[发明专利]一种基于UWB技术的配网方法

权利要求书

1.一种基于UWB技术的配网方法，其特征在于：所述基于UWB技术的配网方法包括以下步骤：

S1:用户使用具有UWB芯片的手机打开APP并进入找队友模式，然后手机指向已配网的智能设备后，手机UWB芯片会发送找队友信号给到已配网的智能设备的UWB模块;

S2:已配网设备收到找队友信号后WIFI模组进入STA+AP模式并回复APP设备已进入找队友模式，通知手机APP等待进行下一步;

S3:手机APP收到等待下一步后，将手机指向未配网的智能设备，手机UWB芯片会发送配网信号给到未配网的智能设备的UWB模块，未配网设备收到配网信号后WIFI模组进入AP模式；

S4:未配网设备扫描已配网设备的AP并接入；

S5:已配网的设备在收到找队友信号后会每隔3秒广播一次IP和端口号，未配网的设备收到配网信号后会扫描已配网设备的AP并接入，从而建立AP连接；

S6:未配网设备接入AP后单播设备信息，已配网设备收到这些设备信息后透传到云端，APP显示设备品类；

S7:用户再点击未配网设备，手机发送WIFI配置给未配网设备，未配网设备收到WIFI配置信息后连接家庭路由器和云端；

S8:新设备发现绑定流程，APP显示新设备，流程结束；

所述步骤S1中，通过多个天线或者说多个模块，让手机和多个UWB模块测距就可以获得手机和这多个模块的距离从而通过算法反算出手机和模块的角度，也就是手机和智能设备的角度，这样我们就可以知道手机想要控制哪个智能设备了；而使用阵列天线的排列方式可以实现厘米级定位和±3°的角度测量精度；

所述步骤S2中，模组STA模式与云端保持连接；之后设备已进入找队友模式WIFI模组进入STA+AP模式；STA模式保持与云端连接； AP 模式每3秒广播IP和端口；

所述步骤S1中的UWB芯片在UWB发射模块方面，采用0.18μmCMOS工艺实现全集成UWB发射芯片；通过一个E类功放和一个A类功放相级联，对输出脉冲进行整形以符合FCCERIP要求，通过开关脉冲信号控制A类功放仅在发射脉冲信号的时间内导通，从而有效的降低了芯片功耗；利用高斯单脉冲作为信号传输载体，利用二选一数据选择器来实现信号的PPM调制；实现了全数字集成的脉冲产生和调制单元；再通过驱动放大器滤波以得到符合要求的UWB信号；通过在脉冲产生器中引入可控延迟单元，实现了全集成可调脉宽波形发射模块；结果显示，能产生峰值电压0.3~0.6V、脉宽140~350ps的高斯单脉冲；利用小波合成技术，采用0.18μmCMOS工艺实现高斯5阶脉冲波形的生成；在此基础上，加入数字控制单元控制5阶脉冲波形的相位和幅值；从而实现BPSK调制、发射功率可控的UWB脉冲产生器；从脉冲信号PSD定义出发，推导出系统主要参数，采用5阶切比雪夫滤波器对输出脉冲整形，得到高频谱利用率的UWB信号波形。

2.如权利要求1所述的一种基于UWB技术的配网方法，其特征在于：所述步骤S1中的UWB芯片在接收机设计方面，采用0.18μmCMOS工艺实现自相关（coherent）结构接收机，通过将接收信号与本地模版信号在混频器中进行相关操作；再对相关值进行数字采样，从而还原原始数据；测试结果显示，在480Mbps传输速率下，峰值功耗仅99mW；给出了采用90nmCMOS工艺实现的工作在3~5GHz频段、适用于PPM调制信号接收的非相干（non-coherent）接收机；使用0.13μmCMOS工艺实现DC（thedirectconversion）结构接收机，通过使用32位D-Latch锁定在不同相位上对输入信号采样，从而提高ADC的实际采样率；详细对比分析了几种常见接收机结构的性能，给出了在功耗限定条件下最佳接收机结构模型，采用0.18μmCMOS工艺实现QAC接收机，在20Mpuses的脉冲重复速率下功耗仅为16mW。