[發(fā)明專利]集成光接收電路的標(biāo)簽、采用光信號精確定位的方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-09-19
• 公開（公告）號: CN115561706A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李小明;王凱;安亞斌;張旭;張繼冬;莊奕琪
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 勾慧敏

本發(fā)明公開了一種集成光接收電路的標(biāo)簽、采用光信號精確的定位方法及系統(tǒng)，該標(biāo)簽包括：與第一放大電路連接的光接收器，光接收器是片上集成的、具有通過P型襯底和N+構(gòu)成的PN結(jié)的光電二極管；光接收器在接收到光信號時，在反偏電場作用下向第一放大電路提供電流；第一放大電路與比較器連接，在未接收到提供的電流時輸出第一電壓值，在接收到提供的電流時輸出第二電壓值；第二放大電路與比較器連接，用于輸出小于第一電壓的電壓值；比較器比較兩個放大電路輸入的電壓值，在第一放大電路的電壓值小于第二放大電路的電壓值時產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)信號并發(fā)送至數(shù)字基帶；數(shù)字基帶根據(jù)翻轉(zhuǎn)信號將存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送至接收端；該數(shù)據(jù)用于輔助接收端對標(biāo)簽的位置定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集成光接收電路的標(biāo)簽、采用光信號精確定位的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。目前，WSN被廣泛應(yīng)用于城市管理、傳輸數(shù)據(jù)、環(huán)境檢測、狀態(tài)檢測、目標(biāo)識別等，在這些實際應(yīng)用中，節(jié)點的位置信息至關(guān)重要，缺乏位置信息的數(shù)據(jù)沒有實用價值，因此，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點或標(biāo)簽的定位技術(shù)是無線傳感網(wǎng)絡(luò)的重要支撐之一。

隨著WSN的不斷發(fā)展，基于WSN的定位技術(shù)也越來越成熟。WSN的節(jié)點定位技術(shù)中節(jié)點主要分兩種，一種是位置固定同時已知自己位置信息的錨節(jié)點，另一種是隨機分布，不知道自己位置信息需要進(jìn)行定位的節(jié)點。目前，許多節(jié)點定位方法在節(jié)點處仍需要硬件輔助，或是對節(jié)點的芯片功能、面積以及功耗要求較高，以便輔助完成節(jié)點對自身的定位。這些仍未解決的問題使一些基于射頻波的定位方法的應(yīng)用受到極大的限制，導(dǎo)致許多硬件、面積、功耗、成本等無法滿足需求的節(jié)點無法使用這些方法來完成對節(jié)點自身的定位。特別是對于低功耗的無源RFID標(biāo)簽芯片而言，由于其標(biāo)簽芯片對功耗、面積的要求較高，很難使用這些方法完成對標(biāo)簽位置的定位。也就是說，目前還沒有一種低成本、集成度高，并且，輔助其他設(shè)備完成自身定位的節(jié)點。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決相關(guān)技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種集成光接收電路的標(biāo)簽、采用光信號精確定位的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種集成光接收電路的標(biāo)簽，所述標(biāo)簽包括：

光接收器、第一放大電路和第二放大電路、比較器和數(shù)字基帶；

所述光接收器與所述第一放大電路連接，所述光接收器是片上集成的光電二極管，所述光電二極管具有通過P型襯底和N+構(gòu)成的PN結(jié)，在所述第一放大電路提供偏置電壓時，P端接地、且N端接正電壓，所述光接收器工作在反偏狀態(tài)下；所述光接收器用于在接收到光信號時，在反偏電場的作用下向所述第一放大電路提供電流；

所述第一放大電路，輸出端與所述比較器的一個輸入端連接；所述第一放大電路用于在未接收到所述光接收器提供的電流時，輸出第一電壓值，在接收到所述光接收器提供的電流時，輸出第二電壓值；所述第二電壓值小于所述第一電壓值；

所述第二放大電路，輸出端與所述比較器的另一個輸入端連接；所述第二放大電路用于輸出第三電壓值；所述第一電壓值大于所述第三電壓值、且所述第一電壓值與所述第三電壓值之差為預(yù)設(shè)電壓；

所述比較器，用于對所述第一放大電路輸入的電壓值和所述第二放大電路輸入的電壓值進(jìn)行比較，并在所述第一放大電路輸入的電壓值小于所述第二放大電路輸入的電壓值時，確定所述光接收器接收到預(yù)設(shè)光信號，并產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)信號，將所述翻轉(zhuǎn)信號發(fā)送至所述數(shù)字基帶；

所述數(shù)字基帶，與所述比較器的輸出端連接；用于存儲數(shù)據(jù)；并用于當(dāng)接收到所述翻轉(zhuǎn)信號時，將自身存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送至對應(yīng)的接收端；所述發(fā)送的數(shù)據(jù)用于輔助所述接收端對所述標(biāo)簽的位置進(jìn)行定位。

本發(fā)明還提供一種采用光信號精確定位的方法，包括：