基于超宽带技术(UWB)的无线定位系统研究

摘要

超宽带无线(UWB)技术是近年来提出的室内高精度无线定位技术，具有高达纳秒级别的时间分辨能力，结合基于到达时间的测距算法，理论上可以达到厘米级的定位精度，可以满足工业应用的定位需求。本论文研究设计了一个UWB室内定位系统，内容主要包括硬件系统的设计、软件系统的设计和基于TDOA算法的改进。
　　首先，论文介绍了UWB高精度定位系统的研究发展现状、室内定位系统技术的基本原理，重点分析了各种室内定位系统技术的特点。其次，分析了UWB定位系统的基本组成，讨论了标签和微基站的微小差异，给出了电源模块、MCU模块、UWB模块、射频信号增强模块以及存储模块的芯片选型、基本电路，并对射频电路PCB设计予以重点讨论，给出了射频信号增强电路的实现版图，完成了UWB定位系统标签/微基站的硬件设计;接着讨论了UWB定位算法的基本原理，提出了利用参考标签辅助信息的到达时间差(TDOA)改进算法，分别给出了标签和微基站的软件设计流程，最后制作了实物并进行了实验验证，结果表明本文采用的射频信号增强技术和参考标签辅助的UWB室内定位系统具有更高的定位精度，为UWB室内定位精度提升提供了一条有效的技术路径。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1 引言

1．2 论文研究的背景和意义

1．3 论文的主要研究内容

1．4 发展研究现状与技术对比

2．系统组成及硬件设计

2．1 UWB定位系统的组成

2．2 硬件设计

2．3 本章小结

3．软件设计

3．1 定位算法

3．2 软件设计

3．3 本章小结

4．UWB定位系统性能测试与比较

4．1 UWB高精度室内定位系统硬件

4．2 UWB算法比较

4．3 测试结果分析

5．结束语

参考文献

致谢