基于DW1000的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與測(cè)距優(yōu)化方法

李園園，李 勇

（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528404）

基于DW1000的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與測(cè)距優(yōu)化方法

李園園，李 勇

（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528404）

文章提出了基于DecaWave的單片收發(fā)一體射頻芯片DW1000的UWB定位方案，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟硬件框，討論了相關(guān)定位算法及測(cè)距的優(yōu)化算法。系統(tǒng)中被測(cè)節(jié)點(diǎn)（tag）與錨節(jié)（anchor）點(diǎn)通過(guò)雙向TDOA算法等到兩者之間的距離，tag與多個(gè)anchor的距離通過(guò)UWB通信被匯總至定位服務(wù)器，由定位服務(wù)器三角質(zhì)心定位算法測(cè)算出tag的三維空間坐標(biāo)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究表明，系統(tǒng)在LOS環(huán)境下具有較高的精度，在NLOS環(huán)境下也具有良好表現(xiàn)。

室內(nèi)定位；UWB；TDOA；三角質(zhì)心算法

無(wú)線定位技術(shù)是利用射頻信號(hào)和幾種常用定位算法，實(shí)現(xiàn)定位、追蹤和監(jiān)測(cè)特定目標(biāo)的位置的技術(shù)。常見(jiàn)的定位技術(shù)有：WiFi定位技術(shù)、藍(lán)牙定位技術(shù)、ZigBee定位技術(shù)、超寬帶（Ultra Wide Band，UWB）定位技術(shù)等。UWB定位在理論上可獲得厘米級(jí)甚至更高的定位精度, 在精確定位應(yīng)用中極具潛力，是當(dāng)前無(wú)線定位技術(shù)研究熱點(diǎn)[1]。

1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

要在三維空間中實(shí)現(xiàn)定位，定位系統(tǒng)至少需要3個(gè)錨節(jié)點(diǎn)，1個(gè)被測(cè)的可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，一臺(tái)運(yùn)行定位算法的定位服務(wù)器。在三維空間中，錨節(jié)點(diǎn)被安裝特定的已知位置，被測(cè)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在三維空間中可以隨意移動(dòng)。被測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分別與各個(gè)錨節(jié)點(diǎn)之間采用TDOA[2]算法確定兩者之間的距離，然后被測(cè)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)發(fā)送到定位服務(wù)器，由定位服務(wù)器根據(jù)定位算法計(jì)算出被測(cè)節(jié)點(diǎn)的空間位置[3]。錨節(jié)點(diǎn)與被測(cè)節(jié)點(diǎn)以及定位服務(wù)器端的接受器，在系統(tǒng)中采用相同的硬件結(jié)構(gòu)，由軟件分別實(shí)現(xiàn)不同的功能。……