[實用新型]一種基于UWB的室內定位系統

有效

• 申請號: 201520817538.1
• 申請日: 2015-10-20
• 公開（公告）號: CN205176258U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 隋文濤;張鵬;馮金蘭
• 申請（專利權）人: 南京睿辰欣創網絡科技股份有限公司
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本實用新型涉及無線室內定位領域，尤其涉及一種基于UWB的室內定位系統。

背景技術

室外定位技術，如全球定位系統(GPS)和北斗已成功應用于各個領域，包括室外 營救，車載導航，物流運輸，是目前室外定位中最為成功的一種技術，但值得注意的是， 由于GPS信號或者北斗信號無法有效穿透建筑物的墻壁等障礙物，這樣會導致室外定 位誤差增大。GPS或者北斗的定位精度在幾十米范圍內，能夠滿足室外定位的要求。但 是對于室內定位而言，精度必須精確到幾十厘米才能夠滿足需要，而室內定位技術必須 結合無線傳感網絡，傳感器技術，信號處理技術等眾多交叉領域。

針對于室內外的無線定位技術多種多樣，比如紅外線、藍牙、Zigbee、Wi-Fi、RFID、 超寬帶UWB等。這些技術都分別適用于不用的環境也都有各自的優勢與不足。

紅外線室內定位技術，如最早的室內定位系統ActiveBadget，由于紅外線自身的穿 透力不強和環境中直射光線引起的散射，導致定位效果并不理想。

超聲波的主要優點是傳播距離遠、方向性強。但是超聲波的定位功能往往不如紅外 線技術，需要結合反射式方法(三角定位)來實現精確地定位。

藍牙技術的最主要優點是功耗較低、對人體危害小，而且應用簡單、容易實現，體 積較小，方便集成在PDA、PC和手機中，所以易于推廣。但是藍牙的造價比較高，穩 定性容易受環境影響。

RFID技術具有非接觸識別、非可視性、高速閱讀、NLOS等優點。該技術的最大 缺點是工作的距離比較近，不利于與其他系統進行聯合工作。

UWB技術以它自身的諸多優勢嶄露頭角，并逐漸成為未來無線定位技術的研究熱 點。它的優點有：較低的功耗、很高的安全性、良好的抗多徑效果、很低的系統復雜度 以及能夠精確提供定位精度等。更適合于作為士兵協同對抗這種對定位要求很高的室內 環境使用。

發明內容

本實用新型所解決的技術問題在于提供一種基于UWB的室內定位系統和定位方 法，利用UWB技術實現目標用戶在室內環境中的動態精確定位。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種基于UWB的室內定位系統，包括：若干個固定設置在室內的定位錨節點；設 置于每個目標用戶上的移動標簽；固定設置在室內且用于實現各定位錨節點之間時間同 步的同步器；以及，設置有無線訪問節點的服務器；其中，所述移動標簽和定位錨節點 之間基于UWB進行數據傳輸，同步器與各定位錨節點之間進行校時通信，各定位錨節 點通過無線訪問節點與服務器進行數據傳輸。

進一步的，本實用新型的基于UWB的室內定位系統，所述定位錨節點包括第一 CPU、UWB無線接收器、第一Wi-Fi模塊、第一LED指示燈和第一精確時鐘；其中， 所述UWB無線接收器、第一Wi-Fi模塊、第一LED指示燈和第一精確時鐘均與第一 CPU相連接。

進一步的，本實用新型的基于UWB的室內定位系統，所述移動標簽包括第二CPU、 UWB發射芯片、運動傳感器、第二LED指示燈和事件觸發按鈕；其中，所述UWB發 射芯片、運動傳感器、第二LED指示燈和事件觸發按鈕均與第二CPU相連接。

進一步的，本實用新型的基于UWB的室內定位系統，所述同步器包括無線通信模 塊、第三CPU、第三LED指示燈、第二精確時鐘和備用UWB無線接收器；其中，所 述無線通信模塊、第三LED指示燈、第二精確時鐘和備用UWB無線接收器均與第三 CPU相連接。

進一步的，本實用新型的基于UWB的室內定位系統，其特征在于，所述無線通信 模塊采用Wi-Fi功能模塊。

進一步的，本實用新型的基于UWB的室內定位系統，其特征在于，所述定位錨節 點的數量為4。

本實用新型采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

1.本實用新型的室內定位系統安全性高，抗多徑效果良好，系統復雜度低，易于操 作；

2.本實用新型的室內定位系統功耗低，約為1mW～30mW；

3.本實用新型的室內定位系統定位精度高，達到5cm～50cm；

4.本實用新型的室內定位系統可應用在士兵協同對抗領域中，采用UWB或者 Wi-Fi通信，無需布線，節約人力物力和空間，提高應用效率。

附圖說明