物体定位终端机.pdf

一种物体定位终端机，基于无线广播技术，移功蜂窝技术和测向技术，含有同步编码无线接收机的接收模块，具有手机功能模块的通讯模块，输出调频或调幅激励源的功放模块。平时终端机处于休眠状态，只有接收模块有节奏地断续工作以及控制单元在低耗状态下工作。其他模块未加电，无功率损耗。本发明有二次定位，第一次由通讯模块发出位置信息。第二次由功放模块更精确的定位。因此，本发明的终端机定位精度高，定位精度可达1米。待机时间长，待机时间可达2年。安装和使用方便，容易隐藏，不易遭到破坏。

1、  一种物体定位终端机，含有带供电单元的控制单元，和带内置天线的天线合路器，其特征在于在控制单元与天线合路器之间分别连接有接收模块、通讯模块和功放模块。

2、  根据权利要求1所述的物体定位终端机，其特征在于所说的接收模块是含有同步编码的无线接收机。

3、  根据权利要求2所述的物体定位终端机，其特征在于所说的接收模块的同步编码主要包括前导码、同步码、空闲码、地址码、数据码、帧序码和功能码。

4、  根据权利要求1所述的物体定位终端机，其特征在于所说的通讯模块是具备手机功能的模块。

5、  根据权利要求1所述的物体定位终端机，其特征在于所说的通讯模块含有支持全球移动通信系统(GSM)07、07或全球移动通信系统(GSM)07、05命令集的功能模块。

6、  根据权利要求1所述的物体定位终端机，其特征在于所说的功放模块是输出调频或调幅信号的激励源。

7、  根据权利要求6所述的物体定位终端机，其特征在于所说的功放模块或者独立置放，或者置于接收模块内。

8、  根据权利要求1所述的物体定位终端机，其特征在于所说的控制单元是低功耗的单片机。

9、  根据权利要求1所述的物体定位终端机，其特征在于所说的接收模块和通讯模块内均含有载频检测信息模块。

10、  根据权利要求1所述的物体定位终端机，其特征在于所说的供电单元内含有低漏电电池和电源告警模块。

物体定位终端机
技术领域
本发明涉及一种物体定位终端机，特别适用于寻觅远处物体的位置。
背景技术
汽车以及贵重物体的存放安全一直是保险者和拥有主人最关心的问题。现有技术中的防盗装置所用的定位器(或称为终端机)，如卫星定位系统中所用的终端机体积大、外接天线、电源时间短、耗电功率大、定位精度较差(在100～200米)，一旦外接天线一断，防盗装置就遭到破坏，终端机即不能工作。而且工作时间短，体积大，容易暴露目标，容易遭到破坏。还有一种是基站定位系统，其终端机就是直接利用手机、虽然手机本身体积小，但电池时间短，待机也只有几天的时间，而且精度比较低，使用费用也比较高。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中的不足，集中现有技术的优点，提供一种物体定位终端机。它待机时间长，定位精度高，体积小，容易隐蔽，很难遭到破坏。
本发明终端机的技术特征是：基于无线广播技术、移动蜂窝技术和测向技术，主要包括分别连接在带内置天线的天线合路器与带供电单元的控制单元之间的接收模块，通讯模块和功放模块。
本发明终端机在待机状态下，即休眠状态下，只有接收模块(也称为待机激活模块)在有节奏的断续工作和控制单元在低耗状态下工作。此时其他模块未加电，无功率损耗，所以，非常节电，待机时间可以很长(长达两年以上)。当需要找寻终端机所置放的物体位置时(或将本发明终端机置放在汽车内，当汽车丢失时)，用广播的方式将接收模块激活，同时接收模块断电，控制单元对通讯模块加电启动，通讯模块执行简单的挂网命令后，通讯模块得到了其相对于网络基站等相关的位置信息，进入控制单元中，确定其物理坐标，再通过通讯模块以短信的形式，将位置坐标的信息发出。如没有进一步要求时，则通讯模块断电，终端机又回到待机初态。如要求控制单元继续对通讯模块供电，终端机将处于待机状态，在这种状态下，终端机一般可工作3天～5天。
当上述定位完成后，如在视线内找不到目标，或需要更精确的目标位置，可用接收模块或通讯模块发出启动功放模块的信号、则控制单元向功放模块加电，功放模块发出一组定位信号，查找人员就很容易找到所要寻找的物体(或丢失的汽车)。
本发明的终端机的效益是显著的。
1，首先本发明的终端机能够长时间地工作。如上述通常状态下(即待机状态下)，只有接收模块断续地工作和控制单元处于低损耗下工作，而其他模块不加电，无功率损耗。所以，本发明终端机的待机时间长，可达到待机2年以上的时间。
2，本发明的终端机定位精度高。因为，本发明终端机有二次精确定位。一次定位是由通讯模块以短信的方式发出的坐标位置；如在视线中找不到目标，启动功放模块，二次定位，将坐标位置的范围缩小到视野内。因此，本发明终端机有二次定位，精度可达到1米。
3，本发明终端机的体积小，重量轻，天线内置。体积可以小到35×22×18mm³(包括供电单元)。因此本发明终端机使用和安装方便，容易隐藏，不易遭到破坏，成本低，是一种理想的物体定位终端机。本发明的终端机还具有防水和抗高温的功能。其温度范围可在+80℃～-45℃之间。
图1是本发明终端机的结构示意图。
下面结合附图，进一步说明本发明终端机的结构。
如图1所示，本发明终端机主要含有带内置天线1的天线合路2，带供电单元7的控制单元6。分别连接在天线合路器2与控制单元6之间的接收模块3、通讯模块4和功放模块5。
所说的接收模块3也称待机激活模块，是含有同步编码的无线接收机。所说的同步编码，除具有一般无线广播通信功能外其主要功能可为终端机提供休眠同步，使终端机可利用这一方式达到节电的目的。正因为是同步编码的，接收模块3才能与控制单元6周期性的加电同步。因此，接收模块提供了一个同步发送的广播信道，使终端机能够利用此信道长期工作在半休眠低功耗的状态。只有在需要了解终端机所处的位置时，用广播的方式将其激活，终端机才进入正常工作状态。
所说的接收模块3的同步编码即空中编码，主要包括：前导码、同步码、空闲码、地址码、数据码、帧序码和功能码。
本实施例中，编码排列的方式及各编码的位数为：

其中：前导码为：01010101.............01                       576位
SC同步码：01111100110100100001010111011000                     32位
其中：SC为同步码
空闲码：01011010100010011100000110010111                       32位
地址码：21位+地址后6位分配在64个不同的帧中，所以地址最大表示范围为27位共能提供134217728个地址。
数据码：

帧序码：每帧付于1个帧序号表示范围0～3每次循环，当终端接到两次相同的帧号时，终端认为是容余信息不做处理。
功能码：
000开启一次定位并发送位置，而后转待机。
001开启一次定位，不发位置信息，维持1分钟转待机。
010开启一次定位，不转待机。
011备用
100开启二次定位    5分钟     标准间隔  转待机
101开启二次定位    10分钟    标准间隔  转待机
110开启二次定位    20分钟    标准间隔  转待机
111开启二次定位    30分钟    标准间隔  转待机
所说的通讯模块4是具备手机功能的模块，或者称为标准的全球通讯系统(GSM)模块，它应含有支持GSM07、07(或GSM07、05)命令集的功能模块。当终端机进入一次定位工作状态后，通讯模块4由控制单元6加电，开始工作，首先(通常在15秒钟之内)挂网，即于全球通讯系统(GSM)网络建立连接并通过执行GSM07、07(或GSM07、05)命令集获取终端机所处基站的相关位置信息，将其中信息包括位置区号码(LAC)，小区识别码(CELL)、运营标志(NCC)、基站信息(RS-信号场强、BCC-基站色码、CI-信号强度)编码格式排列，并以短信的方式发回位置信息。如果没有二次定位的要求，终端机重新回到半休眠状态。
本实施例中，上述信息的短信编码格式(ASCII)为：

其中#为开始标志。基站信息中，RS为信号场强  BCC为基站色码，CI为信号强度，上述各编码所占的位数在本实施例中为：
#：开始标志                 1位
LAC：                       4位
CELL：                      4位
NCC：                       1位
RS：                        2位
BCC：                       1位
C1：                        2位
其中RS，BCC，C1为”0”时为无相关信息。短信长度共计：45个字节。
所说的功放模块5是激劢源，输出调频或调幅信号。或者是独立置放，如图1所示，或者是置放在接收模块3内。当终端机进入二次定位工作状态时，功放模块5将发出调频或调幅载频信号。在本实旋例中为1.5W的调幅信号；调制方式为模拟调频，最大频偏为5kHz，以及调射频信号的必要带宽为1.6kHz。
其信号通常有10种调制方式，由终端机密码地最后一位而定，其编码方式如下：
0)＿＿  1)   .＿  2)  ..＿    3)  ...＿
4)...._ 5)   .....6)  ＿....  7)  ＿...
8)＿..  9)   ＿.
其中：.为短信号，长度为200ms；＿为长信号，长度为800ms；信号内间隔200ms；信号间间隔为3000ms。
所说的控制单元6是低功耗的单片机，它能够完成接收模块3、通讯模块4和功放模块5之间的功能相互转换，网络的同步；物理位置的确定以及终端机脱网后的自恢复处理，同时还可以根据用户的需求预先设置区域限定和时间参数等。本实施例中，选用低功耗的单片机CPU为8位处理器，功耗：待机时为50～100μA，工作时为2mA。
所说的接收模块3和通讯模块4内均含有载频检测信息模块，能够向控制单元6提供相应的载频检测信号，使控制单元6能够根据不同的脱网信息进行处理。比如：
(1)激活网脱网，GSM(全球移动通信系统)网正常。
此时终端机应每间隔4小时开启通讯模块待机1分钟等待短信控制信道传来的呼叫信息，如有呼叫则发出自己相应位置信息。
(2)激活网正常，GSM网脱网
如果终端机收到定位请求信息，此时终端机将每隔10分钟检测GSM网络载频一次，如检测不到载频则每2小时开启一次通讯模块测试是否挂网成功，如成功则发出位置信息。
(3)激活网脱网  GSM脱网
此时终端机每隔10分钟检测GSM通讯网载频，如检测不到载频则每12小时挂网一次，如成功则待机一分钟，如有短信信道传来呼叫信息则立即发回终端相关位置信息，否则转半休眠待机。终端每10分钟与激活网同步一次，如同步成功则转第2种工作方式。
其中：短信激活信息编码如下：
#终端密码*00#    关闭通讯模块转休眠待机
#终端密码*01#    要求位置信息，转休眠待机
#终端密码*02#关闭GSM，开启二次定位功放模块
#终端密码*03#要求位置信息，不转待机。
所说的供电单元7含有电源告警模块和高容量，低漏电的电池。本实施例中：电池容量＞3.5AH，年漏电＜1％，瞬时工作电流1000mA，一般工作电流为300mA。
所说的电源告警模块，当电量不足使用电量的20％时，自动用短信方式发出信息。如本实施例中，发出的短信信息为：