專利名稱：智能雷達偵測裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及偵測裝置，特別涉及一種能夠自動開關無線通訊功能的智能雷達偵測裝置及其方法。
背景技術：
在現(xiàn)代物流業(yè)中，大量包裹通過航空方式進行運輸，為提高客戶服務質(zhì)量，帶無線通訊功能的衛(wèi)星定位追蹤裝置廣泛用于通過陸路運輸?shù)陌亩ㄎ桓櫋Ｈ欢捎诔鲇诤娇诊w行安全的控制，目前帶無線通訊功能的衛(wèi)星定位追蹤裝置無法用于通過航空方式運輸?shù)陌淖粉櫋６锪鳂I(yè)中存在著大量對特別貴重，重要包裹的追蹤需求，而這些包裹同時需要通過航空運輸進行追蹤，因此需要一種能夠在飛機起飛前能夠自動關閉衛(wèi)星定位追蹤裝置的無線通訊功能，在飛機降落后能夠自動打開衛(wèi)星定位追蹤裝置的無線通訊功能的特殊裝置，在既能保證飛行安全的前提，又能提供包裹的定位追蹤。有鑒于此，本領域技術人員針對上述問題，提供一套能夠自動識別進入機場以關閉無線通訊功能，自動識別飛機起飛以及自動識別飛機降落已打開無線通訊功能的設備以及方法，用于通過航空方式運輸?shù)陌?，貨品的定位和追蹤?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種智能雷達偵測裝置及其方法，克服了現(xiàn)有技術的缺點，能夠自動識別進入機場以關閉無線通訊功能，自動識別飛機起飛以及自動識別飛機降落已打開無線通訊功能的設備以及方法，用于通過航空方式運輸?shù)陌浧返亩ㄎ缓妥?br> S示ο本發(fā)明采用如下技術方案本發(fā)明提供了一種智能雷達偵測裝置，包括偵測機場特定信號的強度以判斷裝置是否進入機場的機場信號偵測裝置、識別飛機起飛以及在飛機降落后報告裝置位置信息的無線通訊裝置、獲取衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以確定本裝置位置信息的衛(wèi)星定位裝置以及系統(tǒng)電源；所述無線通訊裝置分別連接所述機場信號偵測裝置以及衛(wèi)星定位裝置，所述系統(tǒng)電源分別連接所述無線通訊裝置、所述機場信號偵測裝置以及所述衛(wèi)星定位裝置塊。優(yōu)選地，所述機場信號偵測裝置是二次監(jiān)控雷達信號檢測裝置。優(yōu)選地，所述機場信號偵測裝置包括接收天線、集成射頻收發(fā)器、中頻放大模塊、 檢波模塊、檢波輸出放大模塊以及存儲器；所述集成射頻收發(fā)器的輸入端連接所述接收天線，輸出端依次連接所述中頻放大模塊、檢波模塊、檢波輸出放大模塊以及存儲器；所述存儲器通過控制線連接所述集成射頻收發(fā)器，所述集成射頻收發(fā)器接收參考時鐘信號。優(yōu)選地，所述集成射頻收發(fā)器包括增益控制放大器、射頻收發(fā)器以及低通濾波；所述增益控制放大器的輸入端連接所述接收天線，所述增益控制放大器的輸出端連接所述射頻收發(fā)器的輸入端；所述低通濾波的輸入端連接所述射頻收發(fā)器的輸出端，所述低通濾波的輸出端連接所述中頻放大模塊。本發(fā)明還提供一種智能雷達偵測方法，采用上述的智能雷達偵測裝置，包括以下步驟(1)開機后，僅打開無線通訊模塊接收部分；(2)持續(xù)監(jiān)測蜂窩小區(qū)的廣播信息，當連續(xù)η分鐘偵測不到蜂窩小區(qū)的廣播信息， 則關閉無線通訊模塊接收部分，并每隔X小時重復步驟(1)；當偵測到蜂窩小區(qū)的廣播信息，執(zhí)行步驟⑶；(3)偵測機場信號，當連續(xù)m分鐘內(nèi)偵測不到機場信號，執(zhí)行步驟0)，當在連續(xù)m 分鐘內(nèi)偵測到機場信號，執(zhí)行步驟(7)；(4)開啟無線通訊模塊，并每隔y分鐘偵測機場信號；(5)當連續(xù)m分鐘偵測到了機場信號，執(zhí)行步驟(7)；當沒有偵測到機場信號，同時也連續(xù)η分鐘監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，執(zhí)行步驟O)；(6)當連續(xù)m分鐘內(nèi)偵測到機場信號，關閉無線通訊模塊的發(fā)射部分；(7)當沒有連續(xù)m分鐘偵測到機場信號，關閉無線通訊模塊；當監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，執(zhí)行步驟G)，當沒有監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，執(zhí)行步驟(8)；(8)關閉無線通訊模塊的發(fā)射部分，當偵測到機場信號，執(zhí)行步驟(7)。本發(fā)明的智能雷達偵測裝置與現(xiàn)有技術相比，能夠自動識別進入機場以關閉無線通訊功能，自動識別飛機起飛以及自動識別飛機降落已打開無線通訊功能的設備以及方法，用于通過航空方式運輸?shù)陌?，貨品的定位和追蹤。以下結合附圖及實施例進一步說明本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明的智能雷達偵測裝置的模塊連接框圖；圖2為實施例中的智能雷達偵測裝置的二次監(jiān)控雷達信號檢測部分框圖；圖3為實施例中的典型機場二次監(jiān)控雷達信號的方波圖；圖4為實施例中的智能雷達偵測裝置的典型的工作模塊圖；圖5為實施例中的智能雷達偵測裝置的系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
具體實施例方式如圖1至3所示，本發(fā)明的智能雷達偵測裝置，包括偵測機場特定信號的強度以判斷裝置是否進入機場的機場信號偵測裝置、識別飛機起飛以及在飛機降落后報告裝置位置信息的無線通訊裝置、獲取衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以確定本裝置位置信息的衛(wèi)星定位裝置以及系統(tǒng)電源；所述無線通訊裝置分別連接所述機場信號偵測裝置以及衛(wèi)星定位裝置，所述系統(tǒng)電源分別連接所述無線通訊裝置、所述機場信號偵測裝置以及所述衛(wèi)星定位裝置塊。所述機場信號偵測裝置是二次監(jiān)控雷達信號檢測裝置。所述機場信號偵測裝置包括接收天線、集成射頻收發(fā)器、中頻放大模塊、檢波模塊、檢波輸出放大模塊以及存儲器；所述集成射頻收發(fā)器的輸入端連接所述接收天線，輸出端依次連接所述中頻放大模塊、檢波
4模塊、檢波輸出放大模塊以及存儲器；所述存儲器通過控制線連接所述集成射頻收發(fā)器，所述集成射頻收發(fā)器接收參考時鐘信號。所述集成射頻收發(fā)器包括增益控制放大器、射頻收發(fā)器以及低通濾波；所述增益控制放大器的輸入端連接所述接收天線，所述增益控制放大器的輸出端連接所述射頻收發(fā)器的輸入端；所述低通濾波的輸入端連接所述射頻收發(fā)器的輸出端，所述低通濾波的輸出端連接所述中頻放大模塊。本發(fā)明還提供一種智能雷達偵測方法，采用上述的智能雷達偵測裝置，包括以下步驟(1)開機后，僅打開無線通訊模塊接收部分；(2)持續(xù)監(jiān)測蜂窩小區(qū)的廣播信息，當連續(xù)η分鐘偵測不到蜂窩小區(qū)的廣播信息， 則關閉無線通訊模塊接收部分，并每隔X小時重復步驟(1)；當偵測到蜂窩小區(qū)的廣播信息，執(zhí)行步驟⑶；(3)偵測機場信號，當連續(xù)m分鐘內(nèi)偵測不到機場信號，執(zhí)行步驟0)，當在連續(xù)m 分鐘內(nèi)偵測到機場信號，執(zhí)行步驟(7)；(4)開啟無線通訊模塊，并每隔y分鐘偵測機場信號；(5)當連續(xù)m分鐘偵測到了機場信號，執(zhí)行步驟(7)；當沒有偵測到機場信號，同時也連續(xù)η分鐘監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，執(zhí)行步驟O)；(6)當連續(xù)m分鐘內(nèi)偵測到機場信號，關閉無線通訊模塊的發(fā)射部分；(7)當沒有連續(xù)m分鐘偵測到機場信號，關閉無線通訊模塊；當監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，執(zhí)行步驟G)，當沒有監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，執(zhí)行步驟(8)；(8)關閉無線通訊模塊的發(fā)射部分，當偵測到機場信號，執(zhí)行步驟(7)。本發(fā)明的智能雷達偵測裝置的實際使用情況如下本專利涉及的裝置主要包含4個部分，如圖1所示機場信號偵測裝置用于偵測機場特定信號的強度以判斷裝置是否進入機場。本裝置選用偵測二次監(jiān)控雷達 (SecondarySurveillance Radar)信號強度。典型的機場二次監(jiān)控雷達信號是一系列脈沖波，如圖2所示，用于實現(xiàn)對機場二次監(jiān)控雷達信號強度的硬件原理。其中，前置低噪聲放大器可以根據(jù)需要加或者不加，集成射頻收發(fā)器選用通用器件以避免定制和節(jié)約成本，在本案例中主要實現(xiàn)放大、下變頻和下變頻后低通濾波功能，內(nèi)部集成了放大器、混頻器、鎖相環(huán)和濾波器。中頻信號經(jīng)過放大、峰值檢波和對檢波輸出信號放大后輸入到MCU檢測幅度，此幅度在弱信號下與天線接收信號強度成正比。如果檢波輸出信號足夠強，則檢波輸出放大器可以省略，檢波輸出直接入MCU檢測。MCU為單獨的處理芯片或者整機其它系統(tǒng)的部分，在本部分的主要功能是給集成射頻收發(fā)器發(fā)控制指令和檢測信號強度用。無線通訊裝置用于自動識別飛機起飛以及在飛機降落后報告裝置位置信息。此無線通訊裝置包含但不限于GSM通訊模塊，CDMA或WCDMA，CDMA200通訊模塊。衛(wèi)星定位裝置用于獲取衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以確定本裝置位置信息。系統(tǒng)電源用于為整套裝置提供供電。為了不影響飛機正常運行，目前常見的貨物追蹤器采用的無線通訊裝置，在飛機工作區(qū)域必須手動關閉。這極大地影響了物流系統(tǒng)的工作效率。同時可能存在的漏操作也帶來了嚴重的隱患。本發(fā)明采用獨特的設備運行模式狀態(tài)自動轉(zhuǎn)換機制，一方面實現(xiàn)了無縫追蹤；另一方面也能夠在不需要人工操作的情況下自動識別飛機工作區(qū)域，并部分的關閉無線通訊裝置的發(fā)射。本發(fā)明裝置的工作模式分為三種模式正常模式當本裝置在機場區(qū)域之外并且不在空中飛行時處于“正常模式”。在該模式下，裝置能夠完成自動定位、通過GPRS或短信等途徑周期上報、發(fā)出事件報警等操作。監(jiān)聽模式當裝置進入機場區(qū)域(無論是在陸地駛?cè)霗C場，還是從空中降落到機場)，都將自動切換到監(jiān)聽模式。在該模式下，裝置能夠保持偵測機場信號，同時還能夠監(jiān)聽無線通訊蜂窩小區(qū)信息。但是在該模式下，為了不影響飛機的起飛和降落，“無線通訊模塊” 的發(fā)射器件將處于關閉狀態(tài)，所以也就不會對飛機運行產(chǎn)生影響。此時裝置不能夠進行無線數(shù)據(jù)傳輸。飛行模式當裝置在空中飛行時，將會自動關閉“無線通訊模塊”，這樣一方面不會對飛機運行產(chǎn)生影響，另一方面也大大節(jié)省了功耗。同時，裝置仍能夠偵測機場信號，以便于能夠在降落時自動切換到監(jiān)聽模式。如圖4所示，本發(fā)明的典型工作模塊圖如下系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換進入機場區(qū)域的檢測方法使用“機場信號偵測模塊”能夠及時偵測到當前是否處于機場區(qū)域?？罩酗w行的檢測方法根據(jù)無線通訊蜂窩基站信號發(fā)射特點，在高空中檢測不到蜂窩基站的廣播信息，同時由于飛離機場，“機場信號偵測模塊”將判斷裝置離開機場，依據(jù)之前所處的模式(飛機一定是從機場起飛，所以起飛之前裝置一定處監(jiān)聽模式)，可以判斷當前處于空中飛行模式。本發(fā)明的過程狀態(tài)包括正常模式“機場信號偵測模塊”處于打開狀態(tài)。如果進入機場區(qū)域，則能夠偵測到機場信號，裝置就會切換到監(jiān)聽模式。監(jiān)聽模式“機場信號偵測模塊”處于打開狀態(tài)；“無線通訊模塊”的發(fā)射部分關閉，接收部分仍然處于打開狀態(tài)。“機場信號偵測模塊”偵測到失去機場信號；同時“無線通訊模塊”也監(jiān)聽不到無線通訊蜂窩小區(qū)廣播信息，則進入飛行模式?！皺C場信號偵測模塊”偵測到失去機場信號；同時“無線通訊模塊”能夠監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息并且能夠持續(xù)一段時間，則進入正常模式。這里之所以要求持續(xù)一段時間內(nèi)能夠監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，是因為當飛機起飛過程中，也有可能由于離開了機場而失去機場信號，并且由于尚未升到高空仍能監(jiān)聽到無線通訊蜂窩小區(qū)廣播信息，而造成狀態(tài)錯誤。飛行模式“機場信號偵測模塊”處于打開狀態(tài)；“無線通訊模塊”處于關閉狀態(tài)。降落在飛行模式下，“機場信號偵測模塊”再次偵測到機場信號，裝置將返回到監(jiān)聽模式。
以上是正常工作的三個狀態(tài)模式。但是，有一種情況需要關注在“正常模式”時如果將裝置放到屏蔽箱中，然后進入機場區(qū)域?qū)蓽y不到機場信號，所以也就沒有切換到“監(jiān)聽模式”，裝置的“無線通訊模塊”的發(fā)射器件仍處于打開狀態(tài)，這將會給飛行帶來很大的隱
串
)Qi、O所以，本發(fā)明又引入了一個異常模式——“屏蔽模式”。在“正常模式”中，當持續(xù)一段時間監(jiān)聽不到無線通訊蜂窩小區(qū)廣播信息(可能進入電梯、地下車庫、屏蔽箱等)，裝置將進入“屏蔽模式”。該模式與“監(jiān)聽模式”的工作方式完全相同“機場信號偵測模塊” 打開；“無線通訊模塊”的發(fā)射部分關閉，接收部分打開。如圖5所示，本發(fā)明的系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下本發(fā)明裝置充分考慮了應用場合的嚴格性，能夠在各種異常情況下，首先保證不影響飛行器運行，其次能夠及時恢復到正常工作模式。裝置開機為了避免在空中開機后直接進入“正常模式”，“無線通訊模塊，，發(fā)射器件對飛行器的影響，開機后裝置將先進入“屏蔽模式”。然后如果監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息， 則根據(jù)是否有雷達信號，進入“正常模式”或者“監(jiān)聽模式”。如果始終監(jiān)測不到蜂窩小區(qū)廣播信息，則維持在“屏蔽模式”。裝置進入地下車庫等無蜂窩小區(qū)覆蓋區(qū)域這時將進入“屏蔽模式”。為了避免反復在“屏蔽模式”和“正常模式”之間切換，這里要求蜂窩小區(qū)覆蓋條件發(fā)生變化持續(xù)一段時間后才能切換。本發(fā)明的智能雷達偵測方法的過程如下步驟1 開機后，本裝置僅打開“無線通訊模塊”接收部分，裝置將先進入“屏蔽模式”。這樣可以避免在空中開機后直接進入“正常模式”，“無線通訊模塊，，發(fā)射器件對飛行器的影響。步驟2 在“屏蔽模式”中，持續(xù)監(jiān)測蜂窩小區(qū)的廣播信息。如果連續(xù)η分鐘偵測不到蜂窩小區(qū)的廣播信息，則關閉“無線通訊模塊”接收部分，并每隔X小時重復步驟1。如果偵測到蜂窩小區(qū)的廣播信息，則認為當前處于蜂窩小區(qū)覆蓋范圍，進入步驟3。步驟3 打開“機場信號偵測模塊”，如果在連續(xù)m分鐘內(nèi)偵測不到機場信號，則認為當前不處于機場范圍，進入步驟4。如果能夠在連續(xù)m分鐘內(nèi)偵測到機場信號，則認為當前處于機場范圍，進入步驟7。步驟4 設備處于“正常模式”狀態(tài)，設備的“無線通訊模塊”被完全打開，能夠正常進行無線通訊，這時設備可以完成正常的GPS定位信息上報，接收遠程控制指令等。同時 “機場信號偵測模塊”仍每隔y分鐘打開(這樣能兼顧省電和實時偵測)。步驟5 如果在“正常模式”狀態(tài)下，連續(xù)m分鐘偵測到了機場信號，則認為當前處于機場范圍，進入步驟7。否則如果沒有偵測到機場信號，同時也連續(xù)η分鐘監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，則認為當前設備處于信號屏蔽環(huán)境，返回步驟2。步驟6 “機場信號偵測模塊”如果連續(xù)m分鐘內(nèi)偵測到機場信號，設備將進入“監(jiān)聽模式”。這時設備的“無線通訊模塊”發(fā)射部分將被關閉；但是接收部分仍然處于打開狀態(tài)。步驟7 當在“監(jiān)聽模式”狀態(tài)下，如果沒有連續(xù)m分鐘偵測到機場信號，則認為設備離開了機場。這里有兩種情況通過地面駛離機場，這時設備應該切換到正常工作模式；
7通過空中飛離機場，這時設備的“無線通訊模塊”必須關閉，以免影響飛行器的正常工作。 所以設備將根據(jù)是否連續(xù)η分鐘監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息來進行判斷區(qū)分。如果能夠監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，則切換到正常工作模式，進入步驟4 ；否則設備切換到“飛行模式”狀態(tài)，進入步驟8。步驟8 在“飛行模式”中，“無線通訊模塊”的發(fā)送接收部分全部關閉，但“機場信號偵測模塊”仍會周期性打開。一旦偵測到機場信號，設備將切換到“監(jiān)聽模式”狀態(tài)，進入步驟7。綜上可知，本發(fā)明能夠自動識別進入機場以關閉無線通訊功能，自動識別飛機起飛以及自動識別飛機降落已打開無線通訊功能的設備以及方法，用于通過航空方式運輸?shù)陌?，貨品的定位和追蹤。以上所述的實施例僅用于說明本發(fā)明的技術思想及特點，其目的在于使本領域內(nèi)的技術人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，不能僅以本實施例來限定本發(fā)明的專利范圍，即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種智能雷達偵測裝置，其特征在于包括偵測機場特定信號的強度以判斷裝置是否進入機場的機場信號偵測裝置、識別飛機起飛以及在飛機降落后報告裝置位置信息的無線通訊裝置、獲取衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以確定本裝置位置信息的衛(wèi)星定位裝置以及系統(tǒng)電源；所述無線通訊裝置分別連接所述機場信號偵測裝置以及衛(wèi)星定位裝置，所述系統(tǒng)電源分別連接所述無線通訊裝置、所述機場信號偵測裝置以及所述衛(wèi)星定位裝置塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能雷達偵測裝置，其特征在于所述機場信號偵測裝置是二次監(jiān)控雷達信號檢測裝置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的智能雷達偵測裝置，其特征在于所述機場信號偵測裝置包括接收天線、集成射頻收發(fā)器、中頻放大模塊、檢波模塊、檢波輸出放大模塊以及存儲器；所述集成射頻收發(fā)器的輸入端連接所述接收天線，輸出端依次連接所述中頻放大模塊、檢波模塊、檢波輸出放大模塊以及存儲器；所述存儲器通過控制線連接所述集成射頻收發(fā)器，所述集成射頻收發(fā)器接收參考時鐘信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的智能雷達偵測裝置，其特征在于所述集成射頻收發(fā)器包括增益控制放大器、射頻收發(fā)器以及低通濾波；所述增益控制放大器的輸入端連接所述接收天線，所述增益控制放大器的輸出端連接所述射頻收發(fā)器的輸入端；所述低通濾波的輸入端連接所述射頻收發(fā)器的輸出端，所述低通濾波的輸出端連接所述中頻放大模塊。
5.一種智能雷達偵測方法，采用如權利要求1所述的智能雷達偵測裝置，其特征在于 包括以下步驟(1)開機后，僅打開無線通訊模塊接收部分；(2)持續(xù)監(jiān)測蜂窩小區(qū)的廣播信息，當連續(xù)η分鐘偵測不到蜂窩小區(qū)的廣播信息，則關閉無線通訊模塊接收部分，并每隔χ小時重復步驟(1)；當偵測到蜂窩小區(qū)的廣播信息，執(zhí)行步驟⑶；(3)偵測機場信號，當連續(xù)m分鐘內(nèi)偵測不到機場信號，執(zhí)行步驟G)，當在連續(xù)m分鐘內(nèi)偵測到機場信號，執(zhí)行步驟(7)；(4)開啟無線通訊模塊，并每隔y分鐘偵測機場信號；(5)當連續(xù)m分鐘偵測到了機場信號，執(zhí)行步驟(7)；當沒有偵測到機場信號，同時也連續(xù)η分鐘監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，執(zhí)行步驟O)；(6)當連續(xù)m分鐘內(nèi)偵測到機場信號，關閉無線通訊模塊的發(fā)射部分；(7)當沒有連續(xù)m分鐘偵測到機場信號，關閉無線通訊模塊；當監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，執(zhí)行步驟G)，當沒有監(jiān)測到蜂窩小區(qū)廣播信息，執(zhí)行步驟(8)；(8)關閉無線通訊模塊的發(fā)射部分，當偵測到機場信號，執(zhí)行步驟(7)。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種智能雷達偵測裝置及其方法，包括偵測機場特定信號的強度以判斷裝置是否進入機場的機場信號偵測裝置、識別飛機起飛以及在飛機降落后報告裝置位置信息的無線通訊裝置、獲取衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以確定本裝置位置信息的衛(wèi)星定位裝置以及系統(tǒng)電源；所述無線通訊裝置分別連接所述機場信號偵測裝置以及衛(wèi)星定位裝置，所述系統(tǒng)電源分別連接所述無線通訊裝置、所述機場信號偵測裝置以及所述衛(wèi)星定位裝置塊。本發(fā)明能夠自動識別進入機場以關閉無線通訊功能，自動識別飛機起飛以及自動識別飛機降落已打開無線通訊功能的設備以及方法，用于通過航空方式運輸?shù)陌浧返亩ㄎ缓妥粉櫋?br> 文檔編號H04W4/06GK102466797SQ20101053758
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權日2010年11月9日
發(fā)明者張棟 申請人:上海移為通信技術有限公司