[实用新型]一种基于UWB单基站的室内定位系统

说明书

本实用新型公开了一种基于UWB单基站的室内定位系统，包括设置在待定位目标上的定位模块和位于室内任意位置的有线同步基站。有线同步基站包括处理芯片、若干UWB天线和与UWB天线对应设置的UWB接收模块，UWB天线用于接收定位模块发送的UWB脉冲信号并将UWB脉冲信号传输至对应的UWB接收模块，处理芯片包括时钟同步模块和定位引擎模块，UWB接收模块接收到UWB脉冲信号后将接收时间上传至定位引擎模块，时钟同步模块通过同步引脚与UWB接收模块连接，时钟同步模块将同步信号传输至UWB接收模块以完成UWB接收模块的时钟同步。能够快速在小区域室内区域部署，在小区域内保证精度的同时只需一个有线同步定位基站。

技术领域

本实用新型涉及产品定位技术领域，尤其涉及一种基于UWB单基站的室内定位系统。

背景技术

近年来，出现多种用于局部和室内定位的系统和算法。目前比较常用的局部定位方法有基于接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)的定位方法基于到达角(Arrival of Angle,AoA)的定位方法，基于到达时间(Time Of Arrive,TOA)的定位方法和基于到达时间差(Time Differential Of Arrive,TDOA) 的定位方法。基于接收信号强度的定位方法的优势在于硬件的低成本，因为绝大多数的建筑物里面装有无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)，然而基于信号强度的定位精度较低，同时容易受到周围环境的干扰。

针对室内定位功能需求，无线定位方式从不同角度弥补了上述不足之处。目前的无线定位技术包括WIFI、RFID和蓝牙等，但这几种定位方式的精度均为米级水平，限制了这些技术在室内环境中的应用。

UWB(Ultra Wide Band)技术是一种利用亚纳秒级超窄脉冲的无载波通信技术，相对于上述无线定位技术UWB技术具有通信距离远、高数据传输速率、抗干扰能力强、功耗小等优势，在实际应用中能控制误差在30cm内，相对其他定位技术使用UWB技术可以获得更高的定位精度和稳定性。现有的UWB技术在室内定位多区域应用中需要部署大量基站，若采用绝对距离二维定位的TWR或TOF 定位方法需要至少三个基站，若采用相对距离二维定位的TDOA定位方法至少需要四个基站；不利于快速部署，同时不利于在小区域例如隔间较多的办公区部署。如何提供一种简单高效的室内定位系统，成为有待解决的问题。

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于UWB单基站的室内定位系统，能够快速在小区域室内区域部署，在保障10*10m区域内平均30cm 精度的情况下只需一个有线同步定位基站。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于UWB单基站的室内定位系统，包括设置在待定位目标上的定位模块和位于室内任意位置的有线同步基站，其特征在于：所述有线同步基站包括处理芯片、若干UWB天线和与UWB天线对应设置的UWB接收模块，所述UWB天线用于接收定位模块发送的UWB脉冲信号并将UWB脉冲信号传输至对应的UWB接收模块，所述处理芯片包括时钟同步模块和定位引擎模块，所述UWB接收模块接收到UWB脉冲信号后将接收时间上传至定位引擎模块，所述时钟同步模块通过同步引脚与UWB接收模块连接，所述时钟同步模块将同步信号传输至UWB接收模块以完成UWB接收模块的时钟同步。

本实用新型的有益效果在于：一个有线同步基站上设置有多个UWB天线和与UWB天线对应设置的UWB接收模块，时钟同步模块通过同步引脚将时钟同步信号传输至UWB接收模块，确保多个UWB接收模块的同步，多个UWB接收模块在接收到无线电信号后将接收时间上传至定位引擎模块，定位引擎模块计算出定位模块的位置信息。时钟同步模块作用下UWB接收模块实现同步，保障10*10m 区域内平均30cm精度的情况下只需一个有线同步定位基站。

进一步来说，所述UWB接收模块通过SPI接口线与所述处理芯片连通。