用于确定两个对象之间的短距离距离的选项

电器工程 蓝牙 射频识别 距离 NFC
2022-01-04 20:39:37

我有一个项目想法,但它涉及计算两个人之间的距离。我已经研究过蓝牙、RFID 和 NFC(不确定这个),但似乎没有一个能提供我需要的准确性(我充其量只是一个新手,所以我欢迎在这方面得到纠正)。

蓝牙:似乎只能检测到有人在范围内或不在范围内。尽管该范围非常适合我想要做的事情(约 30 英尺很常见?),但理想情况下,我能够以 5 英尺的间隔指定该范围内的距离。

RFID:似乎只适用于非常短(亚米)的距离。

NFC:不确定

这些选项中的一个会起作用,还是有其他的可能起作用?还是 GPS 是唯一的路线?

更新:这个想法是一个儿童安全“网”。孩子身上会有某种信标,只需要发出一个信号,然后接收器就会在父母身上。这样,如果孩子离开父母的距离超过 x 距离,就会通知父母。

理想情况下,父母可以根据他们所处的环境(拥挤的城市街道 - 小半径,公园 - 大半径)设置不同的允许距离。

4个回答

这个想法可能已获得专利,因此它可能不适合商业项目,但您实际上可以使用磁场以合理的精度测量一个电子设备相对于另一个电子设备的位置和方向。这就是PolhemusAscension追踪器的工作原理。它们用于 VR 运动跟踪,以及在手术中用于跟踪手术器械在手术过程中的位置。

3个正交线圈

基本概念是一组线圈发送,另一组接收。发射器线圈发射音频交变磁场,然后接收器线圈测量三个接收器线圈中场的幅度。

有一些在线代码可用于进行这些计算。您还可以查看该人的项目页面:使用 OpenIGTLink 的开源电磁跟踪器

这可能不是您正在寻找的系统,因为它相当复杂,并且提供的信息比您想要的多得多。但是,可以使用更简单的算法,它只会给你距离。

一家名为 Sixense 的公司制造了一款带有 6DOF 传感器的游戏控制器。不过,我不知道将这项技术集成到您的项目中会有多容易。

更新:

现在我知道您的应用程序是什么,我一直在考虑一个非常相似的应用程序。我的建议是这样的:

使用三个正交线圈方法。母亲和孩子都有一套线圈。孩子将是发射器。每隔几秒钟,子模块就会在每个线圈上轮流传输一个声频磁场。母模块将测量其线圈中感应的电压幅度。如果幅度太低,或者超过几秒钟没有听到信号,则警报会响起。

你可以考虑用蓝牙做这个应用程序。市场比技术更重要。请允许我解释一下:

  • BT 将更便宜且更易于实施
  • 无线在这个应用程序中比其他应用程序更好(声音、灯光等变化),因为儿童运动不会影响无线性能,所有其他人都容易受到儿童运动的影响
  • 所有手机都带有 BT,因此您消除了父母需要携带的辅助设备,手机上的应用程序可能会以我还没有想到的方式增加更多价值,但它们就在那里。

在技​​术实现方面:

  • 我会构建一个输出功率可控的BT设备。使用 SPP 或类似的东西,我可以对所需的输出功率进行编程,并对距离进行一些控制。

  • 室内和室外的表现会有很大差异,但您可以使用手机了解您是否在室内(使用 GPS,或者更确切地说没有它)并进行必要的调整。

您需要进行大量实验才能使这项工作 100% 工作(即使在某些情况下它不会很好地工作),但我的预感是它会足够好。

TI 有一个支持 8 位 uC 的 BT 低功耗 (BTLE) 的 IC(CC240 或类似的东西,请查看 TI 网站)。通过良好的编程和体面的硬件设计,您可以将其缩小到小于 10 美元的密钥卡(银行使用的)的大小。(它不支持 BT,但支持 BTLE),通过 USB 充电,电池可以使用一周。

我不知道您的应用,但可以准确测量短距离的设备是声学测距仪,例如 Maxbotics LV-MaxSonar-EZ 系列设备。它提供数字和模拟输出,并且可以分辨率低至一英寸左右。但是,这将要求其中一个人或两个人都拥有该设备。

这是个好主意。事实上,我认为我第一次听到它是在 25 年前 :-) 它可能以前就存在过。

从广义上讲,我可以想到两种距离测量方法(在两点之间,因此忽略三角测量)。通过了解速度来测量行程时间和推导距离,或者通过了解源功率来测量功率下降和推导距离。人们在许多不同的测量设备化身中使用了光、声音(听觉和超声波)和射频。

我不想让你气馁,但我会指出一些复杂性的来源:

  • 干扰 - 当许多人在同一区域使用您的设备时会发生什么,这些设备不应相互干扰。
  • 视线 - 当没有视线时会发生什么,例如人群、室内、超市货架后面等。测量距离可能会变得相当复杂。GPS 在您没有卫星信号的情况下也无法工作。
  • 监管问题。

如果您将其构建在其他一些设备(例如手机)之上,那么您可以解决其中的一些问题。除了电话,我想不出一个完整的现成解决方案。

否则技术的选择取决于您的价格目标、制造量、所需的精度和其他规格,很难给出一个通用的答案。我的第一个想法是考虑使用射频和测量往返时间,也许您可​​以重复使用激光测距仪和/或无绳手机中的一些组件。困难在于你正在处理光速,所以你需要很好的时机。