱动通过所述发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜安·A·格里克，威廉·P·摩尔，
申请(专利权)人：无线电系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US