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什么是超宽带及其工作原理?
UWB 是一种类似于蓝牙或 Wi-Fi 的短距离无线通信协议。它还使用无线电波进行通信并以
非常高的频率运行。顾名思义,它还使用几 GHz 的宽频谱。可以将其想象成一种雷达,可
以连续扫描整个房间并像激光束一样精确锁定物体以发现其位置并传输数据。
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超宽带的主要目的是位置发现和设备测距。虽然 Wi-Fi 和蓝牙都经过修改以允许更准确地
定位其他设备并连接到它们,但 UWB 本身更精确并且耗电量更少。
UWB 发射机通过在宽频谱频率上发送数十亿个脉冲来工作。相应的接收器接收信号,通过
侦听发射器发送的熟悉的脉冲序列将脉冲转换为数据。大约每两纳秒发送一个脉冲,这有
助于 UWB 实现其实时精度。
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“锚点”和“标签”的概念对于理解 UWB 的距离和位置测量很重要。锚点通常是具有已知
位置的固定 UWB 设备。标签一般是指移动 UWB 设备。锚点和标签交换信息以建立它们之间
的距离。可以通过与多个锚点通信来确定标签的确切位置。一些设备可以充当锚点或标
签。
DW3000 软件安装
要在 Arduino IDE 上使用 DW3000 和 ESP32,我们需要一个 DW3000 库。DW3000 库提供
了将 Decawave 的 DW3000 芯片/模块与任何微控制器一起使用的功能。
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对于锚定部分,我们只需要一根 Micro-USB 数据线。但对于标签部分,我们需要一个
0.96" I2C OLED 显示器和一个移动电源。I2C OLED 将显示标签与锚点的距离。移动电源
或电池将为可移动标签供电。
在标签部分,将 0.96″ I2C OLED 显示器 I2C 引脚(SDA 和 SCL)连接到 ESP32 GP21
和 GP22 引脚。将 OLED 显示器的 VCC 和 GND 引脚连接到 ESP32 3.3V 和 GND 引脚。
范围测试的源代码/程序
我们将用于测试 ESP32 DW3000 开发板的代码取自库示例。使用此示例,我们可以进行实
际位于 10-20 米距离之间的范围测试。
在进入测试部分之前,我们需要了解天线延迟校准。在超宽带 (UWB) 系统中,天线延迟校
准是测量和补偿由于天线的物理特性而在信号传输和接收之间发生的固有时间延迟的过
程。这种延迟会因信号频率、天线的大小和形状以及发射器和接收器之间的距离等因素而
变化。天线延迟校准对于确保 UWB 系统中准确的飞行时间 (ToF) 测量和提高系统的整体
性能非常重要。这可以通过测量信道的脉冲响应然后补偿延迟来完成。
对于我们的代码部分,我们已将 64 MHz PRF 的默认天线延迟值设置为 16385。您可以在
以下代码行中根据您的 UWB 模块行为和测距精度对其进行修改。
/* Default antenna delay values for 64 MHz PRF. See NOTE 2 below. */
#define TX_ANT_DLY 16385
#define RX_ANT_DLY 16385
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- chunhan022024-04-08感谢资源主分享的资源解决了我当下的问题,非常有用的资源。
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