[发明专利]基于UWB的室内定位方法

说明书

本发明提供一种基于UWB的室内定位方法，部署在监测区域的标签和锚节点组网通信，标签和配对的各个锚节点逐一测距，各个锚节点计算各自的飞行时间，并将测距数据经有线通信模块传输至服务器，服务器进行协作感知及采集，并根据各个锚节点发送的飞行时间，计算标签的位置。利用服务器来统一规划用于同一标签的锚节点编号及工作流程；时钟同步借助服务器通过网口周期性向各锚节点发送时钟同步消息实现，从而解决数据不同步的问题；在一个定位周期内利用服务器统计接收到的同一标签节点硬件地址的锚节点序号，并指定锚节点的顺序，避免多节点间的数据碰撞；提升各节点的智能化、网络化，提升定位时效，使得定位更加精确。

技术领域

本发明属于物联网应用技术领域，尤其涉及一种基于UWB的室内定位方法。

背景技术

随着大数据时代的到来，基于位置感知的物联网应用正在发挥越来越大的作用。

GPS定位技术具有局限性，比如当被定位物体位于室内时就难以接收到卫星的信号，而且GPS的定位精度在米量级，对于某些需要精确定位的情况，GPS的精度就远远不够。为解决上述技术问题，本领域技术人员提出基于UWB的室内定位方法，具有定位精度高、抗干扰能力强、功耗低等优点。2004年，IEEE发布802.15.4a信道模型，为超宽带测距定位算法的性能提供了基础，基于UWB的室内定位，获得了更快的发展速度和广阔的使用场景。

但是，随着室内定位系统复杂程度的提高，定位过程中经常会出现各节点时钟同步精度不够，而且会出现多节点之间的数据碰撞，使得定位过程出现数据丢失，而且使得定位时效性差，导致目前的基于UWB的室内定位方法不够精确。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于UWB的室内定位方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种基于UWB的室内定位方法，包括：部署在监测区域的标签和锚节点组网通信，各个锚节点计算飞行时间并发送至服务器；所述服务器根据各个锚节点发送的飞行时间，计算所述标签的位置。

在一些可选的实施例中，该方法之前还包括：所述标签、锚节点及服务器初始化各项硬件参数；锚节点向所述服务器发送初始化成功消息并打开双缓冲区，等待接收来自所述标签的blink消息；所述标签周期性广播发送blink消息，blink消息中包含标签的硬件地址；所述服务器确认各个锚节点均初始化成功后，通过网口周期性向各锚节点点发送时钟同步消息，各个锚节点通过时钟同步消息进行时钟校准。

在一些可选的实施例中，所述的基于UWB的室内定位方法，还包括：锚节点接收到blink消息后，将收到的blink消息中包含的标签的硬件地址发送给所述服务器；所述服务器统计接收到的同一标签的硬件地址的锚节点序号，依据各个锚节点接收到blink消息的时间为各个锚节点指定顺序；所述服务器参照目前空闲的时间序列，将最靠前的时间片设置给发送所述blink消息的标签，并发送控制指令至接收到所述blink消息的各个锚节点，安排收到所述blink消息的锚节点与发送所述blink消息的标签通信。

在一些可选的实施例中，所述的基于UWB的室内定位方法，还包括：锚节点向所述标签回复RANGE_INIT消息，RANGE_INIT消息用于告知所述标签分配好的时间片；所述标签在所述服务器设置好的时刻唤醒，发送POLL消息并标注发送时间戳至锚节点；所述服务器指定顺序后的各个锚节点在接收到所述标签发送的POLL消息后回复RESPONSE消息；所述标签收到各个锚节点的RESPONSE消息后发送FINAL消息，若收到RESPONSE消息个数小于4，则重新发送blink消息；各个锚节点收到FINAL消息后计算各自的飞行时间，并发送给所述服务器。