CN217825377U - 一种基于uwb室内定位信标 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于UWB室内定位信标。为了克服现有定位技术的缺陷本实用新型采用UWB信标的方式并且配合LoRaWAN+UWB人员定位卡片，可以很好的同时满足高精度定位、覆盖面积广需求，同时采UWB定位信标的方式设计安装，便于维护安装，能够满足对位置信息定位要求精度高、覆盖面积广、功耗低同时便于安装维护的定位技术要求。

Description

一种基于UWB室内定位信标

技术领域

本实用新型涉及一种无线通信领域，尤其涉及一种基于UWB室内定位信标。

背景技术

现有的室内定位技术主要包括蓝牙beacon方式、蓝牙AOA方式及UWB 测距方式。其中蓝牙beacon定位技术是基于RSSI（信号场强指示）定位原理，在定位区域内预先确定的各个位置铺设蓝牙beacon，beacon不断的向周围广播信号和数据，当被定位设备进入beacon信号覆盖范围内，测出其在不同beacon下的RSSI值。最终根据beacon位置和RSSI值测算出被定位设备具体位置。蓝牙AOA定位技术是基于信号到达角度实现定位原理，在定位区域内预先确定的各个位置铺设蓝牙AOA网关，当终端设备发射广播信号时，每台网关能多天线技术计算出终端的入射角度。融合多台网关的数据能计算出终端的位置。UWB测距定位，通过TOA测量，或者TDOA测量获取距离信息。都是采用UWB基站与UWB终端通信方式测距，最终距离信息通过UWB基站方式将信息上传给定位引擎，再测算出终端具体位置。

室内定位技术需要同时考虑定位高精度、安装的便捷性以及性价比等多方面需求。在采用蓝牙定位技术时，由于蓝牙是基于RSSI值进行距离测算的，因此会在环境的干扰下放大设备的个体差异，增大RSSI本身的误差值，使得蓝牙定位精度差，通常只能在1~3m的范围有效运行。在采用蓝牙AOA定位技术时，常因其计算角度过程软件复杂，而增加硬件消耗成本；此外，在其安装过程中需要接入电网，并且要想在较矮的建筑内实现较好的效果只能增加网关个数，这些无疑都增高了施工成本。在使用UWB技术进行定位时，不管是使用TOA测距还是TDOA测距，通常都是采用UWB基站同UWB终端进行通信测距。使用TOA测距技术定位时，UWB基站同UWB终端进行通信，直接获取距离，再通过UWB基站将信息上传给定位引擎，完成位置测算。UWB基站的方式要求各基站的时间高度统一，各基站的时间同步使得UWB基站硬件设计较为复杂，且成本较高，由于功耗较大，一般要求需要市电供电和安装网线，这导致定位信标安装复杂，成本较高。

发明内容

本实用新型主要针对现有定位技术的缺陷，提供一种基于UWB室内定位信标，满足对位置信息定位要求精度高、覆盖面积广、功耗低同时便于安装维护的定位技术要求，采用UWB信标的方式并且配合LoRaWAN+UWB人员定位卡片，可以很好的同时满足高精度定位、覆盖面积广需求，同时采UWB定位信标的方式设计安装，便于维护安装。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本实用新型包括信标壳体，信标壳体设有相互连接的安装部与承载部，其中安装部用于将信标壳体安装在外界结构上，而承载部用于容纳内部芯片结构和独立供电模块，安装部设有简易安装结构，能够实现信标壳体的快速安装；承载部内部设有微处理模块，所述微处理模块分别与独立供电模块和UWB测距模块连接，独立供电模块能够避免复杂接线引发的安装问题，UWB测距模块用于与被定位终端传输信息，实现精准的定位功能。

作为优选，所述的安装部设置在信标壳体底面，简易安装结构沿安装部长度方向向两端延伸，简易安装结构两端分别设有粘黏部，粘黏部上均匀设置若干螺孔；可以使用螺丝通过螺孔将信标固定在物体上，也可以将胶质物黏贴在粘黏部，将信标贴在平面上固定。

作为优选，所述的独立供电模块设有电池安装结构和接线结构，所述接线结构与微处理模块连接，电池安装结构用于容纳3.6V低电压电池，避免电线供电引发的接线复杂的问题。

作为优选，所述的UWB测距模块设有电压采集电路、DWM1000集成电路和调试模块，电压采集电路通过ADC接口连接微处理器模块，调试接口通过UART数据总线连接微处理器模块，DWM1000集成电路通过SIP协议与微处理器进行数据传输。

作为优选，所述的室内定位信标还设有工作提示模块，工作提示模块包含LED灯组，LED灯组通过GPIO引脚与位处理器模块信息交换，并通过微处理器接收调试接口传输的信息。

作为优选，所述的UWB测距模块与被定位终端的LoRaWAN模块通讯测距，由被定位终端的LoRaWAN模块将测距信息上传至云端服务器，在平台上解析后进行轨迹追踪。

作为优选，所述的UWB测距模块还设有无线升级模块，能够实现无线升级的功能。

本实用新型的有益效果是： 1、本方案以较低的成本和较快的施工速度可快速在任何苛刻的环境中完成UWB定位服务器的覆盖；2、本方案采用电池供电的设计方式，使得信标工作时无需考虑停电断网带来的影响，后期使用过程中几乎无需维护；3、本方案的信标配合其它定位终端可提供全场景的定位服务器，可配合如UWB人员定位卡片为人员提供室内定位服务，配合UWB资产定位终端提供资产的追踪等服务，功能灵活；4、本方案的定位信标结构简单且集成度高，大大降低了使用成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种基于UWB室内定位信标电路框图；

图2是本实用新型的一种基于UWB室内定位信标三视图；

图3是本实用新型的一种基于UWB室内定位信标的工作流程图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例的一种基于UWB室内定位信标，如图1和图2所示，包括信标，将信标分成承载部和安装部，安装部设置在信标壳体底面，沿着安装部（即信标壳体的底面）长度方向延伸形成简易安装结构，简易安装结构的两端分别设置安装区域，安装区域宽度一般设置为3cm，安装区域上打有均匀分布的螺孔，螺钉插入螺孔将信标固定在外界物品上，也可以在安装区域上粘贴胶状物，从而将信标贴在光滑平整物体的表面，实现即时、方便的简易安装。

承载部的内部设置了主要的功能模块，其中包含独立供电模块、微处理模块、UWB测距模块和工作提示模块。其中独立供电模块包括电池容纳结构和接线结构，并通过接线结构与微处理模块连接，从而实现不用接入电网就可对内部结构供电的功能。

微处理模块用于储存容纳信息，UWB测距模块用于完成主要的测距功能，其内部包含电压采集电路、DWM1000集成电路和调试模块，其中电压采集电路通过ADC接口连接微处理器模块，调试接口通过UART数据总线连接微处理器模块，DWM1000集成电路通过SIP协议与微处理器进行数据传输；此外UWB测距模块还设有无线升级模块，能够实现无线升级的功能。

工作提示模块包含LED灯组，所述LED灯组通过GPIO引脚与位处理器模块信息交换，并通过微处理器接收调试接口传输的信息。

本方案的一种基于UWB室内定位信标能够以较低的成本和较快的施工速度可快速在任何苛刻的环境中完成UWB定位服务器的覆盖，使用电池供电，而无需考虑停电或者断网带来的负面影响，在使用过程中减少了人工维护力度，工作时能够灵活地配合其他定位服务器。

应理解，实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种基于UWB室内定位信标，其特征在于，包括信标壳体，所述信标壳体设有相互连接的安装部与承载部，所述安装部设有简易安装结构；所述承载部内部设有微处理模块，所述微处理模块分别与独立供电模块和UWB测距模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB室内定位信标，其特征在于，所述安装部设置在信标壳体底面，所述简易安装结构沿安装部长度方向向两端延伸，所述简易安装结构两端分别设有粘黏部，所述粘黏部上均匀设置若干螺孔。

3.根据权利要求1所述的一种基于UWB室内定位信标，其特征在于，所述独立供电模块设有电池安装结构和接线结构，所述接线结构与微处理模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于UWB室内定位信标，其特征在于，所述UWB测距模块设有电压采集电路、DWM1000集成电路和调试模块，所述电压采集电路通过ADC接口连接微处理器模块，所述调试模块通过UART数据总线连接微处理器模块，所述DWM1000集成电路通过SIP协议与微处理器进行数据传输。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于UWB室内定位信标，其特征在于，所述室内定位信标还设有工作提示模块，所述工作提示模块包含LED灯组，所述LED灯组通过GPIO引脚与位处理器模块信息交换，并通过微处理器接收调试模块传输的信息。

6.根据权利要求1或4所述的一种基于UWB室内定位信标，其特征在于，所述UWB测距模块与被定位终端的LoRaWAN模块通讯测距，由被定位终端的LoRaWAN模块将测距信息上传至云端服务器。

7.根据权利要求1或4所述的一种基于UWB室内定位信标，其特征在于，所述UWB测距模块还设有无线升级模块。

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