[實用新型]基于超寬帶信號的無線高精度測距系統

有效

• 申請號: 201720333408.X
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN206573713U
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 馬少林;王岳
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: G01S13/08
• 分類號: G01S13/08
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙)12214
• 代理人: 王秀奎,田陽

技術領域

本實用新型屬于無線高精度測距技術領域，具體來說涉及一種基于超寬帶信號的無線高精度測距系統。

背景技術

無線定位技術的方案有很多,比如全球定位系統,其是目前應用最為廣泛的室外定位技術。常用的室內定位技術從信號形式上看,包括紅外,超聲波,WI-FI和射頻識別技術等等,這些都是傳統上室內無線定位系統主要的技術。但是，室內等衛星信號無法覆蓋的地區的定位信息卻不能獲取。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種基于超寬帶信號的無線高精度測距系統，該無線高精度測距系統能夠獲取室內等衛星信號無法覆蓋的地區的定位信息。

為此，本實用新型的技術方案如下：

一種基于超寬帶信號的無線高精度測距系統，包括：主控制器、LCD顯示終端、電源、測距芯片和天線，所述主控制器分別與所述LCD顯示終端、電源和測距芯片電連接，所述測距芯片與所述天線電連接，所述測距芯片控制所述天線發射和接收電磁波信號以及處理該接收的電磁波信號，所述主控制器接收所述測距芯片解調、數字化后得到的信號并輸出測距的數值，將所述數值顯示在所述LCD顯示終端。

在上述技術方案中，還包括：PC，所述主控制器基于SPI接口向PC傳輸數據。

在上述技術方案中，所述主控制器的型號為STM32F105。

在上述技術方案中，所述測距芯片的型號為DW1000。

在上述技術方案中，所述電源通過USB接口向所述主控制器供電。

相比于現有技術，本實用新型的無線高精度測距系統把傳統的室外定位技術以及室內的Wi-Fi測距技術的優點相融合，且同時克服其缺點，其使用者只需直接插上總電源就可開始測距，流程自動化，使用方便。以LCD顯示終端作為顯示設備，可以直接呈現測試的平均距離，顯示的內容直接美觀。

附圖說明

圖1為本實用新型的無線高精度測距系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型的無線高精度測距系統的測試的結果，其中，標準距離為實際距離，實驗數據均值為本實用新型的無線高精度測距系統的測試多次的均值，圖2(a)為走廊測量結果，圖2(b)為室外測量結果。

其中，1為主控制器，2為測距芯片，3為天線，4為LCD顯示終端，5為PC，6為電源。

具體實施方式

在本實用新型的具體實施方式中，硬件電路以ARM微控制器STM32F105作為主控制器(MCU)，并采用愛爾蘭Decawave半導體制造公司的ScenSorDW1000芯片進行測距處理，以上兩種處理器和外設電路一起組成了系統的硬件架構。LCD顯示終端包括Molex.Inc公司的47590-0001的驅動芯片。測距芯片的型號為DW1000，DW1000是一款完全集成的單芯片超寬帶低功耗低成本收發器,IC符合IEEE802.15.4-2011，它可用于兩路測距，精度到達10cm，而且還可支持速率高達6.8Mbps的數據傳輸速率。DW1000由一個模擬前端包含接收器和發射器以及數字后端組成，數字后端連接到MCU。一個TX/RX開關用于連接接收器或發射器到天線端口。

下面結合附圖對本實用新型的無線高精度測距系統進行詳細說明。

如圖1～2所示，包括：主控制器、LCD顯示終端、電源、測距芯片和天線，主控制器分別與LCD顯示終端、電源和測距芯片電連接，測距芯片與天線電連接，天線用于發射和接收電磁波信號，測距芯片控制天線發射和接收電磁波信號以及處理接收的電磁波信號，處理過程包括：匹配濾波、解調和數字—時間轉換，主控制器接收測距芯片解調、數字化后得到的信號并輸出測距的數值，將數值顯示在LCD顯示終端。

作為主控制器的STM32F105的引腳(PA6,PA7)通過連接控制DW1000芯片的MISO以及MOSI引腳，并對其上采集的信號進行分析及運算，將運算出的測距結果通過LCD顯示屏顯示出來。電源通過USB接口向主控制器供電，電源的電壓為3.3v～4.5v的直流電。

本實用新型的無線高精度測距系統基于SPI(Serial Peripheral Interface--串行外設接口)接口向個人計算機(Personal Computer，PC)傳輸數據。SPI總線是一種同步串行外設接口，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信來進行交換信息。當SPI與PC相連時，可以完成通過計算機實施監控無線高精度測距系統的數據信息的功能。