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  • 万博手机客户端解析uwb无线定位系统的原理及主

    2019-06-09 00:38来源:未知

      超宽带(Ultra Wide-Band,UWB)是一种新型的无线通信技术,根据美国联邦通信委员会的规范,UWB的工作频带为3.1~10.6GHz,系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20%或系统带宽至少为500MHz。UWB信号的发生可通过发射时间极短(如2ns)的窄脉冲(如二次高斯脉冲)通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。

      UWB是如何进行定位的,那么就需要使用一个东西叫做TOF(Time Of Flight)翻译过来也就是光飞行的时间。

      首先定义一下再定位中需要哪些东西,大家都知道GPS需要三个卫星才能对移动设备完成定位,UWB定位中也是一样,我们需要固定三个UWB板卡,我们称这三个固定的UWB板卡为Anchor,然后称需要被定位的 处于移动状态的UWB板卡为Tag。

      Anchor 到 Tag 之间的就可以通过光的飞行时间来进行测量了,举个最简单的例子, 一个Anchor 到一个Tag 的距离,可以直接使用Tag发送一个带有时间戳的数据包,Anchor接收到数据包之后,如果Anchor和Tag已经经过时间同步的话,Anchor根据本地时间和Tag发送时间包的时间戳的时间做差值,就能知道光飞行了多长时间,万博手机客户端,这样就能计算距离了,万博手机客户端。当然,这样会有很大的干扰,导致测不准,所以Decawave的工程师使用了另外一种方法:

      Decawave测量TOF通过二次握手进行TOF时间的测量,测量原理如下图:

      TOF测距方法属于双向测距技术,它主要利用信号在两个异步收发机(Transceiver)之间飞行时间来测量节点间的距离。因为在视距视线环境下,基于TOF测距方法是随距离呈线性关系,所以结果会更加精准。我们将发送端发出的数据包和接收回应的时间间记为TTOT,接收端收到数据包和发出回应的时间间隔记为TTAT,那么数据包在空中单向飞行的时间TTOF可以计算为:TTOF=(TTOT-TTAT)/2。

      然后根据TTOF与电磁波传播速度的成绩便可计算出两点间的距离D=CxTTOF

      为了实现始终同步,TOF测距方法采用了始终偏移量啦解决始终同步问题,单由于TOF测距方法的时间以来与本地的远程几点,侧距精度容易受两端节点中的始终偏移量的影响。为了减少此类错误的影响,这里采用反向测量方法,即远程节点发送数据包,本地节点接收数据包,并自动响应。通过平均正向和反向多次测量的平均值,减少对任何始终偏移量的影响,从而减少测距误差。

      知道了UWB的测距原理,再来了解UWB的室内定位原理就很容易了。UWB的室内定位功能和卫星原理很相似,就是通过室内布置4个已知坐标的定位基站,需要定位的人员胡总恶化时设备携带定位标签,标签按照一定的频率发傻脉冲,不断和4个已知位置的基站进行测距,通过一定的精确算法定出标签的位置!

      低功耗、对信道衰落(如多径、非视距等信道)不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强(能在穿透一堵砖墙的环境进行定位),具有很高的定位准确度和定位精度。SKYLAB UWB室内定位方案采用先进的软件和硬件来定位、跟踪和管理高价值、设备和人员,最大限度提供使用率。

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