[实用新型]基于UWB的高精度定位跟踪装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及室内定位跟踪技术领域，尤其涉及一种基于UWB的高精度定位跟踪装置及系统。

背景技术

在开阔的室外环境中，由全球定位跟踪系统GPS和北斗即可以提供非常精确的定位跟踪信息，而同时，人们对室内定位跟踪信息的需求也与日俱增，例如监狱、养老院、医院等都需要使用准确的室内定位跟踪信息来对相关人员实现高效的管理。通过GPS和北斗导航定位跟踪系统虽然能够在室外环境提供准确的定位跟踪信息，但由于其发射的微波信号通常非常微弱且频率很高，即需要沿着直线传播，且信号难以穿过墙壁，因而在室内通常接收不到信号，且其定位跟踪精度差、启动时间长，同时定位跟踪器终端还需要设置接收机，导致成本较高。

针对定位跟踪目前主要还存在以下几种方法：

1）射频识别（RFID）定位跟踪：RFID定位跟踪需要将具有唯一电子标码的射频标签放置在带定位跟踪物体上，通过读写器天线发射和接收射频信号来达到定位跟踪目的，因而其定位跟踪的作用距离短、功耗较大，且不方便集成。

2）蓝牙技术：目前蓝牙技术的通信距离还非常短、安全性低，且成本较高。

3）载波通信：目前大部分定位跟踪标签均是基于载波通信，但此类方法还需要设置接收中频系统，因而结构复杂、功耗大，通常难以集成，且其信号抗干扰性差、穿墙能力差、定位跟踪精度不高，特别是在复杂环境情况下，基于载波通信通常很难实现实时定位跟踪。

综上所述，目前的上述定位跟踪技术应用于室内环境（特别是室内复杂环境）进行定位跟踪时均存在一定限制，主要包括：启动时间长，实时定位效果差；信号容易衰减，抗干扰性差；定位精度差，受环境影响较大；整体功耗大，连续工作时间不长，不方便随身携带；结构复杂、成本较高，不方便系统集成等。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、所需成本低、定位跟踪精度高且功耗低，能够适用于室内复杂环境下实现实时定位跟踪的基于UWB的高精度定位跟踪装置及系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种基于UWB的高精度定位跟踪装置，包括依次连接的运动状态检测模块、控制模块、UWB定位模块以及发射天线模块，所述运动状态检测模块实时检测待定位跟踪目标的运动状态，当检测到待定位跟踪目标为运动时产生运动状态信号并作为启动信号发送至所述控制模块，所述控制模块接收到所述启动信号后，控制所述UWB定位模块产生用于定位跟踪目标位置的UWB定位信号，经所述发射天线模块进行发送。

作为本实用新型的进一步改进：所述运动状态检测模块为基于加速度传感器的运动状态检测电路。

作为本实用新型的进一步改进：所述加速度传感器为MEMS加速度传感器。

作为本实用新型的进一步改进：所述UWB定位模块包括UWB定位信号产生单元以及射频放大单元，所述UWB定位信号产生单元以预设频率产生所述UWB定位信号，经所述射频放大单元进行功率放大后，输出至所述发射天线模块。

作为本实用新型的进一步改进：所述发射天线模块包括带有接地点的全向微带印刷天线，所述全向微带印刷天线的接地点设置在辐射体上。

作为本实用新型的进一步改进：还包括用于发送告警信息的告警模块，所述告警模块与所述控制模块连接。

作为本实用新型的进一步改进：所述告警模块包括告警输入按键、告警检测电路以及第一告警输出电路，所述告警检测电路实时检测所述告警输入按键的输入状态，并当检测到有按键信号输入时，输出触发信号至所述控制模块，通过所述控制模块控制所述第一告警输出电路输出告警信息。

作为本实用新型的进一步改进：所述告警模块包括线圈环路电路、触发电路以及第二告警输出电路，所述线圈环路电路包括线圈以及分别设置在所述线圈两端的两个具有不同阻值的电阻，所述线圈通过两个所述电阻连接至所述控制模块，所述触发电路实时检测所述线圈环路电路两端的电压，当检测到的所述电压发生突变时，发送触发信号至所述控制模块，所述控制模块控制所述第二告警输出电路输出告警信息。

作为本实用新型的进一步改进：所述告警模块还包括低电压告警单元，所述低电压告警单元包括电压检测电路以及低电压告警输出电路，所述电压检测电路实时检测所述控制模块的电压，并当检测到的电压低于预设阈值时，通过所述低电压告警输出电路输出低电压告警信号。