[發明專利]一種基于UWB技術的配網方法

有效

• 申請號: 202011388712.7
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112637868B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 梁豪堅;潘葉江
• 申請（專利權）人: 華帝股份有限公司
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W4/02;H04W48/10;H04W48/20;H04W64/00;H04W84/12;H04M1/72403;H04M1/72457
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 盧業強

1.一種基于UWB技術的配網方法，其特征在于：所述基于UWB技術的配網方法包括以下步驟：

S1:用戶使用具有UWB芯片的手機打開APP并進入找隊友模式，然后手機指向已配網的智能設備后，手機UWB芯片會發送找隊友信號給到已配網的智能設備的UWB模塊;

S2:已配網設備收到找隊友信號后WIFI模組進入STA+AP模式并回復APP設備已進入找隊友模式，通知手機APP等待進行下一步;

S3:手機APP收到等待下一步后，將手機指向未配網的智能設備，手機UWB芯片會發送配網信號給到未配網的智能設備的UWB模塊，未配網設備收到配網信號后WIFI模組進入AP模式；

S4:未配網設備掃描已配網設備的AP并接入；

S5:已配網的設備在收到找隊友信號后會每隔3秒廣播一次IP和端口號，未配網的設備收到配網信號后會掃描已配網設備的AP并接入，從而建立AP連接；

S6:未配網設備接入AP后單播設備信息，已配網設備收到這些設備信息后透傳到云端，APP顯示設備品類；

S7:用戶再點擊未配網設備，手機發送WIFI配置給未配網設備，未配網設備收到WIFI配置信息后連接家庭路由器和云端；

S8:新設備發現綁定流程，APP顯示新設備，流程結束；

所述步驟S1中，通過多個天線或者說多個模塊，讓手機和多個UWB模塊測距就可以獲得手機和這多個模塊的距離從而通過算法反算出手機和模塊的角度，也就是手機和智能設備的角度，這樣我們就可以知道手機想要控制哪個智能設備了；而使用陣列天線的排列方式可以實現厘米級定位和±3°的角度測量精度；

所述步驟S2中，模組STA模式與云端保持連接；之后設備已進入找隊友模式WIFI模組進入STA+AP模式；STA模式保持與云端連接；?AP?模式每3秒廣播IP和端口；

所述步驟S1中的UWB芯片在UWB發射模塊方面，采用0.18μmCMOS工藝實現全集成UWB發射芯片；通過一個E類功放和一個A類功放相級聯，對輸出脈沖進行整形以符合FCCERIP要求，通過開關脈沖信號控制A類功放僅在發射脈沖信號的時間內導通，從而有效的降低了芯片功耗；利用高斯單脈沖作為信號傳輸載體，利用二選一數據選擇器來實現信號的PPM調制；實現了全數字集成的脈沖產生和調制單元；再通過驅動放大器濾波以得到符合要求的UWB信號；通過在脈沖產生器中引入可控延遲單元，實現了全集成可調脈寬波形發射模塊；結果顯示，能產生峰值電壓0.3~0.6V、脈寬140~350ps的高斯單脈沖；利用小波合成技術，采用0.18μmCMOS工藝實現高斯5階脈沖波形的生成；在此基礎上，加入數字控制單元控制5階脈沖波形的相位和幅值；從而實現BPSK調制、發射功率可控的UWB脈沖產生器；從脈沖信號PSD定義出發，推導出系統主要參數，采用5階切比雪夫濾波器對輸出脈沖整形，得到高頻譜利用率的UWB信號波形。

2.如權利要求1所述的一種基于UWB技術的配網方法，其特征在于：所述步驟S1中的UWB芯片在接收機設計方面，采用0.18μmCMOS工藝實現自相關（coherent）結構接收機，通過將接收信號與本地模版信號在混頻器中進行相關操作；再對相關值進行數字采樣，從而還原原始數據；測試結果顯示，在480Mbps傳輸速率下，峰值功耗僅99mW；給出了采用90nmCMOS工藝實現的工作在3~5GHz頻段、適用于PPM調制信號接收的非相干（non-coherent）接收機；使用0.13μmCMOS工藝實現DC（thedirectconversion）結構接收機，通過使用32位D-Latch鎖定在不同相位上對輸入信號采樣，從而提高ADC的實際采樣率；詳細對比分析了幾種常見接收機結構的性能，給出了在功耗限定條件下最佳接收機結構模型，采用0.18μmCMOS工藝實現QAC接收機，在20Mpuses的脈沖重復速率下功耗僅為16mW。