一种基于UWB技术的可扩展的多基站多标签定位系统

专利主权项内容

1.一种基于UWB技术的可扩展的多基站多标签定位系统，其特征在于：该定位系统中基站的工作流程包括：步骤S1：基站上电后，检测自己的ID和基站等级信息，判断本基站是否为主参考基站；若本基站为主参考基站，则打开定时器开始计时；并在T_BroAc时隙内多次向定位系统内其余从基站广播时间同步信号；若本基站为从基站，则基站处于接收状态等待接收主参考基站广播的时间同步信号；若从基站接收到信号时，据时间同步信号中带有的时间信息进行时间同步更新，并打开时钟进行计时，且等待接收时间同步信号和测距帧；若没有接收到信号，则一直处于等待接收时间同步信号状态；故基站的时间同步完成；步骤S2：主参考基站定时器在计时经过T_BroAc时隙长度后，主参考基站在T_BroTag时隙内向定位系统内待通信连接标签广播时隙参数信息，此时隙参数信息中含有主参考基站的ID号、通信连接时隙信息；从基站在此时隙内处于等待接收定位标签的测距帧和时间同步信号的状态，若接收到测距帧就回复发送测距回复帧；步骤S3：主参考基站定时器在计时经过T_BroTag时隙长度后，定位基站在T_RangCom时隙内等待接收定位标签发送的测距帧，并进行发送测距回复帧；主参考基站发送的测距回复帧中包含定位标签的下一轮询工作时隙信息；从基站在此时隙内处于等待接收定位标签的测距帧和时间同步信号的状态，若接收到测距帧就回复发送测距回复帧；步骤S4：主参考基站定时器在计时经过T_RangCom时隙长度后，在T_Com时隙内接收待通信连接标签发送的测距开始帧，并向其回复无线消息同步帧，无线消息同步帧中含有定位系统的时间信息、标签的轮询工作时隙信息；从基站在此时隙内处于等待接收定位标签的测距帧和时间同步信号的状态，若接收到测距帧就回复发送测距回复帧；故定位系统的一轮测距通信完成；步骤S5：重复f轮步骤2、3、4，则完成了f次通信测距周期T_Tag；也完成了一次基站时间同步周期；步骤S6：重复步骤S1，进行基站间的时间同步；接下来依次在步骤S5、S6间循环；该定位系统中标签的工作流程包括：步骤S1：标签第一次进入定位系统覆盖的区域或上电后，首先监听主参考基站广播的时隙参数信息，当监听到有数据时，得到时隙参数信息中的主参考基站的ID号、通信时隙T_Com，同时标签通过时钟计数器与主参考基站进行时间同步；步骤S2：待定时器计时到T_Com时隙时，在此时间段内标签向主参考基站发送测距开始帧，并等待主参考基站发送的无线消息回复帧；步骤S3：标签接收到无线消息回复帧后，得到轮询工作时隙T_SingTag，同时标签进行时间同步；标签根据时间信息进行算法时钟修正，得到标签延时时间并进入休眠状态等待延时结束；步骤S4：待延时时间到时，标签在自己的轮询工作时隙内向此组定位系统的基站进行轮询通信发送测距帧；待接收到测距回复帧后，记录下与主参考基站的几个时间节点与自己的下一个轮询工作时隙的时间信息，同时标签通过时钟计数器与主参考基站进行时间同步；利用前面得到的时间节点信息，对标签的轮询通信时隙进行算法修正，得到修正后的延时时间；根据此延时时间标签进行延时计时；步骤S5：根据得到的测距回复帧，得到测距信息，由此估计标签的位置；之后据步骤S4中得到的延时时间，在此延时时间段内标签处于休眠状态；步骤S6：再次进入步骤S4。