一种UWB通信定位手机及系统技术方案

一种UWB通信定位手机及系统，UWB通信定位手机包括手机、UWB部件和USB‑SPI转换接口，所述手机包括CPU、RF部分、显示与控制部分和USB接口，RF部分、显示与控制部分、USB接口分别与CPU连接；所述UWB部件包括UWB通信定位芯片和天线、SPI接口，天线、SPI接口分别与UWB通信定位芯片连接；所述USB‑SPI转换接口包括USB接口和SPI接口，手机的USB接口和USB‑SPI转换接口的USB接口连接，UWB部件的SPI接口和USB‑SPI转换接口的SPI接口连接。本实用新型专利技术结构简单，实现方便，安全可靠，可操作性强，具有重要的市场价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于通信领域，是一种新型的UWB通信定位手机及系统。
技术介绍
室外定位技术已经非常成熟，市场上有多种GNSS设备可以满足不同用户从米级到毫米级的各种需求。而事实上，众多行业都对室内定位技术提出越来越高的要求，例如物联网行业，旅游行业，商业场所，机场，消防，公安，军用，停车场，医院，机器人，无人机，隧道矿井等。对于室内定位，虽然目前有多种解决方案，例如WIFI指纹定位，超声波定位，蓝牙定位，地磁定位，伪卫星定位，UWB定位等，但是由于技术局限以及成本问题，目前尚未有像GNSS定位技术一样让不同用户满意的成熟产品，更进一步说，这些技术要么定位精度无法满足要求，要么成本太高，因此难以推广。在众多室内定位技术解决方案中，目前来看，UWB技术是比较能在精度和成本之间取得平衡的一种技术，最有希望能得到发展的推广，从而真正实现室内室外定位的无缝融合。而目前的UWB定位设备，仅仅是作为独立的系统运行，未能与手机结合在一起，因此导致手机的室内定位精度始终不能得到根本性的提高。手机定位的重要性已经得到广泛的认可，目前，几乎任何一部智能手机都安装了GNSS接收机，具备定位功能目前为止，而手机的室内定位却一直未能有较大突破。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本技术提出一种UWB通信定位手机及相应系统。本技术提出一种UWB通信定位手机，包括手机、UWB部件和USB-SPI转换接口，所述手机包括CPU、RF部分、显示与控制部分和USB接口，RF部分、显示与控制部分、USB接口分别与CPU连接；所述UWB部件包括UWB通信定位芯片和天线、SPI接口，天线、SPI接口分别与UWB通信定位芯片连接；所述USB-SPI转换接口包括USB接口和SPI接口，手机的USB接口和USB-SPI转换接口的USB接口连接，UWB部件的SPI接口和USB-SPI转换接口的SPI接口连接。而且，UWB部件采用DECAWAVEDWM1000芯片。而且，USB-SPI转换接口采用FT311D芯片。而且，手机的CPU和UWB部件不通过USB-SPI转换接口直接连接。本专利技术还提出一种UWB通信定位系统，包括UWB通信定位手机、两个以上锚点和定位服务器，UWB通信定位手机和锚点之间建立通信连接，锚点和定位服务器之间建立通信连接，定位服务器和手机之间建立通信连接，所述UWB通信定位手机，包括手机、UWB部件和USB-SPI转换接口，所述手机包括CPU、RF部分、显示与控制部分和USB接口，RF部分、显示与控制部分、USB接口分别与CPU连接；所述UWB部件包括UWB通信定位芯片和天线、SPI接口，天线、SPI接口分别与UWB通信定位芯片连接；所述USB-SPI转换接口包括USB接口和SPI接口，手机的USB接口和USB-SPI转换接口的USB接口连接，UWB部件的SPI接口和USB-SPI转换接口的SPI接口连接。而且，UWB部件采用DECAWAVEDWM1000芯片。而且，USB-SPI转换接口采用FT311D芯片。而且，手机的CPU和UWB部件不通过USB-SPI转换接口直接连接。本技术将UWB装置安装在手机上，并将UWB设备与通信设备自身做通信连接，从而实现通信设备的通信和定位。本技术结构简单，实现方便，安全可靠，可操作性强，具有重要的市场价值。附图说明图1本技术实施例的原理示意图。图2本技术实施例的结构图。具体实施方式以下结合附图和实施例详细说明本技术技术方案。本技术考虑到，如今，低成本UWB的室内定位精度可以达到分米级，而实现UWB定位功能的设备也已经芯片化，配套的天线尺寸也只有几个毫米见方，其体积可以允许放在通用手机中，从而使得手机的室内外定位无缝集成，降低手机室内定位的复杂程度，提高手机室内定位精度。因此，本技术提出将UWB装置安装在手机上，并将UWB设备与通信设备自身做通信连接，从而实现通信设备的通信和定位。UWB的定位原理是，未知位置的UWB设备(通常称作Tag)通过测量与已知位置设备(通常称作Anchor)之间的距离，当Tag获取到与两个以及两个以上Anchor之间的距离后，就可以通过解方程的方式得到自身的平面位置，当Tag获取到与三个以及三个以上Anchor之间的距离后，就可以通过解方程的方式得到自身的三维位置。随着UWB技术的成熟化，UWB通信已经实现单片化，天线也实现了微型化。DECAWAVE公司推出的DW1000单芯片UWB通信集成电路尺寸已经缩减到6mmX6mm，而其他公司配套的陶瓷天线尺寸也将尺寸缩小到数个毫米。在这样的前提下，可以实现将UWB通信系统集成在通用的通信设备中，使得普通的设备可以实现通过UWB进行室内外定位。可以在在设计具备UWB通信和定位功能的手机时，衡量原先的手机的硬件和软件资源，确认有足够的资源供UWB部件使用，例如需要具备足够的接口与UWB部件连接，有足够的CPU资源和内存资源用以控制UWB部件实现通信和定位，并且预留出安放UWB部件的空间。UWB部件包含UWB通信定位芯片和天线。硬件电路设计的时候，将UWB部件与CPU直接连接，或者通过USB接口等中间设备将UWB部件与CPU连接起来，使CPU可以和UWB部件通信。具体使用时，只需相应的驱动程序，使CPU上运行的操作系统或者主控程序可以驱动UWB部件；以及相应的应用程序，使用户可以使用UWB设备进行通信和定位。实施例以普通的运行Android系统的手机为例，说明如何将UWB通信和定位功能加入到手机中去。目前大多数手机都是智能手机，自身具备CPU和操作系统以及应用软件，具备集成UWB通信和定位功能的基础。由于现在的手机在设计的时候都非常紧凑，内部没有多余的空间来安装UWB部件，对手机的CPU进行逆向工程以及焊接操作难度也相当大。因此本实施例将UWB设备通过OTG外设的方式与手机连接，UWB设备没有与CPU直接连接，而是通过USB接口进行了接口转换。在具体实施时，新设计具备UWB功能的手机的时候，可以将UWB部件的空间预留出来，并在电路设计上直接将UWB设备与手机的CPU连接。实施例提供的一种UWB通信定位手机，包括手机、UWB部件和USB-SPI转换接口，所述手机包括CPU、RF部分、显示与控制部分和USB接口，RF部分、显示与控制部分、USB接口分别与CPU连接；所述UWB部件包括UWB通信定位芯片和天线、SPI接口，天线、SPI接口分别与UWB通信定位芯片连接；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种UWB通信定位手机，其特征在于：包括手机、UWB部件和USB‑SPI转换接口，所述手机包括CPU、RF部分、显示与控制部分和USB接口，RF部分、显示与控制部分、USB接口分别与CPU连接；所述UWB部件包括UWB通信定位芯片和天线、SPI接口，天线、SPI接口分别与UWB通信定位芯片连接；所述USB‑SPI转换接口包括USB接口和SPI接口，手机的USB接口和USB‑SPI转换接口的USB接口连接，UWB部件的SPI接口和USB‑SPI转换接口的SPI接口连接。

【技术特征摘要】
1.一种UWB通信定位手机，其特征在于：包括手机、UWB部件和USB-SPI转换接口，所
述手机包括CPU、RF部分、显示与控制部分和USB接口，RF部分、显示与控制部分、USB
接口分别与CPU连接；所述UWB部件包括UWB通信定位芯片和天线、SPI接口，天线、
SPI接口分别与UWB通信定位芯片连接；所述USB-SPI转换接口包括USB接口和SPI接口，
手机的USB接口和USB-SPI转换接口的USB接口连接，UWB部件的SPI接口和USB-SPI
转换接口的SPI接口连接。
2.根据权利要求1所述UWB通信定位手机，其特征在于：UWB部件采用DECAWAVE
DWM1000芯片。
3.根据权利要求1或2所述UWB通信定位手机，其特征在于：USB-SPI转换接口采用FT311D
芯片。
4.根据权利要求1所述UWB通信定位手机，其特征在于：手机的CPU和UWB部件不通过
USB-SPI转换接口直接连接。
5.一种UWB通信定位系统，其特征在于：包括UWB通信定位手机、两个以上UWB锚点
和定位服务器，U...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42