[發(fā)明專利]一種基于無線時(shí)鐘同步的UWB多標(biāo)簽多基站的調(diào)度系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710223302.9
• 申請(qǐng)日: 2017-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN106851696B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮進(jìn);鄧卓;張濤;蔡陽春;郭璁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市普渡科技有限公司
• 主分類號(hào): H04L7/00
• 分類號(hào): H04L7/00;H04W24/02;H04W24/08;H04W56/00
• 代理公司: 深圳市恒和大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44479
• 代理人: 鄧燕

1.一種基于無線時(shí)鐘同步的UWB多標(biāo)簽多基站的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)度系統(tǒng)包括包括硬件平臺(tái)以及時(shí)鐘同步下的調(diào)度方法：

（1）所述的硬件平臺(tái)包括2個(gè)或2個(gè)以上UWB標(biāo)簽、4個(gè)或4個(gè)以上UWB定位基站、計(jì)算控制單元；

（2）所述時(shí)鐘同步下的調(diào)度方法包括①對(duì)正在通信中的UWB標(biāo)簽和通信范圍內(nèi)的UWB定位基站選擇性地根據(jù)時(shí)鐘等級(jí)高低進(jìn)行時(shí)鐘同步；②調(diào)度UWB標(biāo)簽和UWB定位基站發(fā)送統(tǒng)一編碼后的短脈沖信號(hào)順序。

2.如權(quán)利1要求的一種基于無線時(shí)鐘同步的UWB多標(biāo)簽多基站的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于所述硬件平臺(tái)包括包括2個(gè)或2個(gè)以上UWB標(biāo)簽、4個(gè)或4個(gè)以上UWB定位基站、計(jì)算控制單元：

（1）所述UWB 標(biāo)簽廣播統(tǒng)一編碼的包含測(cè)距時(shí)間戳信息的短脈沖信號(hào)，并接收由 UWB 定位基站反饋回來的包含時(shí)間戳信息和調(diào)度信息統(tǒng)一編碼后的短脈沖信號(hào)；

（2）所述UWB基站接收統(tǒng)一編碼后的開始測(cè)距和停止測(cè)距的短脈沖信號(hào)，發(fā)送包含調(diào)度信息和時(shí)鐘同步信息統(tǒng)一編碼后的短脈沖信號(hào)；

（3）所述計(jì)算控制單元提取UWB定位基站接收的統(tǒng)一編碼后的短脈沖信號(hào)中的時(shí)間戳信息和時(shí)鐘同步信息，計(jì)算TOF時(shí)間和調(diào)度時(shí)間信息，提取UWB標(biāo)簽接收到時(shí)鐘同步信息，協(xié)調(diào)多個(gè)UWB標(biāo)簽與多個(gè)UWB定位基站的發(fā)送短脈沖信號(hào)的時(shí)機(jī)。

3.如權(quán)利1要求的一種基于無線時(shí)鐘同步的UWB多標(biāo)簽多基站的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于所述時(shí)鐘同步下的調(diào)度方法：

（1）對(duì)正在通信中的UWB標(biāo)簽和通信范圍內(nèi)的UWB定位基站選擇性地根據(jù)時(shí)鐘等級(jí)高低進(jìn)行時(shí)鐘同步；

（2）調(diào)度UWB標(biāo)簽和UWB定位基站發(fā)送統(tǒng)一編碼后的短脈沖信號(hào)順序。

4.如權(quán)利1要求的一種基于無線時(shí)鐘同步的UWB多標(biāo)簽多基站的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于包括以下實(shí)現(xiàn)步驟：

（1）組建一種基于無線時(shí)鐘同步的UWB多標(biāo)簽多基站的調(diào)度系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，假設(shè)UWB標(biāo)簽與UWB定位基站在如圖1所示的示例環(huán)境中布局； 0號(hào)UWB標(biāo)簽選擇與0,1,2,3號(hào)UWB定位基站通信測(cè)距，1號(hào)UWB標(biāo)簽選擇與3,5,6,7號(hào)UWB定位基站通信測(cè)距；UWB定位基站的時(shí)鐘等級(jí)按照地址從小到大的順序依次降低，在所述調(diào)度系統(tǒng)剛開始工作的時(shí)候，需要一個(gè)時(shí)間來建立調(diào)度關(guān)系；

（2）所有的UWB標(biāo)簽與UWB定位基站節(jié)點(diǎn)上的計(jì)算控制單元以自身毫秒級(jí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)，作為該節(jié)點(diǎn)的計(jì)算控制單元的調(diào)度時(shí)鐘；

（3）0號(hào)UWB 標(biāo)簽廣播統(tǒng)一編碼的包含開始測(cè)距的信息的短脈沖信號(hào)；

（4）0,1,2,3號(hào)UWB定位基站接收到0號(hào)UWB標(biāo)簽廣播的開始測(cè)距短脈沖信號(hào)；考慮到正在工作中的UWB定位基站行為相同，取0號(hào)UWB定位基站分析；0號(hào)UWB定位基站記錄收到開始測(cè)距信號(hào)時(shí)自身的調(diào)度時(shí)鐘計(jì)數(shù)為；考慮到一個(gè)UWB標(biāo)簽與四個(gè)UWB定位基站完成一次測(cè)距的總時(shí)間為Δt，且在該實(shí)例環(huán)境中共有2個(gè)UWB標(biāo)簽；調(diào)度思想為將0號(hào)基站的時(shí)間軸按照2*Δt分成無數(shù)段， 0號(hào)UWB標(biāo)簽在所述的2*Δt的時(shí)間段的第一個(gè)Δt中與選擇的四個(gè)基站通信測(cè)距，在0號(hào)UWB定位基站與3號(hào)UWB定位基站時(shí)鐘同步的前提下，1號(hào)UWB標(biāo)簽在所述的2*Δt的時(shí)間段的第二個(gè)Δt中與選擇的四個(gè)基站通信測(cè)距；則0號(hào)UWB標(biāo)簽距離下次發(fā)送開始測(cè)距的短脈沖信號(hào)時(shí)間=((2*Δt)-( %(2*Δt))) + (2*Δt)；將轉(zhuǎn)換為時(shí)間戳信息并按照編碼規(guī)則插入到將要反饋的信息中；

（5）考慮到正在工作中的UWB定位基站行為相同，取0號(hào)UWB定位基站分析；0號(hào)UWB定位基站在反饋的信息中按照統(tǒng)一編碼規(guī)則插入自身的時(shí)鐘信息；0,1,2,3號(hào)UWB定位基站按照自身地址從小到大的順序?qū)⒔y(tǒng)一編碼后的短脈沖信號(hào)發(fā)送出去；

（6）0號(hào)UWB標(biāo)簽依次接收到0,1,2,3號(hào)UWB定位基站的反饋信號(hào)；提取反饋信號(hào)中的調(diào)度信息以及時(shí)鐘同步信號(hào)；選擇時(shí)鐘等級(jí)最高的時(shí)鐘作為自身時(shí)鐘并以該時(shí)鐘計(jì)數(shù)，并通過調(diào)度信息中時(shí)間計(jì)算下次自身發(fā)送開始測(cè)距信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)；

（7）考慮到正在工作中的UWB定位基站行為相同，取0號(hào)UWB定位基站的反饋信號(hào)分析；0號(hào)UWB定位基站反饋的信號(hào)被通信范圍內(nèi)的所有UWB定位基站接收到，比如示例環(huán)境中的1，3號(hào)基站；接收到反饋信號(hào)的UWB定位基站比較自身時(shí)鐘等級(jí)與反饋信號(hào)中包含的時(shí)鐘等級(jí)，若反饋信號(hào)中的時(shí)鐘等級(jí)較高，則把反饋信號(hào)中的時(shí)鐘作為自身時(shí)鐘并以該時(shí)鐘計(jì)數(shù)；工作中的UWB定位基站接收到其他UWB定位基站的反饋信號(hào)時(shí)，行為相同；

（8）在上述的步驟中，完成了0號(hào)與3號(hào)UWB定位基站的時(shí)鐘同步；

（9）當(dāng)1號(hào)標(biāo)簽開始測(cè)距時(shí)，重復(fù)上述步驟，完成對(duì)比3號(hào)UWB定位基站時(shí)鐘等級(jí)低的UWB定位基站的時(shí)鐘同步；

（10）不論0,1號(hào)UWB標(biāo)簽的開始測(cè)距的順序，在經(jīng)過上述步驟，都能夠在0號(hào)UWB基站的時(shí)鐘下完成調(diào)度，協(xié)調(diào)工作中的UWB標(biāo)簽與UWB定位基站發(fā)送短脈沖信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)，保證調(diào)度系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；

（11）考慮當(dāng)0號(hào)UWB定位基站突然消失或者損壞。通過上述步驟，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)以1號(hào)UWB定位基站的時(shí)鐘作為時(shí)鐘源同步整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)的時(shí)鐘，提升整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力以及自恢復(fù)能力。