CN204331785U - Uwb电子标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种UWB电子标签，包括电路单元以及用于收容该电路单元的壳体；所述电路单元包括UWB无线收发模块，所述UWB无线收发模块用于通过UWB信号与UWB基站进行通信；所述壳体包括前壳以及与该前壳相配合的后壳，所述前壳和所述后壳一道界定出用于收容所述电路单元的容置空间。本实用新型将UWB无线收发模块应用在车载单元中，采用UWB技术进行车辆定位，具有定位精度高、定位可靠等诸多优点，为停车场、路边、场站等领域的车辆智能化管理提供了有利的条件。

Description

UWB电子标签

技术领域

本实用新型涉及物联网、智能交通技术，更具体地说，涉及一种UWB电子标签。

背景技术

全球定位系统GPS是目前应用最成功的定位技术，但是对于室内近距离定位，其精度远远达不到要求。基于广泛普及的无线局域网(WLAN)的通信技术，如Zigbee、RFID、WiFi、蓝牙技术等也提供了多样的定位服务。

基于ZigBee的定位技术主要是采用接收信号强度指示(RSSI)来实现，无线定位技术综述来实现，由于单纯的使用RSSI的ZigBee定位系统精度有限，定位精度不高，一般在3～5m。

基于RFID的定位技术是通过射频识别标签(Tags)或者无线收发器来存储和非接触地发送数据来进行自动身份辨认的技术。RFID应用于定位主要分为两种方式：一种是位置感知(Location-aware)方式，另一种是基于RSSI方式。为了达到较高的精度，通常需要大量的参考点和检测天线，同时不同的环境对无线能量传播的影响是必须考虑的因素，在定位算法中还存在着不容易确定的参数。

当前比较流行的WiFi定位是IEEE802.11的一种定位解决方案。目前，它应用于小范围的室内定位，成本较低，但WiFi收发器只能覆盖半径90m以内的地理区域，且很容易受到其他信号干扰，从而影响定位精度，并不十分可靠，而且定位器的能耗较高。蓝牙技术应用于定位，与WiFi有很多相似之处，主要应用于小范围定位，例如单层大厅或仓库；同样有定位误差不稳定，受噪声信号干扰大的缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种UWB电子标签。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：提供一种UWB电子标签，包括电路单元以及用于收容该电路单元的壳体；所述电路单元包括UWB无线收发模块，所述UWB无线收发模块通过UWB信号与UWB基站进行通信，以实现车辆定位或车辆测距；所述壳体包括前壳以及与该前壳相配合的后壳，所述前壳和所述后壳一道界定出用于收容所述电路单元的容置空间。

优选地，所述电路单元还包括MCU模块，所述MCU模块与所述UWB无线收发模块电性连接。

优选地，所述电路单元还包括与所述MCU模块电性连接的防拆模块、和/或与所述MCU模块电性连接的无线激活模块、和/或与所述MCU模块电性连接的读卡模块。

优选地，所述防拆模块包括与所述MCU模块电性连接防拆开关以及与该防拆开关相配合的防拆杆，所述后壳形成有供所述防拆杆穿置的收容孔。

优选地，所述UWB无线收发模块包括型号为DW1000的UWB芯片及其外围电路。

该UWB电子标签还包括用于将该壳体粘贴到车辆上的粘贴元件，所述粘贴元件设置在所述后壳的外表面，并包括一个供所述防拆杆穿过的通孔。

优选地，所述电路单元还包括用于给该电路单元供电的电源模块以及与所述电源模块电性连接的电池供电模块和/或太阳能电池供电模块；所述壳体上形成有供所述太阳能电池模块安装的收容槽，所述收容槽的尺寸与所述太阳能电池模块的尺寸相适配。

优选地，所述电池供电模块包括铁锂电池或锂镍电池。

优选地，所述后壳的底壁上的两个相对的位置上分别立设一对支撑柱、和/或所述底壁上的另两相对的位置上还分别设置一对限位柱；所述一对支撑柱供所述电路单元的电路板固定于其上，所述一对限位柱用以对电路板进行限位。

该UWB电子标签为车载式电子标签或前装式电子标签。

本实用新型的有益效果：本实用新型将UWB无线收发模块应用在车载单元中，采用UWB技术进行车辆定位或车辆测距，具有定位精度高、定位可靠等诸多优点，为停车场、路边、场站等领域的车辆智能化管理或车辆的安全性保障提供了有利的条件。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中的UWB电子标签的立体结构示意图；

图2是图1所示UWB电子标签的立体分解结构示意图；

图3是图1所示UWB电子标签的电路单元的原理框图；

图4是本实用新型另一些实施例中的UWB电子标签的立体结构示意图；

图5是图4所示UWB电子标签的立体分解结构示意图；

图6是图4所示UWB电子标签的电路单元的原理框图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本实用新型做进一步详细说明。

UWB(Ultra Wideband，超宽带)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。美国联邦通信委员会(FCC，Federalcommunications commission)对UWB的定义是：带宽大于500MHz，或相对带宽大于20％的无线电技术。从频域来看，UWB与传统的窄带和宽带不同，它的频带更宽。通常窄带是指相对带宽小于1％，宽带指的相对带宽在1％到25％之间，而相对带宽大于25％，而且中心频率大于500MHz的无线电技术，称为UWB。

图1及图2示出了本实用新型一些实施例中的UWB电子标签1，该UWB电子标签1可以应用于UWB定位系统中，通过UWB无线通讯技术与UWB基站配合，实现车辆的定位或标识。

如图所示，该车在UWB电子标签1可包括壳体10以及安装于该壳体10中的电路单元20。UWB电子标签1在一些实施例中还可以包括粘接元件30，该粘接元件30贴合在后壳12的底壁外表面上，用于将壳体10粘贴诸如车辆挡风玻璃等容易吸收太阳光的位置上。粘贴元件30设置在后壳12的外表面，并包括一个供防拆杆241穿过的通孔31。

壳体10在一些实施例中可包括前壳11以及与前壳11相配合的后壳12，前壳11和后壳12一道界定出一个收容电路单元20的容置空间。前壳11在一些实施例中可大致呈碗状，并通过开口周缘部位与后壳12结合在一起，该结合的方式可以是粘接、卡接等常规的结合方式。可以理解地，在一些实施例中，该前壳11和该后壳12可以采用塑料材料制成，并可以通过注塑的方式一体成型。

后壳12在一些实施例也可呈碗状，并以开口周缘部位与前壳11的开口周缘部位连接在一起。在一些实施例中，后壳12的底壁上开设有贯通的太阳能电池收容槽120和贯通的防拆杆收容孔122，以分别供电路单元20的太阳能电池模块27和防拆模块24的防拆杆241穿置于其中，其中，收容槽120的尺寸与太阳能电池模块27的尺寸相适配，以便能够充分吸收外界的太阳能。后壳12的底壁上的两个相对的位置上还可分别立设一对支撑柱124、126，以便通过螺丝等部件将电路单元20的电路板固定于其上。后壳12的底壁上的另两相对的位置上还可分别设置两限位柱125、127，该两限位柱125、127用于对电路板进行限位。

一同参阅图3，电路单元20在一些实施例中可包括MCU模块21、433M无线激活模块22、UWB无线收发模块23、防拆模块24、电源模块25、电池供电模块26、太阳能电池供电模块27。433M无线激活模块22、UWB无线收发模块23及防拆模块24分别与MCU模块21相连接。可以理解地，在一些实施例中，该MCU模块21也可以省略。在电路单元20中，各模块的主要功能如下：

(1)MCU模块21：主要由单片机及其外围电路构成，主要用于控制433M无线激活模块22和UWB无线收发模块23，亦即通过单片机I/O口控制433M无线激活模块22和UWB无线收发模块23；

(2)433M无线激活模块22：由无线通讯芯片及其外围电路构成，具有433M频段无线收和发的功能，主要用于激活和关闭UWB无线收发模块22的功能，从而激活和关闭电子标签1；可以理解地，在一些实施例中，也可以用诸如5.8G等其他频段的无线通讯装置来实现无线激活功能；

(3)UWB无线收发模块23：由Decawave公司的DW1000芯片及其外围电路构成，具有6.5GHz频段超宽带UWB信号收和发的功能，用于和UWB从基站进行通信，以实现定位功能，或车辆与车辆之间的测距(防止车辆相碰撞)等功能；可以理解地，超宽带UWB信号也不局限于6.5GHz；

(4)电源模块25：主要用于电压装换，给MCU模块21、433M无线激活模块22、UWB无线收发模块23、防拆模块24供电，保证系统各模块正常工作；

(5)电池供电模块26：优选用铁锂电池、锂镍电池供电，主要用来给整个电路单元20的供电，通常电子标签1的寿命依赖于电池的容量；

(6)防拆模块24：完成电子标签1的防拆功能，电子标签1一旦被拆，整个电子标签1失效，无法进行工作，需要重新到发行机构进行重新发行才能工作；防拆模块24在一些实施例中可包括与MCU模块21电性连接的防拆开关以及与该防拆开关相配合的防拆杆241；

(7)太阳能电池供电模块27：太阳能电池具有储存太阳能的作用，当电子标签1电池用完时，还可继续给电子标签1供电，使电子标签1继续工作。

下面结合工作原理对本实用新型做进一步说明。

电子标签1不工作时，则处于休眠状态，进入省电模式。当电子标签1工作时，需要433M无线激活模块22对其进行激活，使电子标签1从休眠模式进入工作模式。电子标签1进入工作模式后，启动UWB无线收发模块23工作，向空间以固定频次发送6.5GHz UWB信号。当电子标签1工作任务结束后，再次通过433M无线激活模块22关闭UWB无线收发模块23，使得电子标签1重新进入休眠模式。

该UWB电子标签1在图示的实施例中为车载式电子标签，即其生产与车辆的生产是相互独立，用户通常是购买过来后再加装到车辆的挡风玻璃等位置。需要说明的是，该UWB电子标签1并不局限于车载式电子标签，其也可以为前装式电子标签，也即，其也可以作为车辆的配件，在车辆或车辆配件生产过程中组装进去，如同GPS导航设备一样，方便车主对标签的控制和使用。例如，在生产汽车后视镜的时候，将上述电路单元20安装到后视镜内，通过接口连接到汽车电子控制设备。

应用上述UWB电子标签1实现车辆定位时，可包括如下步骤：

(1)车辆进入停车区域后所载UWB电子标签1发射无线定位信号，停车区域内的UWB基站(未图示)接收该信号，并将接收到该信号的时间信息发送到控制单元；

(2)各UWB基站之间通过主基站发送的时钟同步信号实时进行定位信道上的无线时钟同步；以及

(3)至少三个UWB基站通过接收该UWB电子标签1返回的信号，生成接收时间，并将该接收时间发送至控制单元，控制单元通过算法计算车辆所在位置的坐标点。

图4及图5示出了本实用新型另一些实施例中的UWB电子标签1a，该车在UWB电子标签1a可包括壳体10a以及安装于该壳体10a中的电路单元20a。UWB电子标签1a在一些实施例中还可以包括粘接元件30a，该粘接元件30a贴合在后壳12a的底壁外表面上，用于将壳体10a粘贴诸如车辆挡风玻璃等容易吸收太阳光的位置上。

壳体10a在一些实施例中可包括前壳11a以及与前壳11a相配合的后壳12a，前壳11a和后壳12a一道界定出一个收容电路单元20a的容置空间。前壳11a在一些实施例中可大致呈内凹的板状，并通过开口周缘部位与后壳12a结合在一起，该结合的方式可以是粘接、卡接等常规的结合方式。

后壳12a在一些实施例也可呈矩形盒状，并以开口周缘部位与前壳11a的开口周缘部位连接在一起。在一些实施例中，后壳12a的底壁上开设有贯通的太阳能电池收容槽120a和贯通的防拆杆收容孔122a，以分别供电路单元20a的太阳能电池模块27a和防拆模块24a的防拆杆241a穿置于其中，其中，收容槽120a的尺寸与太阳能电池模块27a的尺寸相适配，以便能够充分吸收外界的太阳能。

一同参阅图6，电路单元20a在一些实施例中可包括MCU模块21a、无线激活模块22a、UWB无线收发模块23a、防拆模块24a、电源模块25a、电池供电模块26a、太阳能电池供电模块27a以及13.56M读卡模块28a。433M无线激活模块22a、UWB无线收发模块23a及防拆模块24a分别与MCU模块21a相连接。MCU模块21a、无线激活模块22a、UWB无线收发模块23a、防拆模块24a、电源模块25a、电池供电模块26a以及太阳能电池供电模块27a与上文所述的电子标签1的电路单元20的对应元件的功能基本相同。电路单元20a的主要区别在于增加了13.56M读卡模块28a，该13.56M读卡模块28a可用于读取插卡信息，并根据插卡信息激活电子标签1a。换句话说，电子标签1a除了通过无线激活模块22a实现激活以外，还可以通过卡片2进行激活。可以理解地，13.56M读卡模块28a也可以被替换为其他频段的读卡模块。可以理解地，在一些实施例中，无线激活模块22a、防拆模块24a以及13.56M读卡模块28a三者可以不必全部都具备，只要具备其中一个或两个即可。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种UWB电子标签，其特征在于，包括电路单元以及用于收容该电路单元的壳体；所述电路单元包括UWB无线收发模块，所述UWB无线收发模块用于通过UWB信号与UWB基站进行通信；所述壳体包括前壳以及与该前壳相配合的后壳，所述前壳和所述后壳一道界定出用于收容所述电路单元的容置空间。

2.根据权利要求1所述的UWB电子标签，其特征在于，所述电路单元还包括MCU模块，所述MCU模块与所述UWB无线收发模块电性连接。

3.根据权利要求2所述的UWB电子标签，其特征在于，所述电路单元还包括与所述MCU模块电性连接的防拆模块、和/或与所述MCU模块电性连接的无线激活模块、和/或与所述MCU模块电性连接的读卡模块。

4.根据权利要求3所述的UWB电子标签，其特征在于，所述防拆模块包括与所述MCU模块电性连接防拆开关以及与该防拆开关相配合的防拆杆，所述后壳形成有供所述防拆杆穿置的收容孔。

5.根据权利要求4所述的UWB电子标签，其特征在于，该UWB电子标签还包括用于将该壳体粘贴到车辆上的粘贴元件，所述粘贴元件设置在所述后壳的外表面，并包括一个供所述防拆杆穿过的通孔。

6.根据权利要求1至5任一项所述的UWB电子标签，其特征在于，所述UWB无线收发模块包括型号为DW1000的UWB芯片及其外围电路。

7.根据权利要求1至5任一项所述的UWB电子标签，其特征在于，所述电路单元还包括用于给该电路单元供电的电源模块以及与所述电源模块电性连接的电池供电模块和/或太阳能电池供电模块；所述壳体上形成有供所述太阳能电池模块安装的收容槽，所述收容槽的尺寸与所述太阳能电池模块的尺寸相适配。

8.根据权利要求7所述的UWB电子标签，其特征在于，所述电池供电模块包括铁锂电池或锂镍电池。

9.根据权利要求1至5任一项所述的UWB电子标签，其特征在于，所述后壳的底壁上的两个相对的位置上分别立设一对支撑柱、和/或所述底壁上的另两相对的位置上还分别设置一对限位柱；所述一对支撑柱供所述电路单元的电路板固定于其上，所述一对限位柱用以对电路板进行限位。

10.根据权利要求1至5任一项所述的UWB电子标签，其特征在于，该UWB电子标签为车载式电子标签或前装式电子标签。