[发明专利]高精度局部无线定位系统

权利要求书

1.一种高精度局部无线定位系统，其特征在于：包括锚节点(1)、被定位目标节点(2)和中心处理模块(3)，所述锚节点(1)包括顶点锚节点和中心锚节点，顶点锚节点部署在被定位区域边缘的多边形的顶点上，中心锚节点紧靠部署在该多边形中心的中心处理模块(3)，每个锚节点(1)分别与中心处理模块(3)连接；所述被定位目标节点(2)平时处于睡眠状态，当需要被定位时，锚节点(1)向其发出唤醒信号，被定位目标节点(2)被唤醒后，发射经ASK调制器调制的无线信号，然后继续睡眠，直到下一次被唤醒；该无线信号通过锚节点(1)的解调和鉴相处理以及基于接收信号相位差的相关运算得到若干组到达时间差，再根据这些锚节点(1)之间的位置关系，确定被定位节点(2)的位置。

2.根据权利要求1所述的高精度局部无线定位系统，其特征在于：所述锚节点(1)的个数为n(n≥4)个，其中n-1个锚节点部署在多边形的顶点，1个锚节点部署在多边形的中心；所述中心处理模块(3)包括C_n²个鉴相器、一个带有C_n²路A/D转换器的微处理器MCU、一片实现数字调制和解调功能的FPGA芯片；每个鉴相器可测量两个锚节点信号的相位差；C_n²个鉴相器输出的相位差信号送给C_n²路A/D转换器采样后交给微处理器MCU，计算出被定位目标节点(2)的位置；微处理器MCU控制FPGA芯片产生数字调制信号或接收FPGA芯片送来的解调数据。

3.根据权利要求2所述的高精度局部无线定位系统，其特征在于：所述锚节点(1)的个数为五个，其中四个锚节点部署在多边形的顶点，一个锚节点部署在多边形的中心；所述中心处理模块(3)包括十个鉴相器、一个带有十路A/D转换器的微处理器MCU、一片实现数字调制和解调功能的FPGA芯片；每个鉴相器可测量两个锚节点信号的相位差；十个鉴相器输出的相位差信号送给十路A/D转换器采样后交给微处理器MCU，计算出被定位目标节点(2)的位置；微处理器MCU控制FPGA芯片产生数字调制信号或接收FPGA芯片送来的解调数据。

4.根据权利要求1至3任一项所述的高精度局部无线定位系统，其特征在于：所述被定位目标节点(2)包括调制/解调和射频功能模块，被定位目标节点(2)发射经ASK调制器调制的无线信号，该无线信号被若干个锚节点(1)同时接收和处理。

5.根据权利要求1至3任一项所述的高精度局部无线定位系统，其特征在于：所述被定位目标节点(2)平时处于睡眠状态，仅当被锚节点(1)发出的唤醒脉冲唤醒后，在唤醒时间范围T内的任意时刻随机地发射一次经ASK调制器调制的无线信号，然后继续睡眠，直到下一次被唤醒。

6.根据权利要求5所述的高精度局部无线定位系统，其特征在于：所述经ASK调制器调制的无线信号的数据包括节点标识号、奇偶校验码和测距信号。

7.根据权利要求1至3任一项所述的高精度局部无线定位系统，其特征在于：所述锚节点(1)包括天线和引线，每个锚节点(1)通过各自的引线与中心处理模块(3)连接，顶点锚节点的引线长度相同，中心锚节点紧靠中心处理模块(3)。