[发明专利]一种基于UWB和ZigBee的低功耗定位标签及定位系统

说明书

本发明公开了一种基于UWB和ZigBee的低功耗定位标签及定位系统，其中低功耗定位标签包括电源模块、UWB定位模块、微控制器，UWB定位模块和微控制器的电源端均与电源模块的输出端电连接，微控制器与UWB定位模块相连，UWB定位模块用于将UWB测距信息发送至微控制器，微控制器用于根据测距信息计算出定位信息；还包括ZigBee无线通信模块，ZigBee无线通信模块的电源端与电源模块的输出端电连接，微控制器与ZigBee无线通信模块相连。本发明将ZigBee无线通信模块集成在定位标签中，可以实现大量定位标签的自组网及多功能应用，并能够实现远程控制；可通过周期性的休眠与唤醒操作使定位标签具备低功耗、待机时间长的特点，能够保证长期使用；抗干扰效果好，系统复杂度低、定位精度高。

技术领域

本发明属于定位技术领域，特别涉及一种基于UWB和ZigBee的低功耗定位标签及定位系统。

背景技术

室内定位在城市化建设的步伐中愈发凸显其重要性，这是由于在城市化的进程中，人们的日常交际、购物、办公及各种社会活动多发生在室内场景中，人们对于基于位置的定位服务也从室外延伸到了室内。

由于传统卫星导航定位方式会受到建筑物、结构复杂的城市环境及障碍物遮挡，无法实现在室内环境中的有效定位，进而无法满足人们对室内位置定位服务的需求。因此，室内定位技术成为时下里热门的研究领域，并成为学术界与产业界的研发重点。

目前常见的室内定位技术有：Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、RFID及UWB(Ultra WideBand，超宽带)技术，Wi-Fi定位精度低、易受其他信号干扰，蓝牙定位范围小、精度低、稳定性差，ZigBee定位衍射能力弱定位精度低，RFID定位范围小、不便于整合到移动设备中，这些技术均存在其固有缺陷。

UWB定位技术因其具有的极宽的带宽、高数据速率、低发射功率，基于UWB的定位标签通常由需要定位的人员或物资携带或安置，其通常由UWB定位模块、微控制器、通信模块(为4G或WIFI通信模块)组成，利用通信模块接收来自远程上位机的工作指令并将工作指令发送至微控制器，微控制器控制UWB定位模块工作，UWB定位模块通过接收来自UWB基站的UWB测距信息并将该UWB测距信息发送至微控制器，微控制器用于根据所述UWB测距信息计算出UWB定位信息，最终微控制器通过通信模块将UWB定位信息发送至上位机，进而确定所需定位的人员或物资位置。

现有技术中，利用4G或WIFI通信模块与远程上位机进行通讯，也不利于自组网和实现远程控制，且抗干扰性差。此外，由于UWB定位模块始终处于工作状态，因而其功耗较大、待机时间较短。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种基于UWB和ZigBee的低功耗定位标签及定位系统，便于自组网和实现远程控制，抗干扰效果好，功耗低、待机时间长。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于UWB和ZigBee的低功耗定位标签，包括电源模块、UWB定位模块、微控制器，UWB定位模块和微控制器的电源端均与电源模块的输出端电连接，微控制器与UWB定位模块相连，UWB定位模块用于将UWB测距信息发送至微控制器，微控制器用于根据所述UWB测距信息计算出UWB定位信息；其特点是还包括ZigBee无线通信模块，ZigBee无线通信模块的电源端与电源模块的输出端电连接，微控制器与ZigBee无线通信模块相连。

进一步地，所述微控制器用于根据来自ZigBee无线通信模块的指令控制UWB定位模块处于工作状态或休眠状态，所述ZigBee无线通信模块用于接收来自远程上位机的工作指令或休眠指令。

进一步地，所述微控制器用于设置UWB定位模块的休眠时间。

进一步地，所述微控制器可定时休眠与定时唤醒。

进一步地，微控制器还用于根据来自ZigBee无线通信模块的中断唤醒指令切换至工作状态。