Система поиска и пеленгации бытовых предметов

Система поиска и пеленгации бытовых предметов

Реферат

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам обнаружения бытовых предметов при помощи ВЧ-радиоволн.

Предпочтительнее его использование для обнаружения бытовых предметов в домашних условиях для инвалидов по зрению, далее инвалида - пользователя.

Общей проблемой нахождения таких объектов инвалидами является трудность нахождения, это делается «на ощупь», если инвалид приблизительно знает, где находится искомый предмет, например ключи от входных дверей, они около дверей на полочке (тумбочке) или висят около дверей. Если же предмет находится неизвестно где, например радионаушники, а инвалид не помнит, где он их оставил: спальня, кухня, гостиная и пр., то проблема их нахождения почти неразрешима.

Известна система, включающая специальное устройство для чтения «говорящих книг», по крайней мере одну метку, выполненную с возможностью размещения на объекте, звуковой сигнализатор, размещенный в тифлоплеере, систему приема/передачи сигнала по каналу связи, включающую приемник, размещенный в метке, и передатчик, размещенный в специальном устройстве для чтения «говорящих книг», см. http://www.bones/pages/eng/products/milestone312.html.

Известная система обладает функцией идентификации предметов. Система приема/передачи сигнала по каналу связи содержит встроенный идентифицирующий радиочастотный считыватель (integrated Radio Frequency Identification (RFID) reader). Метку размещают на объект, который необходимо идентифицировать, сканируют специальным устройством для чтения говорящих книг с RFID и на тифлоплеер записывают голосовое сообщение, идентифицирующее объект. Далее при приближении метки, закрепленной на объекте, к специальному устройству для чтения «говорящих книг» на расстояние 0-4 сантиметра (производителем рекомендуется соприкосновение тифлоплеера с меткой), специальное устройство для чтения говорящих книг идентифицирует метку и посредством звукового сигнализатора воспроизводит записанное для этой метки голосовое сообщение.

Недостаток известной системы заключается в том, что для идентификации объекта его сначала нужно найти, что для людей с ограниченными возможностями по зрению бывает трудно или практически невозможно, если забыто место, куда он был положен, или объект был перемещен без ведома незрячего человека, или, например, упал со стола. Также при использовании данной системы пользователю с ограниченными возможностями по зрению бывает затруднительно найти уже прикрепленную к предмету метку, если предмет имеет сложную форму или большие габариты, например предметы одежды (костюм, платье, пальто и т.д.).

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является система обнаружения объекта, включающая взаимосвязанные между собой приемник и передатчик сигнала по каналу связи, звуковой сигнализатор, взаимосвязанный с приемником, и орган управления звуковым сигнализатором, взаимосвязанный с передатчиком (патент RU №112444, 28.07.2011, опубл. 10.01.2012).

Заявляемая система предназначена для обнаружения одного объекта - пульта дистанционного управления телевизора, и не может быть использована для поиска любого необходимого потребителю объекта.

Кроме того, в известной системе обнаружения объекта используют устройства, редко используемые слабовидящими и слепыми пользователями.

Также недостатком является низкая мобильность известной системы, т.к. она позволяет осуществлять поиск объекта только в помещении, где установлен телевизор.

Технической задачей предложенной системы является повышение точности определения азимута поисковых меток за счет применения технического решения поиска по min излучаемого сигнала поисковой метки.

Для решения поставленной задачи предлагается система поиска и пеленгации бытовых предметов, состоящая из блока поиска и поисковой метки 1-N, отличающаяся тем, что блок поиска содержит кнопочную клавиатуру из 1-N кнопок, микроконтроллер, модулятор, пеленгатор и акустический канал со следующими соединениями: выход клавиатуры задания номера из 1-N меток соединен с микроконтроллером, выход которого связан с входом модулятора, выход которого является электрическим выходом блока поиска, входом же является вход второго радиоканала, соединенный с антенной пеленгатора, выход которого соединен с акустическим блоком, являющимся акустическим выходом блока поиска; поисковая метка содержит демодулятор, активатор с ВЧ-генератором, излучатель и источник питания со следующими соединениями: вход демодулятора связан с первым радиоканалом, выход демодулятора соединен с входом активатора с ВЧ-генератором, выход которого через излучатель является выходом метки и входом второго радиоканала; модулятор блока поиска и демодулятор поисковой метки связаны между собой однонаправленным первым радиоканалом, а излучатель поисковой метки и пеленгатор блока поиска связаны между собой вторым однонаправленным радиоканалом; выход источника питания напрямую связан с шиной питания, а с излучателем метки через активатор; в качестве клавиатуры предпочтительнее использовать стандартный кнопочный телефонный номеронабиратель. Система поясняется электрической структурной схемой, на которой изображено: 1 - блок поиска, 2 - поисковая метка, 3 - модем (модулятор - демодулятор), 4 - микроконтроллер (МС), 5 - модулятор (МОД), 6 - демодулятор (ДМ), 7 - источник питания (например, аккумулятор), 8 - активатор с ВЧ-генератором, 9 - излучатель, также первый задающий и второй поисковый радиоканалы, А1 и A3 - передающие антенны, А2 и А4 - приемные антенны, акустический канал, клавиатура задания 1-N меток.

Источник питания блока поиска и его связи условно не показаны.

Система поиска и пеленгации имеет следующие соединения. Блок поиска 1 и поисковая метка 2 связаны между собой через модем 3 первым однонаправленным радиоканалом, являющимся задающим, также связаны вторым однонаправленным радиоканалом, являющимся поисковым.

Блок поиска 1 имеет следующие соединения. С МС4 связана клавиатура 1-N, задающая номер искомого блока, выход МС4 через модулятор 5 модема 3 и передающую антенну А1 образует первый задающий радиоканал - это электрический выход блока поиска 1, электрическим входом его является вход второго поискового радиоканала через приемную антенну А4, которая через пеленгатор 10 соединена с акустическим блоком 11, выход последнего является через акустический канал звуковым выходом блока поиска.

Поисковая метка 2 имеет следующие соединения. Вход первого задающего радиоканала через приемную антенну А2 соединен с входом демодулятора 6, выход которого соединен с первым входом активатора-генератора 8, выход активатора-генератора 8 через излучатель 9 нагружен на передающую антенну A3, которая соединена с входом второго поискового радиоканала; выходная шина источника питания 7 соединена с шиной питания демодулятора 6 напрямую, а с шиной питания активатора-генератора 8 через его второй вход.

Система работает следующим образом.

С клавиатуры 1-N блока поиска задается номер поискового блока, который вводится в МС4, последний, через присущий только этому номеру код, задает кодовую посылку и вводит ее в МОД5. Модулятор 5 передает этот код на частоте f=0,4 МГц через первый задающий РК на ДМ6, который декодирует ее и этим сигналом вводит активатор 8 в активное состояние (до этого он был в отключенном состоянии - питание было заблокировано), возбуждается ВЧ-генератор на частоте f=1,5-2,0 ГГц, и через излучатель 9 и через второй поисковый РК эта частота попадает на пеленгатор 10. Пользователь (на схеме не показан) плавно поворачивает сам конструктив блока поиска 1, ища минимум звука по акустическому каналу. Положение блока поиска 1 в этот момент (его лицевая панель) направлена на искомый предмет поиска.

Направление найдено, остается найти предмет, для чего пользователь не выключая блок поиска 1 по минимуму звука приближается к нему до нахождения. Блок поиска 1 выключается. Источник питания 7 в метке 2 не выключается никогда, а ДМ6 находится в ждущем режиме и потребляет минимум тока, активатор 8 вообще выключен и включается только при появлении сигнала на выходе ДМ6, т.е. при совпадении заданного одного из 1-N номеров с номером метки.

Система работает по минимуму сигнала, что гораздо удобнее, т.к. при работе по максимуму верхушка сигнала довольно плоская и поэтому пеленг достаточно расплывчат. Строго говоря, абсолютного нуля звука практически не бывает из-за различных паразитных связей, но все равно он достаточно мал.

Эта система хороша еще и тем, что если инвалид по зрению даже еще и не слышит на одно ухо, то это неважно, т.к. два уха нужны человеку для определения пеленга цели по слуху, в данном случае пеленг определяет прибор, а величина громкости служит только для настройки. Еще одним достоинством системы является то, что поиск можно проводить, обходя различные препятствия, например стол, после чего снова легко настроиться на пеленг.

Конструктив блока поиска лучше всего построить по принципу радиотелефона, т.е. блок поиска находится на подставке, всегда закрепленной в одном месте, и вынимается только на время поиска, по окончании которого блок выключается и становится на место. Если же после трех-пяти минут (или больше по желанию пользователя) блок не включен и/или не поставлен на место, то блок издает зуммер, напоминая пользователю о его забывчивости.

В микроконтроллер записываются коды от 1 до N, а в декодере они расшифровываются ДМ6, и включается соответствующий активатор 8, который включает звуковой излучатель 9 (1N) соответствующей метки, см., например, похожую систему фирмы Panasonic DECT на сайте www.panasonic.ru под названием "Panasonic KX-TG7851 RUH №1 в мире", в которой при помощи этого телефона можно отыскать четыре предмета. Недостаток: метка просто звонит, а направление отыскивается на слух, оно не указывается. В нашем случае направление указывается по min сигнала с погрешностью порядка 5-10° по азимуту.

1. Система поиска и пеленгации бытовых предметов, состоящая из блока поиска, 1-N поисковых меток и радиоканала, отличающаяся тем, что блок поиска содержит кнопочную клавиатуру из 1-N кнопок, микроконтроллер, модулятор, пеленгатор и акустический канал со следующими соединениями: выход клавиатуры задания номера из 1-N поисковых меток соединен с микроконтроллером, выход которого связан с входом модулятора, выход которого через первый задающий радиоканал является выходом блока поиска, входом же является выход второго поискового радиоканала, соединенный с антенной пеленгатора, выход которого соединен с акустическим блоком, являющимся акустическим выходом блока поиска; поисковая метка содержит демодулятор, активатор с ВЧ-генератором, излучатель и источник питания со следующими соединениями: вход демодулятора связан с первым задающим радиоканалом, выход демодулятора соединен с входом активатора с ВЧ-генератором, выход которого через излучатель является выходом метки и входом второго поискового радиоканала; причем микроконтроллер имеет в своем составе специальное программное обеспечение, в котором записано 1-N кодовых посылок, соответствующих числу поисковых меток, а демодулятор каждой поисковой метки настроен заранее на свою кодовую посылку.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что модулятор блока поиска и демодулятор поисковой метки связаны между собой однонаправленным первым поисковым радиоканалом, а излучатель поисковой метки и пеленгатор блока поиска связаны между собой вторым однонаправленным радиоканалом.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что выход источника питания напрямую связан с шиной питания демодулятора, а с излучателем метки - через активатор.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве клавиатуры задающих 1-N меток предпочтительнее использовать стандартный кнопочный телефонный номеронабиратель.