CN205092976U - 用于uwb定位系统的数据监听设备和数据分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于UWB定位系统的数据监听设备，包括依次连接的天线，射频接收模块12和通讯接口模块13，还包括分别和所述射频接收模块12，所述通讯接口模块13相连的数据控制模块14，其中所述天线用于接收UWB信号；所述射频接收模块12用于将基带信号从UWB信号中解调出来；所述数据控制模块14用于将射频模块输出的基带信号转换为适合传输的数字信号；所述通讯接口模块13用于将所述数字信号传输到用于分析所述数字信号的处理装置2。数据监听设备通过监听UWB定位基站和UWB定位标签信息交互的UWB信号，分析处理UWB定位系统的运行性能，帮助调试和维护文员迅速定位并解决问题。

Description

用于UWB定位系统的数据监听设备和数据分析系统

技术领域

本实用新型涉及交通领域，尤其涉及一种用于UWB定位系统的数据监听设备和UWB数据分析系统。

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。

UWB定位技术属于无线定位技术的一种。无线定位技术是指用来判定移动用户位置的测量方法和计算方法，即定位算法。TDOA技术是目前最为流行的一种方案，UWB定位采用的也是这种技术。

在UWB定位系统的建设过程中,由于UWB定位基站和UWB定位标签之间信息交互的非透明性,使得对UWB定位基站和UWB定位标签之间信息交互、信号波形时序监测分析变得异常困难。特别是UWB定位基站和UWB定位标签之间信息交互失败的时候,由于很多时候问题无法重现或者即使可以重现也无法获知信息交互、信号波形时序,调试人员往往因找不到导致失败的原因而无法解决问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于UWB定位系统的数据监听设备，以解决现有技术中无法确定失败原因的问题，其具体方案如下：

一种用于UWB定位系统的数据监听设备，包括依次连接的天线，射频接收模块12和通讯接口模块13，还包括分别和所述射频接收模块12，通讯接口模块13相连的数据控制模块14，其中，

所述天线用于接收UWB信号；

所述射频接收模块12用于将基带信号从UWB信号中解调出来；

所述数据控制模块14用于将射频接收模块12输出的基带信号转换为适合传输的数字信号；

所述通讯接口模块13用于将所述数字信号传输到用于分析所述数字信号的处理装置2或接收所述处理装置2的控制命令。

进一步的，所述射频接收模块12包括第一放大器121、第一接收器123和第二接收器124，其中第一放大器121的输入端和所述天线相连，第一放大器121的输出端分别和第一接收器123、第二接收器124相连，其中所述第一接收器123用于从UWB定位基站发射的UWB信号中解调出基带信号，第二接收器124用于从UWB定位标签发射的UWB信号中解调出基带信号。

进一步的，所述第一放大器121的输出端和第二接收器124之间还串联有第二放大器122。

进一步的，所述第一接收器123和第二接收器124采用I2C接口同所述数据控制模块14或所述通讯接口模块13相连。

进一步的，所述数据控制模块14包括模数转换模块141，所述模数转换模块141用于将所述基带信号转换为数字信号，所述数据控制模块14还包括时序控制模块142，所述时序控制模块142用于提供数据传输控制时序。

进一步的，所述时序控制模块142为一CPLD芯片。

进一步的，所述通讯接口模块13包括USB2.0组件和先进先出FIFO存储器，所述FIFO存储器用于接收所述数字信号并在需要时通过所述USB2.0组件将所述数字信号传输到用于分析所述数字信号的处理装置2。

另一方面，本申请还提供了一种UWB数据分析系统，包括如上所述的数据监听设备，和所述监听设备通讯接口模块13相连的处理装置2，所述处理装置2用于对输入的数字信号进行分析。

从上述技术方案可以看出，本申请公开的用于UWB定位系统的数据监听设备，包括依次连接的天线，射频接收模块12和通讯接口模块13，还包括分别和所述射频接收模块12，通讯接口模块13相连的数据控制模块14，其中，所述天线用于接收UWB信号；所述射频接收模块12用于将基带信号从UWB信号中解调出来；所述数据控制模块14用于将射频接收模块12输出的基带信号转换为适合传输的数字信号；所述通讯接口模块13用于将所述数字信号传输到用于分析所述数字信号的处理装置2。数据监听设备利用UWB解码技术完成对UWB定位标签与UWB定位基站之间交互信息的采集，通过与之相连的处理装置2处理分析获知UWB定位标签与UWB定位基站交互信息，方便调试与维护人员携带使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种用于UWB定位系统的数据监听设备结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的一种射频接收模块12的结构示意图；

图3为本实用新型实施例公开的一种数据控制模块14的结构示意图；

图4为本实用新型实施例公开的一种UWB数据分析系统的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种用于UWB定位系统的数据监听设备，包括依次连接的天线，射频接收模块12和通讯接口模块13，还包括分别和所述射频接收模块12，通讯接口模块13相连的数据控制模块14，其中，

所述天线用于接收UWB信号；

所述射频接收模块12用于将基带信号从UWB信号中解调出来；

所述数据控制模块14用于将射频接收模块12输出的基带信号转换为适合传输的数字信号；

所述通讯接口模块13用于将所述数字信号传输到用于分析所述数字信号的处理装置2或接收所述处理装置2的控制命令。

其中所述射频接收模块12满足IEEE802.15.4-2011UWB标准，数据监听设备利用UWB解码技术完成对UWB定位标签与UWB定位基站之间交互信息的采集，通过与之相连的处理装置2处理分析获知UWB定位标签与UWB定位基站交互信息，方便调试与维护人员携带使用。

在另一个实施例中，所述射频接收模块12包括第一放大器121、第一接收器123和第二接收器124，其中第一放大器121的输入端和所述天线相连，第一放大器121的输出端分别和第一接收器123、第二接收器124相连，其中所述第一接收器123用于从UWB定位基站发射的UWB信号中解调出基带信号，第二接收器124用于从UWB定位标签发射的UWB信号中解调出基带信号。所述第一接收器123和第二接收器124采用I2C接口同所述数据控制模块14或所述通讯接口模块13相连。

所述第一放大器121的输出端和第二接收器124之间还串联有第二放大器122。

可以理解的，第一接收器123和第二接收器124分别用于解析不同的UWB信号，其中UWB定位基站的信号强度明显强于体积受限的UWB定位标签所发出的信号强度，所以为了得到更准确的UWB定位标签，在从UWB定位标签发射的UWB信号中解调出基带信号的第二接收器124之前又增加了第二放大器122。通过这种设置方式，使得数据监听设备在UWB定位标签和UWB定位基站信号强度差距较大的实际情况下，能够得到强度合适的UWB信号，以使后续得到更加准确的分析结果。

再一个实施例中，数据控制模块14包括模数转换模块141，所述模数转换模块141用于将所述基带信号转换为数字信号，所述数据控制模块14还包括时序控制模块142，所述时序控制模块142用于提供数据传输控制时序。所述时序控制模块142为一CPLD芯片。

数据控制模块14在完成模数转换的同时，还由CPLD芯片为通讯接口模块13提供控制数据传输控制时序，进一步保证了数据传输的可靠性和稳定性。

再一个实施例中，所述通讯接口模块13包括USB2.0组件和先进先出FIFO存储器，所述FIFO存储器用于接收所述数字信号并在需要时通过所述USB2.0组件将所述数字信号传输到用于分析所述数字信号的处理装置2。

由于采用USB2.0组件控制，并采用FIFO存储器进行缓存，使得数据监听设备可以采用4种传输方式：

控制传输：用与在数据监听设备于处理装置2连接时，根据数据监听设备不同可以进行特定操作。

中断传输：用于对延时要求严格,小数据量的可靠传输。

批量传输：用于对延时要求宽松,大数据量的可靠传输。

同步传输：用于对可靠性要求不高的实时数据传输。

其中对于处理装置2对数据监听设备控制命令的传送，由于包含的参数较少，故采用控制传输方式。而对于数字信号的传输由于需要传输的数据量大，允许传输数据有一定的延时，故本设计采用批量传输方式。

再一个实施例中，本申请还公开了一种UWB数据分析系统，包括如上所述的数据监听设备，和所述监听设备通讯接口模块13相连的处理装置2，所述处理装置2用于对输入的数字信号进行分析。

其中所述处理装置2根据数字信号输出：

a.UWB基带波形。

b.UWB交互过程信息帧记录。

c.对UWB信息帧的解析结果和交互过程的分析结果。

UWB数据分析系统利用UWB解码技术完成对UWB定位标签与UWB定位基站之间交互信息的采集，及时输出UWB基带波形，信息帧和交互记录，方便调试与维护人员及时查找解决问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种用于UWB定位系统的数据监听设备，其特征在于，包括依次连接的天线，射频接收模块（12）和通讯接口模块（13），还包括分别和所述射频接收模块（12），通讯接口模块（13）相连的数据控制模块（14），其中，

所述天线用于接收UWB信号；

所述射频接收模块（12）用于将基带信号从UWB信号中解调出来；

所述数据控制模块（14）用于将射频接收模块（12）输出的基带信号转换为适合传输的数字信号；

所述通讯接口模块（13）用于将所述数字信号传输到用于分析所述数字信号的处理装置（2）或接收所述处理装置（2）的控制命令。

2.根据权利要求1所述的数据监听设备，其特征在于，所述射频接收模块（12）包括第一放大器（121）、第一接收器（123）和第二接收器（124），第一放大器（121）的输入端和所述天线相连，第一放大器（121）的输出端分别和第一接收器（123）、第二接收器（124）相连，其中所述第一接收器（123）用于从UWB定位基站发射的UWB信号中解调出基带信号，第二接收器（124）用于从UWB定位标签发射的UWB信号中解调出基带信号。

3.根据权利要求2所述的数据监听设备，其特征在于，所述第一放大器（121）的输出端和第二接收器（124）之间还串联有第二放大器（122）。

4.根据权利要求3所述的数据监听设备，其特征在于，所述第一接收器（123）和第二接收器（124）采用I2C接口同所述数据控制模块（14）或所述通讯接口模块（13）相连。

5.根据权利要求1所述的数据监听设备，其特征在于，所述数据控制模块（14）包括模数转换模块（141），所述模数转换模块（141）用于将所述基带信号转换为数字信号，所述数据控制模块（14）还包括时序控制模块（142），所述时序控制模块（142）用于提供数据传输控制时序。

6.根据权利要求5所述的数据监听设备，其特征在于，所述时序控制模块（142）为一CPLD芯片。

7.根据权利要求1所述的数据监听设备，其特征在于，所述通讯接口模块（13）包括USB2.0组件和先进先出FIFO存储器，所述FIFO存储器用于接收所述数字信号并在需要时通过所述USB2.0组件将所述数字信号传输到用于分析所述数字信号的处理装置（2）。

8.一种UWB数据分析系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的数据监听设备，和所述监听设备通讯接口模块（13）相连的处理装置（2），所述处理装置（2）用于对输入的数字信号进行分析。