一種移動放射源追蹤器及其低功耗方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種移動放射源追蹤器，包括中央處理單元、運動傳感模塊、定時器、定位追蹤模塊以及數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述中央處理單元分別連接所述運動傳感模塊、定位追蹤模塊、定時器以及數(shù)據(jù)傳輸模塊；本發(fā)明還提供了一種移動放射源追蹤器的低功耗方法，便于長時間追蹤定位。
【專利說明】
一種移動放射源追蹤器及其低功耗方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種移動放射源追蹤器及其低功耗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、移動放射源定位追蹤、固定放射源定位追蹤應(yīng)用中通常需要提供設(shè) 備的位置信息，這些設(shè)備一般均屬于便攜設(shè)備，需要確保良好的便攜性。因此在設(shè)計制造 時，要求體積小、重量輕。減小體積和重量的同時，電池或其它供電設(shè)備的供電能力受到了 影響，上述問題是一對不可避免的矛盾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種移動放射源追蹤器及其低功耗方法，便 于長時間追蹤定位。
[0004] 本發(fā)明之一是這樣實現(xiàn)的：一種移動放射源追蹤器，包括中央處理單元，包括運動 傳感模塊、定時器、定位追蹤模塊以及數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述中央處理單元分別連接所述運動 傳感模塊、定位追蹤模塊、定時器以及數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0005] 進一步地，所述運動傳感模塊為加速度傳感器、角速度傳感器、重力傳感器和/或 機械式振動檢測開關(guān)。
[0006] 本發(fā)明之二是這樣實現(xiàn)的：一種移動放射源追蹤器的低功耗方法，所述低功耗方 法需提供一種追蹤器，所述追蹤器包括中央處理單元、運動傳感模塊、定時器、定位追蹤模 塊以及數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述方法具體包括如下：
[0007] 運動傳感模塊感應(yīng)到被追蹤物體的狀態(tài)；
[0008] 若處于運動狀態(tài)，則開啟定位追蹤模塊將當(dāng)前位置坐標(biāo)發(fā)送至中央處理單元，中 央處理單元通過數(shù)據(jù)傳輸模塊將位置坐標(biāo)發(fā)送出去，并將該位置坐標(biāo)保存；
[0009] 若處于靜止?fàn)顟B(tài)，則不啟動定位追蹤模塊，并通過定時器定時發(fā)送一信號至中央 處理單元，中央處理單元通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送狀態(tài)信號。
[0010] 進一步地，所述若處于靜止?fàn)顟B(tài)，則不啟動定位追蹤模塊，并通過定時器定時發(fā)送 一信號至中央處理單元，中央處理單元通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送狀態(tài)信號進一步具體為:若 處于靜止?fàn)顟B(tài)，則不啟動定位追蹤模塊，并通過定時器定時發(fā)送一信號至中央處理單元，中 央處理單元通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送狀態(tài)信號，并將最后一次保存的位置坐標(biāo)作為當(dāng)前位置 坐標(biāo)。
[0011] 進一步地，所述運動傳感器每間隔時間T獲取一矢量，并將矢量存儲;運動傳感器t 時刻獲取一矢量$ = & + % + 21，取出復(fù)數(shù)個靠近t時刻矢量;依次求出間隔時間τ的兩個 矢量之間的矢量差值，得到復(fù)數(shù)個矢量差值;之后將復(fù)數(shù)個矢量差值求平均值Δ?若Δ?的 值在限定范圍內(nèi)，則被測物體在t時刻處于靜止?fàn)顟B(tài)；否，則被測物體在t時刻處于運動狀 ??τ 〇
[0012] 進一步地，所述運動傳感模塊為加速度傳感器、角速度傳感器、重力傳感器和/或 機械式振動檢測開關(guān)。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明一種移動放射源追蹤器及其低功耗方法，能夠有效地 延長由電池或間歇性電源供電的設(shè)備電力續(xù)航時間；利用運動傳感模塊感知被追蹤物體的 運動狀態(tài)，根據(jù)物體的運動狀態(tài)來決定定位追蹤模塊的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸模塊的工作狀 態(tài)，使之處于有效地節(jié)能狀態(tài)。
【附圖說明】
[0014] 下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0015] 圖1是本發(fā)明一種移動放射源追蹤器的原理框圖。
[0016]圖2是本發(fā)明一種移動放射源追蹤器的工作原理圖。
[0017]圖3是本發(fā)明的空間坐標(biāo)系示意圖。
【具體實施方式】
[00?8] 請參閱圖1所示，本發(fā)明移動放射源追蹤器，包括中央處理單元，包括運動傳感模 塊、定時器、定位追蹤模塊以及數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述中央處理單元分別連接所述運動傳感模 塊、定位追蹤模塊、定時器以及數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述運動傳感模塊為加速度傳感器、角速度 傳感器、重力傳感器和/或機械式振動檢測開關(guān)。
[0019] 本發(fā)明移動放射源追蹤器的低功耗方法，所述低功耗方法需提供一種追蹤器，所 述追蹤器包括中央處理單元、運動傳感模塊、定時器、定位追蹤模塊以及數(shù)據(jù)傳輸模塊;所 述方法具體包括如下：
[0020] 運動傳感模塊感應(yīng)到被追蹤物體的狀態(tài)，所述運動傳感器每間隔時間T獲取一矢 量，并將矢量存儲;運動傳感器t時刻獲取一矢量$ = + % + \，取出復(fù)數(shù)個靠近t時刻矢 量;依次求出間隔時間T的兩個矢量之間的矢量差值，得到復(fù)數(shù)個矢量差值;之后將復(fù)數(shù)個 矢量差值求平均值A(chǔ)f;若Af的值在限定范圍內(nèi)，則被測物體在t時刻處于靜止?fàn)顟B(tài);否，則 被測物體在t時刻處于運動狀態(tài)，所述運動傳感模塊為加速度傳感器、角速度傳感器、重力 傳感器和/或機械式振動檢測開關(guān)；
[0021] 若處于運動狀態(tài)，則開啟定位追蹤模塊將當(dāng)前位置坐標(biāo)發(fā)送至中央處理單元，中 央處理單元通過數(shù)據(jù)傳輸模塊將位置坐標(biāo)發(fā)送出去，并將該位置坐標(biāo)保存；
[0022] 若處于靜止?fàn)顟B(tài)，則不啟動定位追蹤模塊，并通過定時器定時發(fā)送一信號至中央 處理單元，中央處理單元通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送狀態(tài)信號，并將最后一次保存的位置坐標(biāo) 作為當(dāng)前位置坐標(biāo)。
[0023] 物體處于運動狀態(tài)時，定位追蹤模塊處于工作狀態(tài)，此時定位追蹤模塊能耗較大； 當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時或當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)限定時間后，定位追蹤模塊處于休眠或關(guān)閉 狀態(tài)，此時定位追蹤模塊處于最低能耗狀態(tài)。
[0024] 當(dāng)物體處于持續(xù)運動狀態(tài)時，定位追蹤模塊根據(jù)設(shè)定時間間隔間歇性工作或持續(xù) 工作。定位追蹤模塊根據(jù)類型的不同，間歇性工作可能是(但不限于)完全停止供電、休眠但 數(shù)據(jù)保持狀態(tài)、部分休眠狀態(tài)等。
[0025] 當(dāng)物體處于持續(xù)靜止?fàn)顟B(tài)時，定位追蹤模塊由定時裝置根據(jù)設(shè)定需要間歇性工作 或處于持續(xù)不工作狀態(tài)(但定位信息以最后一次定位為準(zhǔn)），以避免僵死狀態(tài)難以被發(fā)現(xiàn)。
[0026]間歇性工作的頻度根據(jù)定位追蹤模塊啟停瞬時能耗優(yōu)化。
[0027]追蹤定位模塊可以是但不限于GPS、北斗、蜂窩電話基站、WIFI熱點、網(wǎng)絡(luò)IP、無線 電定位、第三方輔助定位信息等。
[0028]同時使用低功耗定時器裝置用于檢測定位追蹤器工作狀態(tài)是否良好，定位追蹤器 需要定期維護低功耗定時器裝置，若定位追蹤器無法對低功耗定時裝置進行維護，低功耗 定時裝置將重置定位追蹤器，使之進入初始化狀態(tài)。
[0029]本發(fā)明一種【具體實施方式】：
[0030]定位追蹤器常被固定于固定的物體，用于追蹤物體的位置。
[0031 ]①初次使用定位追蹤器時，定位追蹤器確定位置信息后自動保存位置信息，定位 追蹤模塊處于完全停止供電或休眠狀態(tài)，若無數(shù)據(jù)通訊需要數(shù)據(jù)傳輸模塊和其它功能部件 均處于停止供電或休眠狀態(tài)，僅保留運動狀態(tài)傳感器(其中不限于運動狀態(tài)傳感器，如：加 速度傳感器、角度傳感器、重力傳感器、角速度傳感器、機械式振動檢測開關(guān)等)處于低功耗 探測狀態(tài)。
[0032] ②處于持續(xù)靜止?fàn)顟B(tài)的定位追蹤器允許定時被喚醒并匯報狀態(tài)(但不限于數(shù)據(jù)傳 輸模塊、呼吸燈等），用于確認(rèn)定位追蹤器工作正常。
[0033] ③任何物體的運動必然會產(chǎn)生加速度、角速度、重力線偏差或振動等，通過(但不 限于)加速度傳感器、角度傳感器、重力傳感器、角速度傳感器、機械式振動檢測開關(guān)等可以 有效感知物體的運動狀態(tài)。
[0034] ④若運動探測裝置沒感知到定位追蹤器的運動狀態(tài)，則說明定位追蹤器是靜止 的，無需重新開啟定位追蹤模塊，此時將最后一次自動保存的位置信息作為當(dāng)前的位置信 息。若運動探測裝置探測到定位追蹤器處于運動裝態(tài)，則開啟定位追蹤模塊;如果運動探測 到定位追蹤模塊處于持續(xù)運動狀態(tài)，則開啟定位追蹤模塊間歇性或持續(xù)定位，保存的定位 信息也將隨之持續(xù)更新。整個運動過程中數(shù)據(jù)傳輸模塊則根據(jù)設(shè)定的需要傳輸定位追蹤器 的狀態(tài)信息。
[0035] ⑤當(dāng)物體恢復(fù)靜止?fàn)顟B(tài)時，回到狀態(tài)②，依此循環(huán)。
[0036] 本發(fā)明同時使用低功耗定時器裝置用于檢測定位追蹤器工作狀態(tài)是否良好，定位 追蹤器需要定期維護低功耗定時器裝置，若定位追蹤器無法對低功耗定時裝置進行維護， 低功耗定時裝置將重置定位追蹤器，使之進入初始化狀態(tài)。
[0037]本發(fā)明由以下主要由以下模塊組成：
[0038] 本發(fā)明的工作機制示例如圖2所示，具體如下：
[0039] ①處于運動狀態(tài)時，定位追蹤器發(fā)生故障或定時器維護失敗，自動進入初始化狀 ??τ 〇
[0040] ②初始化完成后，若定位追蹤器處于運動狀態(tài)，則進入運動狀態(tài)。
[0041 ]③初始化完成后，若定位追蹤器處于靜止?fàn)顟B(tài)，則進入靜止?fàn)顟B(tài)。
[0042] ④靜止?fàn)顟B(tài)時，若追蹤器發(fā)生故障或定時器維護失敗，自動進入初始化狀態(tài)。
[0043] ⑤運動狀態(tài)時，若靜止超過設(shè)定時間，則進入靜止?fàn)顟B(tài)。
[0044] ⑥靜止?fàn)顟B(tài)時，若探測到物體運動，則立即進入運動狀態(tài)。
[0045] 本發(fā)明實際應(yīng)用示例：
[0046] 本示例以移動放射源追蹤器為例，本發(fā)明應(yīng)用于移動放射源定位追蹤，移動放射 源定位追蹤器要求體積小，但由于作業(yè)時間相當(dāng)長，一個作業(yè)點暴光時間可能是幾個小時， 也可能是十幾、二十幾、三十多個小時，再加上路途運輸和連續(xù)作業(yè)的需求，要求移動放射 源定位追蹤器要有較長的電池續(xù)航能力，才能滿足實際現(xiàn)場應(yīng)用需求。
[0047]移動放射源屬于比較重的設(shè)備，移動起來比較不方便，因此只有短時間處于運動 狀態(tài)，而大部分時間處于靜止?fàn)顟B(tài)，特別是處于幾十個小時的作業(yè)狀態(tài)時，移動放射源均處 于靜止?fàn)顟B(tài)。這種情景下，有效合理地管理好移動放射源靜止?fàn)顟B(tài)的功耗，就能很大程度提 高定位追蹤器電池續(xù)航能力。
[0048]如圖3所示，在空間直角坐標(biāo)系中（X、y、z軸三維），
[0049] ρ為加速器的矢量，可表不為：r = _x_ + y + .z.
[0050] 在t時刻，加速器的矢量表不為.rt = g + g
[0051] 在t-T時刻，加速器的矢量表不為g .: g +. G + ..g ;
[0052] 在t_T至Ijt時刻，加速器的矢量變化量為4$: = J
[0053] 以此類推可得：
[0057] 判斷條件為：
[0058] 靜止?fàn)顟B(tài):Z:r ;
[0059] 非靜止?fàn)顟B(tài):
[0060] 1、以上為理論的推導(dǎo)，在實際的靜止?fàn)顟B(tài)下，$ ρ會在0附近有一定的波動，所以我 們的軟件中判斷的條件不是〇,而是一個允許容差的值，在容差值內(nèi)，判定追蹤器為靜止?fàn)?態(tài);在容差值外，判定追蹤器為非靜止?fàn)顟B(tài)(運作狀態(tài)），該容差值在追蹤器每次初始化時， 自動測量確定。
[0061 ] 2、以上為加速器作為運動傳感器為例，其他運動傳感器依次類推。
[0062]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實施方式】，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本 領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的 權(quán)利要求所保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種移動放射源追蹤器，包括中央處理單元，其特征在于:包括運動傳感模塊、定時 器、定位追蹤模塊W及數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述中央處理單元分別連接所述運動傳感模塊、定位 追蹤模塊、定時器W及數(shù)據(jù)傳輸模塊。2. 如權(quán)利要求1所述的一種移動放射源追蹤器，其特征在于:所述運動傳感模塊為加速 度傳感器、角速度傳感器、重力傳感器和/或機械式振動檢測開關(guān)。3. -種移動放射源追蹤器的低功耗方法，其特征在于:所述低功耗方法需提供一種追 蹤器，所述追蹤器包括中央處理單元、運動傳感模塊、定時器、定位追蹤模塊W及數(shù)據(jù)傳輸 模塊;所述方法具體包括如下： 運動傳感模塊感應(yīng)到被追蹤物體的狀態(tài)； 若處于運動狀態(tài)，則開啟定位追蹤模塊將當(dāng)前位置坐標(biāo)發(fā)送至中央處理單元，中央處 理單元通過數(shù)據(jù)傳輸模塊將位置坐標(biāo)發(fā)送出去，并將該位置坐標(biāo)保存； 若處于靜止?fàn)顟B(tài)，則不啟動定位追蹤模塊，并通過定時器定時發(fā)送一信號至中央處理 單元，中央處理單元通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送狀態(tài)信號。4. 如權(quán)利要求3所述的一種移動放射源追蹤器的低功耗方法，其特征在于:所述若處于 靜止?fàn)顟B(tài)，則不啟動定位追蹤模塊，并通過定時器定時發(fā)送一信號至中央處理單元，中央處 理單元通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送狀態(tài)信號進一步具體為:若處于靜止?fàn)顟B(tài)，則不啟動定位追 蹤模塊，并通過定時器定時發(fā)送一信號至中央處理單元，中央處理單元通過數(shù)據(jù)傳輸模塊 發(fā)送狀態(tài)信號，并將最后一次保存的位置坐標(biāo)作為當(dāng)前位置坐標(biāo)。5. 如權(quán)利要求3所述的一種移動放射源追蹤器的低功耗方法，其特征在于： 所述運動傳感器每間隔時間T獲取一矢量，并將矢量存儲;運動傳感器t時刻獲取一矢 量馬=裝歹t +乏1.，取出復(fù)數(shù)個靠近t時刻矢量;依次求出間隔時間T的兩個矢量之間的矢 量差值，得到復(fù)數(shù)個矢量差值;之后將復(fù)數(shù)個矢量差值求平均值Δ? ;若Af的值在限定范圍 內(nèi)，則被測物體在t時刻處于靜止?fàn)顟B(tài);否，則被測物體在t時刻處于運動狀態(tài)。6. 如權(quán)利要求3所述的一種移動放射源追蹤器的低功耗方法，其特征在于:所述運動傳 感模塊為加速度傳感器、角速度傳感器、重力傳感器和/或機械式振動檢測開關(guān)。
【文檔編號】G01S1/02GK106093466SQ201610578423
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月21日 公開號201610578423.0, CN 106093466 A, CN 106093466A, CN 201610578423, CN-A-106093466, CN106093466 A, CN106093466A, CN201610578423, CN201610578423.0
【發(fā)明人】林曉東, 許起惠, 苗發(fā)明, 魏鴻林, 陳明鑾, 黃連輝
【申請人】福州智元儀器設(shè)備有限公司