[发明专利]一种基于NB网络的多基站多标签UWB定位方法

权利要求书

1.一种基于NB网络的多基站多标签UWB定位方法，其针对标签与基站时钟不同步的情况下进行测距，其特征在于，所述定位方法包括步骤：

步骤S1，标签n向基站x广播询问帧，其中，标签n和基站x分别代表第n个标签和第x个基站；

步骤S2，基站x接收到所述询问帧后，经过随机延时，向所述标签n发送应答帧，同时缓存记录发送时间T1；

步骤S3，所述标签n接收到所述应答帧后，向所述基站x发送开始帧，同时缓存记录接收时间T2和发送时间T3；

步骤S4，所述基站x接收所述开始帧后，向所述标签n发送数据帧，其中，数据帧包括缓存记录的接收时间T4，此次的发送时间T5以及T1；

步骤S5，所述标签n接收到所述数据帧后，缓存记录接收时间T6，对T1、T2以及T5进行读取，并结合T2、T3以及T6计算出电磁波的传输时间，进而计算出标签n与基站x之间的距离d；所述距离d表示为：d=Tprop*C，其中，Tprop是电磁波空中传播时间，C是光速，d是标签与基站之间的距离；所述电磁波的空中传播时间Tprop表示为：，其中，T1是基站给标签发送应答帧的时间，T2是标签接收基站应答帧的时间，T3是标签给基站发送开始帧的时间，T4是基站接收标签开始帧的时间，T5是基站给标签发送数据帧的时间，T6是标签接收基站数据帧的时间；

所述标签在定位过程中，会接收不同基站发送的应答帧和数据帧；所述标签的工作方法包括步骤：

步骤一，标签向基站广播询问帧；

步骤二，基站收到所述询问帧后，向所述标签发送一帧，并判断所述标签是否收到一帧：若为是，执行步骤三；若为否，则执行步骤四；

步骤三，判断所述标签收到的一帧是否为应答帧：若为是，则执行步骤五；若为否，则执行步骤六；

步骤四，判断是否达到工作时长：若为是，则结束，若为否，则执行步骤十一；

步骤五，读取基站x，缓存记录标签接收基站x应答帧的接收时间（x,T2）；

步骤六，所述标签收到的一帧为数据帧，读取基站y，同时在基站y找到缓存记录时间T2、T3；

步骤七，在所述标签中记录接收时间T6，并从所述数据帧中读取T1、T4、T5，计算所述标签与基站y之间的距离；

步骤八，将标签中的数据上传，并执行步骤四；

步骤九，判断基站x是否已测过距离：若为是，则执行步骤四；若为否，则执行步骤十；

步骤十，缓存记录标签给基站x发送开始帧的发送时间（x,T3），并执行步骤四；

步骤十一，判断服务器是否已经计算了三个基站的距离：若为是，则结束，若为否，则执行步骤十二；

步骤十二，判断是否还发送询问帧：若为是，则执行步骤一；若为否，则执行步骤二；

所述基站的工作方法包括步骤：

步骤①，标签向基站发送一帧，判断基站是否收到一帧：若为是，则执行步骤②；若为否，则执行步骤④和步骤⑥；

步骤②，判断基站收到的一帧是否为询问帧：若为是，则执行步骤③；若为否，则执行步骤⑤；

步骤③，基站根据该询问帧读取相应的标签n；

步骤④，经过随机延时后，基站向步骤③中的标签n发送应答帧，并缓存记录发送时间（n,T1）；

步骤⑤，基站收到的是开始帧，基站根据该开始帧读取相应的标签m，通过标签m寻找上次的发送时间T1；

步骤⑥，基站记录接收时间T4，发送时间T5，同时基站向标签m发送数据帧（T1,T4,T5）。

2.如权利要求1所述的基于NB网络的多基站多标签UWB定位方法，其特征在于，在步骤④中，所述随机延时采用随机数生成算法，以使多个基站顺利工作。

3.一种基于NB网络的多基站多标签UWB定位系统，其特征在于，其采用如权利要求1或2所述的基于NB网络的多基站多标签UWB定位方法进行定位。

4.如权利要求3所述的基于NB网络的多基站多标签UWB定位系统，其特征在于，所述定位系统包括：

多个标签，多个所述标签分别设置在不同工作人员的身上；

多个基站，多个基站设置在厂里，与标签互相通信；以及

服务器，接收基站发送的数据，并存储和计算标签的位置信息。