CN105988101B - 两设备之间的定位装置及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两设备之间的定位装置，其包括设置在第一设备上的检测装置，和设置在第二设备上的反馈装置。该检测装置朝不同的角度方向发出检测信号，且每个方向发射多个具有不同功率的检测信号；该反馈装置接收到检测信号，随即发送反馈信号至该检测装置；检测装置根据反馈信号所对应的发射最小功率获得距离信息、及根据反馈信号所对应的发射角度，判断两设备之间的位置关系。本发明的定位装置可以应用在任意两台需要检测相对位置的设备上，如目前常用的空调和空气清新机之间。通过相对位置的定位，可以使两联动设备之间可以更好的联动工作，达到效果的最大化。

Description

两设备之间的定位装置及定位方法

技术领域

本发明涉及两联动设备之间的定位方法，尤其是涉及空调器与空气清新机之间的定位方法和装置。

背景技术

近年来，随着中国城市化进程的不断推进，城镇人口比例的不断升高，同时城镇工业的不断发展，以及加上汽车数量的迅速增加，导致全国各大城市大气中的雾霾越来越严重。雾霾主要由工业废气、汽车尾气、建筑灰尘、以及生活油烟等组成，雾霾中颗粒的直径通常小于等于2.5μm，被称为可入肺颗粒物，又称PM2.5。PM2.5通常成为病毒和细菌的载体，对人体呼吸道健康带来非常大的影响。

在这种环境背景下，城镇居民越来越关注其赖以生存的空气质量。在城镇家庭中，空气清新机的使用量也越来越大。空气清新机是一种空气循环过滤装置，其设置在房间内，将房间内的空气持续抽入其风道内进行循环，循环过程中不断改善风道中空气的质量，来达到改善房间内空气质量的目的。

现代各种不同功能的家用电器的种类非常多，通常，家庭中多个电器都是各个电器分别独立打开运转。为了达到更好的组合使用的效果，目前的发展趋势是将各种家用电器进行联动，使其之间同时及组合工作，以实现舒适的家居生活。例如空调器运转的时候，同时联动加湿器或空气清新机等家用电器进行运转。即空调器在特定环境下，自动发送信号，打开加湿器或空气清新机与其同时运转，实现与加湿器或空气清新机的联动。具体工作是：空调器判断当前室内的环境温度和湿度，当达到一定条件时，空调器通过发信二极管，发出信号给空气清新机，使起自动打开。空气清新机接收到信号之后，自动打开，配合空调器一起工作，实现更好的住宅环境。联动后，空调器与空气清新机各自独立工作。

但是，由于目前空调器与空气清新机的相对位置无法确定，其联动仅为开和关时的联动，其二者之间的空气循环风路还是各自为阵，并没有相互配合循环。由于空调器的风路与空气清新机的风路没有配合，房间中的空气循环相对还是混乱的，并没有达到的空气温度控制和空气质量控制的最好效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种用于两联动设备之间相互定位的定位装置。该定位装置可以用于空调器与空气清新机之间，通过相对位置的定位，可以使两联动设备之间可以更好地联动工作，达到效果的最大化。

一种两设备之间的定位装置，其包括设置在第一设备上的检测装置，和设置在第二设备上的反馈装置，其特征在于：所述检测装置朝不同的角度方向发出检测信号并记录信号发射角度；所述反馈装置接收到所述检测信号，随即发送反馈信号；所述检测装置根据接收到的所述反馈信号，读取发送所述反馈信号前记录的信号发射角度，判断两设备之间的位置关系。

所述检测信号在同一角度方向发射的检测信号具有不同发射功率，所述检测装置根据该反馈信号所对应的发射最小功率获得距离信息。

相对于现有技术，本发明通过设置不同的检测角度，以获得两设备之间的角度信息，以及通过设置发射不同功率的信号，以获得两设备之间的距离信息。从而根据角度和位置的信息，可准确判断两设备之间的位置关系。

进一步，所述检测装置包括第一控制单元、多个发信单元和一反馈信号接收单元；所述反馈装置包括第二控制单元、检测信号接收单元和反馈信号发送单元；所述多个发信单元设置在所述第一设备上，并分别固定朝向不同的角度，所述第一控制单元控制该多个发信单元依序发射所述检测信号；所述反馈装置的所述第二控制单元控制所述检测信号接收单元接收所述发信单元发射的所述检测信号，并通过所述反馈信号发送单元发送所述反馈信号至所述检测装置的所述反馈信号接收单元，再传送给所述第一控制单元；所述第一控制单元根据所述反馈信号对应的发射角度，判断两设备之间的位置关系。

进一步，所述检测装置包括第一控制单元和可朝不同的角度角度发出检测信号的发信单元，所述可朝不同的角度发出检测信号的发信单元可以如后续实施例所描述的，由多个分别朝不同角度设置的信号发射头组成；此外所述可朝不同的角度角度发出检测信号的发信单元也可以由一个具有可调角度的信号发射头组成，所述的信号设头可由电机控制转动。

所述检测装置包括第一控制单元、多个发信单元和反馈信号接收单元；所述反馈装置包括第二控制单元、检测信号接收单元和反馈信号发送单元；所述第一控制单元控制各发信单元依次以一固定功率发射，待全部发信单元完成后，再控制各发信单元以同样的顺序依次以下一固定功率发射，发射的功率逐渐递增或递减；

或，所述第一控制单元控制一发信单元以递增或递减的功率发射信号，待全部功率值的信号发送完毕或收到所述反馈装置的所述反馈信号后，再控制下一发信单元以递增或递减的功率发射信号。

另外，本发明还提供了一种两设备之间的定位方法。一种两设备之间的定位方法，在第一设备上设置信号发射装置和反馈信号接收装置以及计算两设备位置关系的计算装置，在第二设备设置信号接收装置和反馈信号发射装置，信号发射装置朝不同角度方向发射信号并记录发射角度；信号接收装置接收所述信号并通过反馈信号发射装置发射反馈信号，反馈信号接收装置接收所述反馈信号，计算装置以接收到的所述反馈信号所对应的发射角度作为两设备之间的角度，从而判断两设备之间的位置关系。

所述发射信号在同一角度方向发射多个具有不同功率的信号；计算装置以所述第二设备接收到的最小功率的信号的功率来计算两设备之间的距离。

相对于现有技术，本发明的定位方法同样通过设置不同的检测角度，以获得两设备之间的角度信息，以及通过设置发射不同功率的信号，以获得两设备之间的距离信息。从而根据角度和位置的信息，可准确判断两设备之间的位置关系。

进一步，控制所发射的同一角度方向的信号的功率逐渐递增或递减，以逐渐增加或减少发射距离。

进一步，朝每个角度方向发射的信号覆盖一定的角度范围；以在第二设备上接收到的信号的发射角度范围的重叠区域作为两设备之间的角度范围。这样，通过重叠区域的定位，可以减少发射角度的设置，增加定位的速度。

进一步，控制发射同一角度方向的信号的功率逐渐递增或递减，完成全部功率的发射后或被接收到信号后，再控制下一发射角度方向的信号的功率逐渐递增或递减；或控制不同角度方向的发射的信号依次以一固定功率发射，全部完成后，再控制不同角度方向的发射的信号依次以下一固定功率发射，发射的功率逐渐递增或递减。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明两设备之间的定位装置的结构示意图。

图2是本发明两设备之间的定位角度的原理示意图。

图3是图1所示的信号发送驱动单元和发信单元的电路连接示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明研究的目标是检测两个设备之间的相对位置关系，以实现两设备之间更好的联动效果。本发明研究思想认为，对于两设备之间的定位，首先应先设定一基准设备，在本发明中称为第一设备。以第一设备为参考原点，通过对角度的测定，即可获得另外一台设备，即第二设备相对于第一设备的的位置关系。进一步地，本发明还可对两设备之间的距离进行测定，以得到更加精准的两设备之间的位置关系。

请参阅图1，其为本发明两设备之间的定位装置的结构示意图。该定位装置包括设置在第一设备上的检测装置10，和设置在第二设备上的反馈装置20。检测装置10针对不同的角度分别发送不同功率的检测信号，当反馈装置20接收到检测信号时，随即发送反馈信号至检测装置10，检测装置10根据反馈信号判断发送的角度和功率，从而测定第二设备相对于第一设备的角度和距离。

具体地，该检测装置10包括第一控制基板11、设置在第一控制基板11上的第一控制单元12、多个分别与第一控制单元12电连接的信号发送驱动单元13、多个分别单独与一个信号发送驱动单元13电连接的发信单元14、和一与控制单元12电连接的反馈信号接收单元15。

该反馈装置20包括第二控制基板21、设置在第二控制基板21上的第二控制单元22、与第二控制单元22电连接的联动信号接收单元23和反馈信号发送单元24。

在本实施例中，该第一控制基板11和第二控制基板21分别为PCB线路板，该第一控制单元12和第二控制单元22分别为单片机。该发信单元12为LED发光二极管，其发送的信号具有一定的角度范围，即其信号辐射的范围在平面上呈扇形。

请同时参阅图2，其为本发明两设备之间的定位原理示意图，以设置三个发信单元14进行位置检测的示意。当第一设备开启、并接收到联动指令时，设置在第一设备上的检测装置10的第一控制单元12控制第一个信号发送驱动单元13，开启与其连接的第一个发信单元14发送信号；同时，该第一控制单元12控制该第一个发信单元14发送信号的功率依次完成由弱到强的递增。设置在第二设备上的反馈装置20的控制单元22控制联动信号接收单元23接收由第一个发信单元14发送的信号，并通过反馈信号发送单元24发送反馈信号。

若联动信号接收单元23未接收到第一个发信单元14发送的信号，则当第一个发信单元14将所有功率的信号发送完毕后，第一控制单元12控制第二个信号发送驱动单元13开启与其连接的第二个发信单元14发送信号，同样，该第一控制单元12控制该第二个发信单元14发送信号的功率依次完成由弱到强的递增。

若联动信号接收单元23接收到第一个发信单元14发送的第a个功率值的信号，则该第二控制单元22控制反馈信号发送单元24发送反馈信号。检测装置10的反馈信号接收单元15接收到反馈信号后，将反馈信号传送给第一控制单元12，由第一控制单元12记录此时反馈信号对应的发信单元14的角度和功率a。然后该第一控制单元12再控制第二个信号发送驱动单元13开启与其连接的第二个发信单元14发送信号，同样，该第一控制单元12控制该第二个发信单元14发送信号的功率依次完成由弱到强的递增。以此类推，第一控制单元依序控制所有的发信单元14逐个打开，并发送功率递增的信号。

信号发送驱动单元13也可为一可朝不同的角度角度发出检测信号的发信单元，其具有可调角度的信号发射单元14；第一控制单元12控制信号发送驱动单元13，开启与其连接的发信单元14发送信号后，信号发送驱动单元13控制信号发射单元14调整信号发射角度后，第一控制单元12再次控制信号发送驱动单元13，开启发信单元14发送信号。

由于发送的信号具有一定的角度范围，其信号辐射的范围在平面上呈扇形，该第一控制单元12依序控制所有的发信单元14发送完信号后，根据记录反馈的一个或两个发信单元的角度和功率，其重叠处30即可判断为第二设备所在的位置。

对于该第一控制单元12控制该多个发信单元14依序发射递增功率的信号的具体实施方案，请参阅图3，其为图1所示其中一路的信号发送驱动单元13和发信单元14的电路连接示意图。该信号发送驱动单元13由一充电电路132和一开关电路134构成。其中，该充电电路132包括一三极管Q1和一电容C1。该三极管Q1的基极与第一控制单元12的一引脚PIN1连接，其集电极接14V的电压，其发射极通过电容C1接地，同时从发射极引出供给发信单元14的电压Vcc。该开关电路134包括三极管Q2和Q3、电阻R1、R2、R3和R4。三极管Q2的基极与第一控制单元12的另一引脚PIN2连接，其发射极接地，其集电极通过R2与三极管Q3的基极连接。Q3发射极与充电电路的三极管Q1发射极连接，由充电电路132提供电压Vcc，Q3的集电极通过电阻R4与作为发信单元14的发光二极管的正极连接，其负极接地。另外，电阻R3连接在三极管Q2的基极和发射极之间，电阻R1连接在三极管Q2的集电极和三极管Q3的发射极之间。

该第一控制单元12通过引脚PIN1向充电电路提供PWM方波信号，通过控制PWM波的占空比，来控制三极管Q1的断开时间，以调节电压14V对电容C1的充电时间，进而控制电容C1的电压值Vcc。同时，该第一控制单元12通过引脚PIN2发送控制信号，控制三极管Q2的开和关，进而控制三极管Q3开和关。当三极管Q3为开时，作为发信单元14的发光二极管接通电压Vcc，从而可发出联动信号。当检测装置10上的反馈信号接收单元15没有接收到反馈装置20发来的反馈信号时，第一控制单元12控制PWM波的占空比调整，增加Q1的导通时间比例，从而电容C1的电压值Vcc递增，从而发信单元14再发送一次功率增加的信号。通过第一控制单元12控制PWM波的占空比逐次调整，从而控制发信单元14发送的信号的功率也逐次递增，直到收到反馈装置20发送的反馈信号或直到发信单元14发送完毕最大功率的信号，第一控制单元12再控制下一个引脚PIN2对应的发信单元发送信号。

该多个信号发送驱动单元13的电路结构是一致的，其对应包括多个开关电路134，并共同与一充电电路132并接。每个开关电路的接口分别接第一控制单元12的独立的引脚，通过第一控制单元12依次控制每次打开一个端口，实现发信单元14的逐个依序发送信号。

本发明的定位装置可以应用在任意两台需要检测相对位置的设备上，包括目前常用的空调和空清新机之间、空调与加湿器之间等。通过相对位置的定位，可以使两联动设备之间可以更好的联动工作，达到效果的最大化。本发明的定位装置结构简单，安装方便，实用。

实施例2

本实施例2的两设备之间的定位装置的结构与实施例1是一致的，在此不赘述。其与实施1的区别仅在于：第一控制单元12控制信号发送驱动单元13开启发信单元14及控制其发射功率递增的时间及顺序的变化。

在本实施例中，该控制单元12先发出第一占空比的PWM信号至充电电路132，然后分别控制多个信号发送驱动单元13的开关电路134逐次打开，使发信单元14逐个以第一功率发送一次信号。待所有的发信单元14发送完毕后，该控制单元12再发出第二占空比的PWM信号至充电电路132，然后分别控制多个信号发送驱动单元13的开关电路134逐次打开，使发信单元14逐个以第二功率发送一次信号。以此规律依次控制多个发信单元发射多个递增功率的信号，并记录反馈装置20的反馈信号的角度和距离信息。

本实施例所获得的检测效果与实施例1是一致的。

另外，作为本发明实施例1和实施例2的扩展，本发明的发信单元设置在2个以上，且分别设置不同的朝向。随着发信单元设置个数的增加，单个发信单元自身辐射区域即可缩小，但所有发信单元的辐射区域的叠加至少需在第一设备前方10度-170度的范围内。另外，发信单元也不限于发光二极管，还可以是其他的信号发射元件。以及，第一控制单元控制发信单元发射信号的功率也可以由强到弱，则联动信号接收单元23一开始就接收到联动信号并反馈，当联动信号接收单元23未接收到联动信号时，检测装置10上的反馈信号接收单元15亦未接收到反馈信号，则此时第一控制单元12记录发射的功率，并推定两设备之间的距离为上一次发射功率所对应的距离。

由此，本发明也提供了一种两设备之间的定位方法。具体为：在第一设备上设置信号发射装置和反馈信号接收装置以及计算两设备位置关系的计算装置，在第二设备设置信号接收装置和反馈信号发射装置，信号发射装置朝不同角度方向发射信号并记录发射角度；信号接收装置接收所述信号并通过反馈信号发射装置发射反馈信号，反馈信号接收装置接收所述反馈信号，计算装置以接收到的所述反馈信号所对应的发射角度作为两设备之间的角度，从而判断两设备之间的位置关系。

进一步，发射信号在同一角度方向发射多个具有不同功率的信号；计算装置以所述第二设备接收到的最小功率的信号的功率来计算两设备之间的距离。

进一步，在第一设备上设置多个发信单元，其分别朝不同固定的角度方向发射信号，且每个发信单元发射的信号覆盖一定的角度范围；以在第二设备上接收到的信号的发射角度范围的重叠区域作为两设备之间的角度范围。

进一步，控制发射一角度方向的信号的功率逐渐递增或递减，完成全部功率的发射后或被接收到信号后，再控制下一发射角度方向的信号的功率逐渐递增或递减；或控制不同角度方向的发射的信号依次以一固定功率发射，全部完成后，再控制不同角度方向的发射的信号依次以下一固定功率发射，发射的功率逐渐递增或递减。

从而，根据以上的定位方法，即可获得两设备之间的相对的角度关系和距离关系，从而可以确定他们之间的位置关系。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (8)

1.一种两设备之间的定位装置，其包括设置在第一设备上的检测装置，和设置在第二设备上的反馈装置，其特征在于：所述检测装置朝不同的角度方向发出检测信号并记录信号发射角度，且检测装置所发出的同一角度方向的检测信号的功率逐渐递增或递减，以逐渐增加或减少发射距离；所述反馈装置接收到所述检测信号，随即发送反馈信号；所述检测装置根据接收到的所述反馈信号，读取发送所述反馈信号前记录的信号发射角度，以第二设备上接收到的信号的发射角度范围的重叠区域作为两设备之间的角度范围，判断两设备之间的位置关系；所述检测装置包括第一控制单元、多个发信单元和一反馈信号接收单元；所述反馈装置包括第二控制单元、检测信号接收单元和反馈信号发送单元；所述多个发信单元设置在所述第一设备上，并分别固定朝向不同的角度，所述第一控制单元控制该多个发信单元依序发射所述检测信号；所述反馈装置的所述第二控制单元控制所述检测信号接收单元接收所述发信单元发射的所述检测信号，并通过所述反馈信号发送单元发送所述反馈信号至所述检测装置的所述反馈信号接收单元，再传送给所述第一控制单元；所述第一控制单元根据所述反馈信号对应的发射角度，判断两设备之间的位置关系。

2.根据权利要求1所述的两设备之间的定位装置，其特征在于：所述检测信号在同一角度方向发射的检测信号具有不同发射功率，所述检测装置根据该反馈信号所对应的发射最小功率获得距离信息。

3.根据权利要求1所述的两设备之间的定位装置，其特征在于：所述检测装置包括第一控制单元和可朝不同的角度发出检测信号的发信单元，所述可朝不同的角度发出检测信号的发信单元由多个分别朝不同角度设置的信号发射头组成，或者所述可朝不同的角度发出检测信号的发信单元具有可调角度的信号发射头。

4.根据权利要求1或权利要求2任意一项所述的两设备之间的定位装置，其特征在于：所述检测装置包括第一控制单元、多个发信单元和反馈信号接收单元；所述反馈装置包括第二控制单元、检测信号接收单元和反馈信号发送单元；所述第一控制单元控制各发信单元依次以一固定功率发射，待全部发信单元完成后，再控制各发信单元以同样的顺序依次以下一固定功率发射，发射的功率逐渐递增或递减；或，所述第一控制单元控制一发信单元以递增或递减的功率发射信号，待全部功率值的信号发送完毕或收到所述反馈装置的所述反馈信号后，再控制下一发信单元以递增或递减的功率发射信号。

5.一种两设备之间的定位方法，其特征在于：使用如权利要求1所述的两设备之间的定位装置，在第一设备上设置信号发射装置和反馈信号接收装置以及计算两设备位置关系的计算装置，在第二设备设置信号接收装置和反馈信号发射装置，信号发射装置朝不同角度方向发射信号并记录发射角度；信号接收装置接收所述信号并通过反馈信号发射装置发射反馈信号，反馈信号接收装置接收所述反馈信号，计算装置以接收到的所述反馈信号所对应的发射角度作为两设备之间的角度，以第二设备上接收到的信号的发射角度范围的重叠区域作为两设备之间的角度范围，从而判断两设备之间的位置关系；其中，控制所发射的同一角度方向的信号的功率逐渐递增或递减，以逐渐增加或减少发射距离。

6.根据权利要求5所述的两设备之间的定位方法，其特征在于：所述发射信号在同一角度方向发射多个具有不同功率的信号；计算装置以所述第二设备接收到的最小功率的信号的功率来计算两设备之间的距离。

7.根据权利要求5所述的两设备之间的定位方法，其特征在于：朝每个角度方向发射的信号覆盖一定的角度范围；以在第二设备上接收到的信号的发射角度范围的重叠区域作为两设备之间的角度范围。

8.根据权利要求6所述的两设备之间的定位方法，其特征在于：控制发射同一角度方向的信号的功率逐渐递增或递减，完成全部功率的发射后或被接收到信号后，再控制下一发射角度方向的信号的功率逐渐递增或递减；或控制不同角度方向的发射的信号依次以一固定功率发射，全部完成后，再控制不同角度方向的发射的信号依次以下一固定功率发射，发射的功率逐渐递增或递减。