一種超聲波定位裝置制造方法
【專利摘要】一種超聲波定位裝置，所述超聲波定位裝置適于與移動裝置進行超聲波通信，所述超聲波定位裝置包括：存儲器，用于存儲所述超聲波定位裝置的唯一標(biāo)識符和頻率調(diào)制信息；處理器，生成包含所述唯一標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀，所述數(shù)據(jù)幀包括報頭部分和數(shù)據(jù)部分；頻率生成單元，根據(jù)所述頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為頻率信號；信號放大和濾波單元，對所述頻率信號進行放大并且進行濾波，將經(jīng)過濾波的頻率信號加載到超聲波換能器；以及超聲換能器，將頻率信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號，并且發(fā)射所述超聲波信號。
【專利說明】一種超聲波定位裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一般地，本申請涉及通信定位領(lǐng)域，并且具體地，涉及用于對手機等智能移動通訊設(shè)備進行超聲波定位的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，非常廣泛地使用的定位技術(shù)包括GPS定位。GPS定位系統(tǒng)由地面主控站收集各監(jiān)測站的觀測資料和氣象信息，計算各衛(wèi)星的星歷表及衛(wèi)星鐘改正數(shù)，按規(guī)定的格式編輯導(dǎo)航電文，通過地面上的注入站向GPS衛(wèi)星注入這些信息。測量定位時，用戶可以利用接收機的儲存星歷得到各個衛(wèi)星的粗略位置。GPS定位系統(tǒng)又被稱為GPRS，GPS定位系統(tǒng)通過在各種終端中內(nèi)置能夠進行通信的芯片，通過手機信號傳輸?shù)胶笈_，來實現(xiàn)定位，GPS終端就是這個后臺，可以幫你實現(xiàn)一鍵導(dǎo)航、后臺服務(wù)、等各種人性服務(wù)。GPS定位系統(tǒng)隨著社會的發(fā)展被應(yīng)用到越來越多的行業(yè)，它起到前期監(jiān)督，后期管理的作用，統(tǒng)一分配，便于管理，提高我們的工作效率，降低成本。
[0003]然而，當(dāng)終端設(shè)備進入信號較弱的位置(例如，建筑物)時，GPS定位系統(tǒng)通常難以確定終端設(shè)備的準(zhǔn)確位置。因此，需要利用其他定位技術(shù)來應(yīng)對通信信號較弱的情況。
[0004]微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的出現(xiàn)使得智能手機等智能終端對聲音信號高感知和高靈敏性成為可能。目前市場上以IPhone和Android等為主的智能手機和平板電腦等設(shè)備基本都采用MEMS工藝的麥克風(fēng)，結(jié)合這些智能設(shè)備普遍都具有的自動增益控制功能，使得智能設(shè)備的聲音感知能力大大提高，而其優(yōu)異的接收特性使得接收低頻超聲波的可能成為現(xiàn)實。
[0005]因此，利用智能終端對攜帶廣播地址的超聲波進行接收、處理并還原其地址信息，可以獲得終端的精確位置信息。本申請可以廣泛適用于室內(nèi)定位系統(tǒng)，以及其它GPS等無法使用的場合。相比較于傳統(tǒng)的定位方法，超聲波定位方法簡單、快捷，不需要額外的硬件的特點，也不像WiF1、藍(lán)牙等方法需要輸入密碼等鑒權(quán)等操作。使用本申請的低價格的超聲波發(fā)射裝置，可以獲得易于普及的快速定位及與位置相關(guān)的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種超聲波定位裝置，所述超聲波定位裝置適于與移動裝置進行超聲波通信，所述超聲波定位裝置包括:
[0007]存儲器，用于存儲所述超聲波定位裝置的唯一標(biāo)識符和頻率調(diào)制信息；
[0008]處理器，生成包含所述唯一標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀，所述數(shù)據(jù)幀包括報頭部分和數(shù)據(jù)部分；
[0009]頻率生成單元，根據(jù)所述頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為頻率信號；
[0010]信號放大和濾波單元，對所述頻率信號進行放大并且進行濾波，將經(jīng)過濾波的頻率信號加載到超聲波換能器；以及
[0011]超聲換能器，將頻率信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號，并且發(fā)射所述超聲波信號。
[0012]優(yōu)選地，所述終端裝置利用麥克風(fēng)接收所述超聲波信號，將所述超聲波信號轉(zhuǎn)換為頻率信號，并且將所述頻率信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)幀，從所述數(shù)據(jù)幀中獲取超聲波定位裝置的唯一標(biāo)識符。
[0013]優(yōu)選地，所述終端裝置將所述超聲波定位裝置的唯一標(biāo)識符發(fā)送給服務(wù)器，所述服務(wù)器根據(jù)所述超聲波定位裝置的唯一標(biāo)識符確定所述超聲波定位裝置的物理地址。
[0014]優(yōu)選地，所述服務(wù)器將所述超聲波定位裝置的物理地址發(fā)送給所述終端裝置，所述終端裝置根據(jù)所述超聲波定位裝置的物理地址確定所述終端裝置的當(dāng)前位置。
[0015]優(yōu)選地，其中報頭部分包括31比特的偽隨機碼，以用作幀同步信號，并且所述數(shù)據(jù)部分包括地址編碼和校驗碼，其中所述地址編碼為32比特且所述校驗碼為16比特。
[0016]優(yōu)選地，其中所述超聲波信號的頻率范圍為20KHz至22KHz，和/或利用帶有EEPROM的單片機來產(chǎn)生頻率為H)=20.5KHz和Fl=21.5KHz的方波信號。
[0017]優(yōu)選地，其中使用頻移鍵控來調(diào)制超聲波信號。
[0018]優(yōu)選地，所述處理器還具有輸入/輸出單元。
[0019]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)幀包括N個比特，其中N是大于81的整數(shù)。
[0020]優(yōu)選地，其中根據(jù)所述頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為頻率信號包括:將數(shù)據(jù)幀的每個比特轉(zhuǎn)換為頻率信號。在這種情況下，根據(jù)所述頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀中所有比特(至少82個比特)一起轉(zhuǎn)換為頻率信號，并且利用信號放大和濾波單元對所述頻率信號進行放大并且進行濾波，將經(jīng)過濾波的頻率信號加載到超聲波換能器，然后通過超聲換能器將頻率信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號，并且發(fā)射所述超聲波信號。
[0021]優(yōu)選地，其中根據(jù)所述頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為頻率信號包括:按順序分別將數(shù)據(jù)幀的N個比特中的每η個比特轉(zhuǎn)換為頻率信號，其中η為1、2、3、4或5，其中當(dāng)N個比特中未轉(zhuǎn)換的剩余比特不足η個時，用填充比特進行填充。
[0022]在η為I的情況下，根據(jù)所述頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀中所有比特(至少82個比特)中的每個比特按順序分別轉(zhuǎn)換為頻率信號，并且每次轉(zhuǎn)換一個比特為頻率信號時，利用信號放大和濾波單元對所述頻率信號進行放大并且進行濾波，將經(jīng)過濾波的頻率信號加載到超聲波換能器，然后通過超聲換能器將頻率信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號，并且發(fā)射所述超聲波信號。隨后，將下一比特轉(zhuǎn)換為頻率信號，并且重復(fù)上述放大、濾波、加載、轉(zhuǎn)換和發(fā)射過程，直到所有比特均進行了相應(yīng)處理之后才結(jié)束。
[0023]優(yōu)選地，當(dāng)數(shù)據(jù)幀包括82個比特，并且每次將2個比特轉(zhuǎn)換為頻率信號時，需要進行41次轉(zhuǎn)換。
[0024]根據(jù)一個實施方式，提出一種用于智能移動通訊設(shè)備定位的低頻超聲波定位系統(tǒng)，所述定位系統(tǒng)包括:超聲波發(fā)射設(shè)備，具有唯一的標(biāo)識符并且所述標(biāo)識符與物理地址相關(guān)聯(lián)，所述超聲波發(fā)射裝置能夠產(chǎn)生包括所述標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀，并且根據(jù)頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為頻率信號，然后將所述頻率信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號，并將超聲波信號進行發(fā)射；超聲波接收設(shè)備，接收超聲波信號并且將超聲波信號轉(zhuǎn)換為頻率信號，根據(jù)頻率解調(diào)制信息將所述頻率信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)幀，并且從數(shù)據(jù)幀中提取標(biāo)識符，將所述標(biāo)識符發(fā)送給服務(wù)器；以及服務(wù)器，根據(jù)所述標(biāo)識符確定所述超聲波定位裝置的物理地址，將所述物理地址發(fā)送給超聲波接收設(shè)備。從而實現(xiàn)了超聲波接收設(shè)備的精確定位功能。
[0025]本申請能夠?qū)崿F(xiàn)如下有益效果:
[0026]本申請利用超聲波發(fā)射裝置產(chǎn)生的低頻超聲波，使用移動智能終端的音頻接收功能接收并分析該信號，獲得超聲波發(fā)射裝置的唯一標(biāo)識符。智能終端將該唯一標(biāo)識符通過網(wǎng)絡(luò)進行確認(rèn)，進而獲得移動智能終端的定位以及信息交換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]已經(jīng)大致地描述了本申請，現(xiàn)在參照附圖，其不必按照規(guī)定比例繪制，其中:
[0028]圖1示出了根據(jù)本申請優(yōu)選實施方式的超聲波定位示意圖；
[0029]圖2示出了根據(jù)本申請優(yōu)選實施方式的發(fā)送超聲波的示意圖；
[0030]圖3示出了根據(jù)本申請優(yōu)選實施方式的信號放大和濾波單元的電路原理圖；以及
[0031]圖4示出根據(jù)本申請優(yōu)選實施方式的超聲波定位裝置的示意圖。

【具體實施方式】
[0032]以下，參照附圖更完整地描述本申請實施方式，在附圖中，示出本申請的一些實施方式，而并非所有實施方式。當(dāng)然，本申請的各種實施例可通過許多不同形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)理解為限制為這里闡述的實施方式；而是，提供這些實施方式使得所述公開內(nèi)容將滿足可適用的合法要求。其中類似的標(biāo)號表示類似的元素。其中，術(shù)語“數(shù)據(jù)”、“內(nèi)容”、“信息”和類似術(shù)語可交換使用，以表示能夠根據(jù)本申請實施方式發(fā)送、接收和/或存儲的數(shù)據(jù)。因此，任意這樣術(shù)語的使用不應(yīng)被用來限制本申請實施方式的精神和范圍。
[0033]此外，如這里使用的，術(shù)語“電路”指的是(a)僅硬件電路方案(例如用模擬電路和/或數(shù)字電路的方案);(b)包括在一個或多個計算機可讀存儲器上存儲的軟件和/或固件指令的電路和計算機程序產(chǎn)品的組合，其在一起工作以使得正在執(zhí)行這里所述的一個或多個功能；以及(C)需要用于操作的軟件或固件(即使軟件或固件非物理存在)的電路，例如微處理器或微處理器的一部分。“電路”的這個定義應(yīng)用于在此，包括任意權(quán)利要求，對這個術(shù)語的所有使用。作為其他實例，這里，術(shù)語“電路”還包括含有一個或多個處理器和/或其部分以及伴隨軟件和/或固件的方案。作為另一實例，這里使用的術(shù)語“電路”還包括，例如用于移動電話的基帶集成電路或應(yīng)用處理器集成電路，或服務(wù)器、蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、和/或其他計算設(shè)備中的類似集成電路。
[0034]如此處定義的，指代物理存儲介質(zhì)(例如，易失性或非易失性存儲器設(shè)備)的“計算機可讀存儲介質(zhì)”，可能與指代電磁信號的“計算機可讀傳輸介質(zhì)”不同。
[0035]圖1示出了根據(jù)本申請優(yōu)選實施方式的超聲波定位示意圖。如圖1所示，超聲波定位系統(tǒng)包括:超聲波定位裝置、終端裝置和服務(wù)器。優(yōu)選地，所述超聲波定位裝置屬于低功耗設(shè)備，并且能夠長時間持續(xù)地向周圍發(fā)射超聲波信號。并且進一步地如圖4所示，圖4示出根據(jù)本申請優(yōu)選實施方式的超聲波定位裝置的示意圖。所述超聲波定位裝置可以包括但不限于，存儲器、處理器、頻率生產(chǎn)單元、信號放大和濾波單元以及超聲換能器。優(yōu)選地，超聲波定位裝置還可以包括輸入/輸出單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元等。優(yōu)選地，存儲器可以是各種類型的存儲設(shè)備，例如，易失性存儲器和非易失性存儲器等。所述存儲器用于存儲所述超聲波定位裝置的唯一標(biāo)識符和頻率調(diào)制信息。其中，所有的超聲波定位裝置的標(biāo)識符是唯一的且各不相同的。優(yōu)選地，所述標(biāo)識符與超聲波定位裝置的物理地址相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，在服務(wù)器中存儲標(biāo)識符與物理地址的對應(yīng)關(guān)系。
[0036]優(yōu)選地，處理器可以是能夠進行數(shù)據(jù)處理的通用處理器或?qū)Ｓ锰幚砥?。處理器，用于生成包含超聲波定位裝置的標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)幀包括報頭部分和數(shù)據(jù)部分。關(guān)于所述數(shù)據(jù)幀的具體內(nèi)容將在下面進行詳細(xì)介紹。優(yōu)選地，頻率生成單元，根據(jù)存儲器中存儲的頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為頻率信號。關(guān)于所述頻率調(diào)制信息的具體內(nèi)容將在下面進行詳細(xì)介紹。優(yōu)選地，信號放大和濾波單元，對頻率生成單元生成的頻率信號進行放大并且進行濾波，將經(jīng)過濾波的頻率信號加載到超聲波換能器。優(yōu)選地，超聲波換能器用于將頻率信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號，并且向超聲波定位裝置的周圍發(fā)射所述超聲波信號。優(yōu)選地，所述超聲波換能器可以是揚聲器。
[0037]根據(jù)本申請的優(yōu)選實施方式，終端裝置可以是能夠運行和存儲各種應(yīng)用的任意類型設(shè)備，例如個人數(shù)字助理(PDA)、智能手機、平板計算機、無線電話、移動計算設(shè)備、照相機、視頻記錄器、音頻/視頻播放器、定位設(shè)備(例如，全球定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備)、游戲設(shè)備、無線電設(shè)備或各種其它類似的設(shè)備或其組合。優(yōu)選地，終端裝置可以包括但不限于，存儲器、處理器、超聲換能器以及解調(diào)制單元優(yōu)選地，終端裝置能夠利用超聲波換能器，例如，麥克風(fēng)，接收由超聲波定位裝置發(fā)送的超聲波信號。優(yōu)選地，終端裝置能夠?qū)⒔邮盏某暡ㄐ盘栟D(zhuǎn)換為頻率信號，并且根據(jù)頻率解調(diào)制信息將所述頻率信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)幀。優(yōu)選地，終端裝置從數(shù)據(jù)幀中提取超聲波定位裝置的標(biāo)識符，并且將所述標(biāo)識符發(fā)送給服務(wù)器。
[0038]根據(jù)本申請的優(yōu)選實施方式，服務(wù)器可以是能夠進行數(shù)據(jù)存儲和計算的各種類型的設(shè)備。優(yōu)選地，服務(wù)器中存儲了所有超聲波定位裝置的標(biāo)識符與物理位置的對應(yīng)關(guān)系。優(yōu)選地，服務(wù)器可以利用數(shù)據(jù)庫來存儲來存儲上述對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)服務(wù)器接收到終端裝置發(fā)送的超聲波定位裝置的標(biāo)識符時，能夠查詢到與所述標(biāo)識符對應(yīng)的物理地址，并且將所述物理地址發(fā)送給終端裝置。終端裝置從而能夠根據(jù)所述物理地址來確定其當(dāng)前位置。優(yōu)選地，終端裝置可以將超聲波定位裝置的物理地址確定為自身的物理地址。
[0039]根據(jù)優(yōu)選的實施方式，作為本申請的超聲波定位基礎(chǔ)的超聲波信號，在空氣中傳輸衰減迅速、易于受到多途、空氣擾動等多方面的干擾。因此，將超聲波信號作為傳輸信號具有局限性，同時也約束了傳輸?shù)拇a速率。因此，本申請需要解決傳播的頻率選擇、調(diào)制方式、碼速率以及編碼方式的綜合要求。同時，本申請還必須考慮接收裝置，特別是面向的但不局限于具有網(wǎng)絡(luò)和處理能力的移動設(shè)備，如智能手機和便攜式計算機等。
[0040]發(fā)射超聲頻率的選擇:
[0041]本申請在對所使用的超聲波頻率進行選擇時主要考慮三個因素:
[0042](I)從傳播衰減的角度來考慮,使用的頻率越低衰減越小,傳播距離越遠(yuǎn),但是環(huán)境噪聲在低頻段也更大，易受干擾，對信號檢測不利；
[0043](2)手機等終端裝置的聲信號的帶寬限制，如前面所述，對于目前的大多數(shù)的智能手機而言，音頻的接收帶寬可以達(dá)到22KHz，部分手機的接收帶寬可以達(dá)到24KHz ;以及
[0044](3)避免人類可以聽到的音頻頻帶，應(yīng)盡可能高于20KHz。
[0045]綜合上面的三個因素，本申請所使用的超聲波信號的頻率范圍為20KHz-22KHz。
[0046]發(fā)射信號的組成:
[0047]發(fā)射信號是以數(shù)據(jù)幀(Frame)的形式進行。優(yōu)選地，每個幀包括報頭(Header)和數(shù)據(jù)段(Data)兩個部分。Header部分具有兩個用途，一是完成幀的同步，二是使用該數(shù)據(jù)獲取聲信道的特性。Data部分包括地址編碼和校驗碼。
[0048]Header部分選擇無線通信中使用的偽隨機碼序列，即PN碼序列，通常PN碼序列越長越有利于幀的同步，但是在空氣超聲信道中，由于前面提到的衰減、發(fā)射等多途效應(yīng)，碼速率受到較大的限制，因此需要選擇適用于超聲信道的PN碼。本申請使用碼長為31比特的PN碼作為幀同步信號，同時也作為解碼時信道估計的樣本。
[0049]Data部分為交織后的地址編碼和校驗碼的編碼。由于超聲信號在傳輸過程中衰減大且多途效應(yīng)明顯，因此要保證在較遠(yuǎn)的位置能夠恢復(fù)地址碼，需要終端能夠提供信號處理增益。選取的地址碼為32位(比特)，校驗碼為CRC校驗碼，長度選擇16比特，這樣地址碼長度為48比特。為了適應(yīng)超聲信道的傳輸，48比特的地址碼使用標(biāo)準(zhǔn)1/3碼率的Turbo碼進行編碼，因此糾錯編碼后的碼長為144比特。
[0050]超聲信號發(fā)射的調(diào)制方式:
[0051]考慮超聲傳播的特性、碼速率、抗干擾、計算量等因素，本申請采用頻率調(diào)制方式發(fā)射超聲波信號，即FSK調(diào)制，信號的頻率為R)=20.5KHz和Fl=21.5KHz，分別代表O頻率和I頻率。優(yōu)選地，本申請并不限于使用2個頻率點，還可以使用4個、8個、16個、32個等的頻率點來進行調(diào)制。優(yōu)選地，當(dāng)選擇2個頻點時，每次將數(shù)據(jù)幀中的I個比特轉(zhuǎn)換為頻率信號。當(dāng)選擇4個頻點時，每次將數(shù)據(jù)幀中的2個比特轉(zhuǎn)換為頻率信號，以此類推。
[0052]圖2示出了根據(jù)本申請優(yōu)選實施方式的發(fā)送超聲波的示意圖。如圖2所示，裝置的發(fā)射流程在步驟201處開始。優(yōu)選地，在步驟201，超聲波定位裝置進行上電初始化。在步驟202，生成包括超聲波定位裝置的標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀。優(yōu)選地，在步驟203，讀取所述數(shù)據(jù)幀的輸出比特。優(yōu)選地，所述輸出比特可以I比特、2比特等。優(yōu)選地，每個比特之間的輸出間隔可以是2.5ms、3.5ms等。優(yōu)選地，所述輸出比特也可以是數(shù)據(jù)幀的全部比特。優(yōu)選地，當(dāng)所有比特輸出完畢后，進行數(shù)據(jù)幀的重復(fù)發(fā)送，即再次進行包含超聲波定位裝置的標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送。當(dāng)在這種情況下時，在步驟207判斷幀的所有比特輸出完畢后時，當(dāng)所有比特已經(jīng)輸出完畢后，流程轉(zhuǎn)回到步驟202。例如，當(dāng)幀總共有175比特并且每次傳送I比特時，則重復(fù)進行上述步驟175次。在步驟204，頻率生成單元根據(jù)存儲器中存儲的頻率調(diào)制信息將所述輸出比特轉(zhuǎn)換為頻率信號。在步驟205，對頻率生成單元生成的頻率信號進行放大并且進行濾波，得到經(jīng)過濾波的頻率信號。在步驟206，將經(jīng)過濾波的頻率信號加載到超聲波換能器，由傳聲波換能器將所述經(jīng)過濾波的頻率信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號并且發(fā)射到周圍環(huán)境中。在步驟207，判斷是否已將數(shù)據(jù)幀的所有比特輸出完畢，如果還有未輸出的比特，那么流程轉(zhuǎn)回到步驟203，進行隨后比特的處理；如果沒有未輸出的比特，那么流程轉(zhuǎn)回至步驟202，進行下一個數(shù)據(jù)幀處理。根據(jù)本申請的優(yōu)選實施方式，超聲波定位裝置在上電初始化之后周期性地向周圍發(fā)送超聲波信號，以幫助終端裝置進行定位。
[0053]由于超聲定位裝置發(fā)射的信號為頻率調(diào)制信號，因此可以使用程序控制的正弦(余弦)信號產(chǎn)生器，但是由于其使用復(fù)雜、價格相對較高，因此本申請中選取帶有EEPROM的單片機來產(chǎn)生頻率為H)和Fl的方波信號，能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的一種單片機，如STC11F04E。該單片機具有可自動裝載的定時器功能，用來在其I/O輸出端口輸出所需頻率的方波信號；單片機上的存儲器儲存了為每個裝置預(yù)先分配的位置編碼。經(jīng)過調(diào)制的方波頻率信號，經(jīng)過放大和濾波后加載到換能器發(fā)射出去。放大和濾波電路原理圖如下面的圖3所示。
[0054]圖3示出了根據(jù)本申請優(yōu)選實施方式的信號放大和濾波單元的電路原理圖。在圖3中，產(chǎn)生于單片機的2路互補的方波信號，經(jīng)過SN75372D進行驅(qū)動放大后，作為Ql和Q2的驅(qū)動信號，驅(qū)動2個MOS FET進行關(guān)斷，從而產(chǎn)生與輸入頻率相同但是幅度約為12V的方波信號(不考慮R5上的分壓)。該信號通過中心抽頭的變壓器TO后，在TO的輸出端轉(zhuǎn)換為經(jīng)過放大的方波信號。為了濾除人耳可聞的噪聲，電路中L1、C4和L2、C5組成了一個二階帶通濾波器，中心頻率為21KHz，帶寬約為3KHz。經(jīng)過帶通濾波后的正弦(余弦)信號加載到Speaker (超聲換能器)上，完成電聲信號的轉(zhuǎn)換，發(fā)射到空氣中。
[0055]在先前的說明書和相關(guān)附圖中呈現(xiàn)的教導(dǎo)下，本申請涉及的領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員將得知在此闡述的本申請的許多修改和其他實施方式。因此，可以理解，本申請實施方式不限于這里公開的特定實施方式，并且其修改和其他實施方式也被包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。此外，盡管以上說明書和相關(guān)附圖描述了在元件和/或功能的某些示例性組合的環(huán)境下的示例性實施方式，但是應(yīng)理解可通過備選實施方式提供元件和/或功能的不同組合，而不脫離所附權(quán)利要求的范圍。在這點上，例如，如可在所附權(quán)利要求中闡述的那樣，也可設(shè)想除了以上明確所述的元件和/或功能之外的不同組合。盡管這里采用的特定術(shù)語，但是它們可僅通過一般性和描述性概念來使用，并非用于限制的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波定位裝置，所述超聲波定位裝置適于與終端裝置進行超聲波通信，所述超聲波定位裝置包括: 存儲器，用于存儲所述超聲波定位裝置的唯一標(biāo)識符和頻率調(diào)制信息； 處理器，生成包含所述唯一標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀，所述數(shù)據(jù)幀包括報頭部分和數(shù)據(jù)部分； 頻率生成單元，根據(jù)所述頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為頻率信號； 信號放大和濾波單元，對所述頻率信號進行放大并且進行濾波，將經(jīng)過濾波的頻率信號加載到超聲波換能器；以及 超聲換能器，將頻率信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號，并且發(fā)射所述超聲波信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述終端裝置利用麥克風(fēng)接收所述超聲波信號，將所述超聲波信號轉(zhuǎn)換為頻率信號，并且將所述頻率信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)幀，從所述數(shù)據(jù)幀中獲取超聲波定位裝置的唯一標(biāo)識符。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，所述終端裝置將所述超聲波定位裝置的唯一標(biāo)識符發(fā)送給服務(wù)器，所述服務(wù)器根據(jù)所述超聲波定位裝置的唯一標(biāo)識符確定所述超聲波定位裝置的物理地址。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，所述服務(wù)器將所述超聲波定位裝置的物理地址發(fā)送給所述終端裝置，所述終端裝置根據(jù)所述超聲波定位裝置的物理地址確定所述終端裝置的當(dāng)前位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中報頭部分包括31位的偽隨機碼，以用作幀同步信號，并且所述數(shù)據(jù)部分包括地址編碼和校驗碼，其中所述地址編碼為32位且所述校驗碼為16位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中使用頻移鍵控來調(diào)制超聲波信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述超聲波信號的頻率范圍為20KHz至22KHz，和/或利用帶有EEPROM的單片機來產(chǎn)生頻率為H) = 20.5KHz和Fl = 21.5KHz的用于二進制頻移鍵控調(diào)制時的方波信號，或者用于多進制頻移鍵控調(diào)制時的其它的多個頻率信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述處理器還具有輸入/輸出單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述數(shù)據(jù)幀包括N個比特，其中N是大于81的整數(shù)，其中根據(jù)所述頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為頻率信號包括:按順序分別將數(shù)據(jù)幀的N個比特中的每η個比特轉(zhuǎn)換為頻率信號，其中η為1、2、3或者4，其中當(dāng)N個比特中未轉(zhuǎn)換的剩余比特不足η個時，用填充比特進行填充。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述數(shù)據(jù)幀包括N個比特，其中N是大于81的整數(shù)，其中根據(jù)所述頻率調(diào)制信息將所述數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為頻率信號包括:將數(shù)據(jù)幀的N比特全部轉(zhuǎn)換為頻率信號。
【文檔編號】G01S1/76GK204009060SQ201420054550
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】孟劍強, 劉明剛 申請人:北京印聲科技有限公司