[发明专利]基于网络环境下的超声波定位控制系统

权利要求书

1.一种基于网络环境下的超声波定位系统，其特征是，包括：

参考点，参考点中设有与模型坦克相对应的超声波接收电路，无线射频接收电路，参考点中的CPLD负责计量参考点与模型坦克间的超声波测距值，并由WiPort回传给服务器进行处理；

模型坦克，包括接入无线局域网的WiPort，超声波发射电路，无线射频信号发射电路，还包括控制单元CPLD，控制单元CPLD将WiPort所接收的信息进行解码，并根据接收到指令的不同，控制坦克运动、控制超声波发射以及射频信号的发射；

服务器，用于处理所有相关的数据，服务器需要向模型坦克发送控制命令，并接收模型坦克回传的实时信息，在定位系统中，服务器又需要处理若干超声波测距值，快速计算并显示模型坦克的实时位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于网络环境下的超声波定位系统，其特征是，所述服务器需要向模型坦克发送控制命令是，服务器通过无线局域网的WiPort给模型坦克发送超声波定位指令，模型坦克上的控制单元CPLD解码该命令产生控制信号，分别驱动控制单元CPLD芯片内部设置的超声波发射和接收电路，参考点通过接收射频信号和超声波信号去控制参考点内基于CPLD编程实现的计数器计数，并通过WiPort将该计数值回传给服务器；计数器用于记录参考点从接收射频信号后启动到首次接收到超声波信号的时间：启动计数器开始计数，参考点接收到超声波后计数器停止计数，计数器的数值乘以驱动计数器计数的时钟周期，即可得出计数器所计的时间，即参考点从启动到接收到超声波的时间，也就是从模型坦克发射超声波到参考点接收到超声波的时间。

3.根据权利要求1所述的一种基于网络环境下的超声波定位系统，其特征是，所述的超声波接收电路的时钟频率采用9600的16倍，所述超声波发送电路的时钟频率采用9600HZ。

4.根据权利要求1所述的一种基于网络环境下的超声波定位系统，其特征是，模型坦克收到服务器发送的超声波定位指令后，模型坦克上设置的解码芯片SC2272产生一个控制通用编码芯片SC2262的发射使能端/TE的信号，控制发射使能端/TE保持有效的时间内模型坦克上无线射频发射电路能够发送两帧无关信号，在发送第三帧有用信号之前，模型坦克上的控制单元CPLD内存储的address地址信号去控制编码芯片SC2262的一个地址引脚，即在发射使能信号有效之前，编码芯片SC2262的地址已与解码芯片SC2272的地址相匹配，SC2262的第17脚输出经调制的串行数据信号，该信号对无线射频发射电路中的射频发射模块F05P进行幅度键控调制，从而发射315M射频信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于网络环境下的超声波定位系统，其特征是，参考点的WiPort通过无线网络把计数值回传给服务器，服务器由S＝v*t，算出模型坦克距参考点的距离，根据模型坦克距参考点的距离，即可算出坦克在模拟战场上的位置，由于坦克定位，只需要知道坦克距三个参考点的距离，所以要设置一个全局变量CNT，记录接收到超声波的参考点个数，每当参考点接收到超声波信号，CNT就加1，当全局变量CNT等于3时，就关闭所有的参考点，复位系统，等待下一次定位。

6.根据权利要求1所述的一种基于网络环境下的超声波定位系统，其特征是，模型坦克的定位信息的回传，采用时分复用的方式，在时间轴上n辆坦克模型的一次轮询称为一帧，每辆坦克模型的一次定位称为一个时隙，一帧由若干个时隙构成，为防止时隙间和帧间串扰，时隙与时隙之间有时隙间隔，帧与帧之间有帧间隔，当一个时隙开始时，服务器向模型坦克发送控制指令，然后等待参考点的回传信号，一旦接收到回传信号，服务器就会根据超声波定位原理，计算出该模型坦克的坐标并显示结果，然后结束时隙，如果在规定时间内未接收到回传信号，服务器就会强行终止时隙，之后等待一个短暂的时隙间隔，然后开始下一个时隙，当若干辆模型坦克都轮询完一遍，一帧结束，经过一个短暂的帧间隔之后开始下一帧，时间轮询不断循环进行，直到游戏结束。

7.根据权利要求1所述的一种基于网络环境下的超声波定位系统，其特征是，模型坦克的定位信息的获取，采用时分复用的方式，在T1时刻，服务器发出模型坦克1发射超声波的命令，该命令通过无线局域网传送到模型坦克1和参考点S相关模块，使得模型坦克1开始发射超声波，同时参考点S模块开始计时，当超声波的首波被三个超声波接收头收到时，计时停止，然后根据渡越时间检测法，对模型坦克1进行定位，同样道理，在T2、T3、T4…Tn时刻，由服务器发出分别使模型坦克2、模型坦克3、模型坦克4…模型坦克n发射超声波的指令，完成对n辆模型坦克的定位。