[发明专利]一种共用晶振的UWB模块的精密测距系统

说明书

本发明公开了一种共用晶振的UWB模块的精密测距系统，包括一个共用晶振与MCU控制单元连接，所述MCU控制单元内通过系统总线将CPU与存储器、定时/计数器、I/O接口和时钟电路，所述存储器内设置有ROM存储器和RAM存储器，其特征在于，还包括MCU控制单元内的ROM存储器预先编写的程序不同，其通过I/O接口向若干个的UWB芯片输出的数据各不相同，所述共用晶振在采用有源晶振，MCU控制单元通过有源晶振的震动频率对UWB芯片进行同步控制。运算器、控制器和寄存器组。是MCU控制单元内部的核心部件，由运算部件和控制部件两大部分组成。前者能完成数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送操作，后者是按一定时序协调工作，是分析和执行指令的部件。

技术领域

本发明涉及一种晶振模块系统，具体涉及一种共用晶振的UWB模块的精密测距系统。

背景技术

UWB(UltraWideBand，超宽带)技术作为一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术，它不需要使用传统通信体制中的载波，通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等多种优点，因而非常适用于室内环境中对静止或移动的物体、人进行定位测距。但UWB技术作为一种短距离的无线通信方式，其信号的传输距离较短且抗干扰能力差，因而将其应用进行定位测距时，作用范围较短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前UWB模块系统通常采用一一对应的晶振进行控制，，但是由于晶振在震动时不同频，会产生微小的时间误差，该时间误差会造成测距时候又较大影响，影响系统对距离的判断，当前单UWB芯片会涉及到发送接受等功能或状态切换，会在芯片进行发送、接收状态切换时，消耗很多时间，目的在于提供一种共用晶振的UWB模块的精密测距系统，解决上述的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种共用晶振的UWB模块的精密测距系统，包括设置有信号收发端一和信号收发端二，所述信号收发端一与信号收发端二结构一致，信号收发端一向信号收发端二发送信号，信号收发端二进行反馈，所述信号收发端一中设置有两个及以上的UWB芯片，所述UWB芯片同时与一个共用晶振连接，通过共用晶振给予的时钟信号对各个UWB芯片的时间进行同步，每个UWB芯片单独进行接收信号或者发送信号，信号收发端一其中一个UWB芯片进行发送信号至信号收发端二，信号收发端二中的一个UWB芯片负责接收该信号，接收的同时，通过共用晶振向另一个UWB芯片提供时间，该UWB芯片发送反馈信息，将反馈信息发送至信号收发端一中负责接收的UWB芯片中，根据各个收发端的收发时间点与信号传播速度，进行收发端一与收发端二的距离测量。

目前常规的UWB芯片采用的时钟生成方式是通过一一对应的MCU控制单元和UWB芯片晶振进行控制，这样在复杂系统内，会采用若干个UWB芯片，不同的UWB芯片通过与之对应的晶振接收到的时钟信号可能会有微弱的误差，因为UWB芯片是利用无载波通讯的技术，利用的是纳秒甚至到微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，这样会要求时钟电路同步率很高，采用目前的技术，因为不同的晶振之间总会产生十分微弱的误差，但是放大在纳秒级别的时间内，误差就比较大，所以本申请文件为了解决这一技术问题，通过设置一个共用晶振产生的震荡电路，向各个UWB芯片同步发送时钟信号，因为采用的是共用晶振，即所有的UWB芯片对应用同一个晶振，减少多个晶振之间会产生的误差。本系统的工作原理为，MCU控制单元向UWB芯片发送配置数据，UWB芯片的信号收发端将配置的数据发送出去，并接收其反馈，在发送时候，UWB芯片共用晶振会产生一个时钟信号，给发出数据进行定时，在接收到反馈后，该晶振还会产生一个时钟信号，再次进行定时。UWB芯片内部设置有存储器会将两次时钟信号产生的数据进行存储，MCU控制单元与UWB芯片进行数据交换和通讯时，MCU控制单元能够调取UWB芯片内存储器的数据，通过发送时间和接收时间的时间点，利用电磁波传播速度与时间的关系能够计算距离，因为采用了共用晶振统一了时间基准，并且独立了发送接收功能，使其获取数据的精度显著提升。