CN108594173A - 一种实现uwb的超宽带室内定位系统的设计方法 - Google Patents

一种实现uwb的超宽带室内定位系统的设计方法 Download PDF

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
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Abstract

一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，所述该方法利用YS‑IPS软件实现Anchor的位置设定，Anchor固定点接收Tag标签发出的脉冲信号，Anchor固定点可设置0～4个；所述每个Anchor固定点与Tag的距离d组成一个球半径；进一步的，所述Coordinator服务器设置一个；所述Anchor固定点设置一个，可计算0维空间Tag标签的位置；所述Anchor固定点设置二个，可计算一维空间Tag标签的位置；所述Anchor固定点设置三个，可计算二维空间Tag标签的位置；所述Anchor固定点设置四个，可计算三维空间Tag标签的位置；保密性好，精度高，抗干扰性强，功率低，省电，可定位0～3维空间的Tag标签的位置。

Description

一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法
技术领域
本发明涉及超宽带室内定位系统技术领域，尤其是一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法。
背景技术
UWB(UltraWideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率，其电磁波辐射对人体的影响也会很小，应用面就广，与蓝牙和WI-FI等带宽相对较窄的传统无线系统不同，UWB能在宽频上发送一系列非常窄的低功率脉冲，而常用的蓝牙和WI-FI局限性比较大，蓝牙传输距离短，蓝牙和Wi-Fi技术通过测量发射信号的强度变化来计算距离,容易受空气流动等影响，因而定位不准确，抗干扰能力弱，精度低，因而需要一种精度高，抗干扰能力强的定位系统的设计方法以解决目前面临的问题。
本发明就是为了解决以上问题而进行的改进。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种保密性好，精度高，抗干扰性强，功率低，省电，可实现多种空间定位的一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，所述该方法利用YS-IPS(YouSheng-Indoor Positioning System)软件实现Anchor的位置设定，Anchor固定点接收Tag标签发出的脉冲信号，Anchor固定点可设置0～4个，其实施步骤为：
(1)在YS-IPS软件中设置原点位置；
(2)以原点位置为基准点，测量每个Anchor固定点与原点的距离；
(3)在YS-IPS中输入每个Anchor固定点与原点的距离；
(4)Tag标签发出的脉冲信号被Anchor固定点接收并传送给Coordinator服务器；
(5)Coordinator服务器计算Anchor与Tag的距离d；
所述每个Anchor固定点与Coordinator服务器之间无遮挡；
所述每个Anchor固定点与Tag的距离d组成一个球半径；
所述每个Anchor固定点与Tag之间无遮挡；
进一步的，所述Coordinator服务器设置一个；
更进一步的，所述Anchor固定点设置一个，可计算0维空间Tag标签的位置；
具体的，所述Anchor固定点设置二个，可计算一维空间Tag标签的位置；
其中，所述Anchor固定点设置三个，可计算二维空间Tag标签的位置；
所述Anchor固定点设置四个，可计算三维空间Tag标签的位置；
所述步骤(2)中使用测距仪测量每个Anchor固定点与原点的距离；
所述距离d＝c*(t-ta)，其中c＝3*108m/s，t为Anchor固定点接收Tag标签的时间，ta是Anchor内部处理Tag标签数据使用的时间，t精确到ns级；
所述YS-IPS(YouSheng-Indoor Positioning System)是虚拟实时室内定位系统，是基于DeaWAVE实时定位系统(RTLS)芯片组的UWB设备，该装置将ARM处理器、UWB收发器和MEMS集成到一个电路板中，它提供了具有精确的室内和室外定位系统的解决方案。
工作原理为：每个Anchor固定点与Tag的距离d组成一个圆半径，几个圆相交的一点就是Tag的位置。
本发明的优点在于：保密性好，精度高，抗干扰性强，功率低，省电，可定位0～3维空间的Tag标签的位置。
附图说明
图1是本发明提出的一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法中Tag标签位置确定示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
参照图1所示，该一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，所述该方法利用YS-IPS(YouSheng-Indoor Positioning System)软件实现Anchor的位置设定，Anchor固定点接收Tag标签发出的脉冲信号，Anchor固定点可设置0～4个，其实施步骤为：
(1)在YS-IPS软件中设置原点位置；
(2)以原点位置为基准点，测量每个Anchor固定点与原点的距离；
(3)在YS-IPS中输入每个Anchor固定点与原点的距离；
(4)Tag标签发出的脉冲信号被Anchor固定点接收并传送给Coordinator服务器；
(5)Coordinator服务器计算Anchor与Tag的距离d；
所述每个Anchor固定点与Coordinator服务器之间无遮挡；
所述每个Anchor固定点与Tag的距离d组成一个球半径；
所述每个Anchor固定点与Tag之间无遮挡；
进一步的，所述Coordinator服务器设置一个；
更进一步的，所述Anchor固定点设置一个，可计算0维空间Tag标签的位置；
具体的，所述Anchor固定点设置二个，可计算一维空间Tag标签的位置；
其中，所述Anchor固定点设置三个，可计算二维空间Tag标签的位置；
所述Anchor固定点设置四个，可计算三维空间Tag标签的位置；
所述步骤(2)中使用测距仪测量每个Anchor固定点与原点的距离；
所述距离d＝c*(t-ta)，其中c＝3*108m/s，t为Anchor固定点接收Tag标签的时间，ta是Anchor内部处理Tag标签数据使用的时间，t精确到ns级；
所述YS-IPS(YouSheng-Indoor Positioning System)是虚拟实时室内定位系统，是基于DeaWAVE实时定位系统(RTLS)芯片组的UWB设备，该装置将ARM处理器、UWB收发器和MEMS集成到一个电路板中，它提供了具有精确的室内和室外定位系统的解决方案。
每个Anchor固定点与Tag的距离d组成一个圆半径，几个圆相交的一点就是Tag的位置。
保密性好，精度高，抗干扰性强，功率低，省电，可定位0～3维空间的Tag标签的位置。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，其特征在于：
所述该方法利用YS-IPS软件实现Anchor的位置设定，Anchor固定点接收Tag标签发出的脉冲信号，Anchor固定点可设置0～4个，其实施步骤为：
(1)在YS-IPS软件中设置原点位置；
(2)以原点位置为基准点，测量每个Anchor固定点与原点的距离；
(3)在YS-IPS中输入每个Anchor固定点与原点的距离；
(4)Tag标签发出的脉冲信号被Anchor固定点接收并传送给Coordinator服务器；
(5)Coordinator服务器计算Anchor与Tag的距离d；
所述每个Anchor固定点与Coordinator服务器之间无遮挡；
所述每个Anchor固定点与Tag之间无遮挡；
所述每个Anchor固定点与Tag的距离d组成一个球半径。
2.如权利要求1所述的一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，其特征在于，所述Coordinator服务器设置一个。
3.如权利要求1或2所述的一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，其特征在于，所述Anchor固定点设置一个，可计算0维空间Tag标签的位置。
4.如权利要求1或2所述的一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，其特征在于，所述Anchor固定点设置二个，可计算一维空间Tag标签的位置。
5.如权利要求1或2所述的一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，其特征在于，所述Anchor固定点设置三个，可计算二维空间Tag标签的位置。
6.如权利要求1或2所述的一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，其特征在于，所述Anchor固定点设置四个，可计算三维空间Tag标签的位置。
7.如权利要求1所述的一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中使用测距仪测量每个Anchor固定点与原点的距离。
8.如权利要求1所述的一种实现UWB的超宽带室内定位系统的设计方法，其特征在于，所述距离d＝c*(t-ta)，其中c＝3*108m/s，t为Anchor固定点接收Tag标签的时间，ta是Anchor内部处理Tag标签数据使用的时间，t精确到ns级。
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