一种基于STM32的无线定位追踪系统的制作方法

本实用新型涉及室内定位技术领域，特别是涉及一种基于STM32的无线定位追踪系统。

背景技术：

随着社会的进步，人们对生活质量的要求越来越高，逐渐地想办法解决生活中的不便。日常生活中常常有老人因为负不起重物而劳累，更有旅客在为行李繁重而烦恼，超市购物时人们手推着车又同时兼顾购物的不便等等问题，急需一种能够解决这些问题的技术。开发一种无线定位追踪系统，搭建一种可移动的平台，用于搭载重物、或者一些无暇顾及的物品，及时稳定地自动追踪人们，可以消除这种生活中的不便，彻底解决人们因重物劳累身体等问题。

在现有的技术中，用于室内定位的技术主要有超声波探测、红外线室内定位和ZigBee测距。这些技术都分别适用于不同的环境，有着各自的优势。

超声波探测目前大多数采用反射式测距法，应用较为广泛，技术已经较为成熟，定位精度可达厘米级，能够进行远距离引导，但是在传输过程中衰减明显从而影响定位范围。红外线引导方向性强，但是容易受障碍物影响，应用于室内定位会常常受到室内墙体或物体的阻隔而导致定位出错，定位精度较低，实用性较低，不适合人员密集的公共场所。

ZigBee测距就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。利用这种技术，不仅可以小范围内传输所需要的数据，还能根据信号强度测出距离。这样利用若干个ZigBee模块进行自组网即能进行室内定位，定位精度较高，能够达到25cm以内，可靠性较高。但是在复杂的空间环境中，ZigBee测距的稳定性稍差，受噪声信号干扰较大。

本实用新型采用UWB超宽带室内定位技术，该技术是一种高精度低成本的无线定位技术，具有对信道衰落不敏感、系统复杂度低等优点。超宽带定位在早期被应用在近距离高速数据传输，近年来国外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位。因此，致力于超宽带UWB室内定位技术的研究，实现无线定位追踪系统，能够解决人们日常生活中的不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于STM32的无线定位追踪系统，用户持有手持设备，移动端根据定位基站的信息对手持设备进行定位和测距，并自动追踪手持设备，达到追踪用户的目的，消除用户背着沉重行李的困难和手推购物车的不便等问题。

本实用新型采用的技术方案是：这种基于STM32的无线定位追踪系统，包括微处理器、小车移动平台、电机驱动模块、避障模块、UWB超宽带定位基站装置、报警模块、用户手持设备、无线通信模块、无线测距模块、指南针辅助模块和液晶显示模块；所述的超宽带定位基站装置分布在室内的四周；所述的微处理器输入端分别连接至避障模块、无线通信模块、无线测距模块和指南针辅助模块，输出端连接至电机驱动模块；微处理器及各部分电路模块组成的系统搭载在小车移动平台上，组成基于STM32的无线定位追踪系统的移动端。

上述的一种基于STM32的无线定位追踪系统，所述的微处理器采用STM32F407VGT6芯片。

上述的一种基于STM32的无线定位追踪系统，所述的UWB超宽带定位基站装置包括四个DW1000超宽带定位模块、四个基于STM32F103C8T6微处理器组成的最小系统和四个电源模块。

上述的一种基于STM32的无线定位追踪系统，所述的手持设备是由微处理器、无线通信模块、无线测距模块、报警模块和液晶显示模块搭载出的子系统，与基于STM32的无线定位追踪系统的移动端互相通信与定位；如果移动端不在预定的轨迹范围内活动，则报警模块报警提醒用户；液晶显示模块显示移动端的速度和移动端与手持设备的位置信息。

上述的一种基于STM32的无线定位追踪系统，所述的指南针辅助模块能够用来确定移动端运动的方向，能够辅助移动端稳定准确地追踪手持设备。

上述的一种基于STM32的无线定位追踪系统，所述的无线通信模块是以ESP8266芯片为核心的WIFI无线传输模块，用于本系统的移动端与手持设备通信，以达到互相进行位置信息传输的目的。

上述的一种基于STM32的无线定位追踪系统，所述的无线测距模块是以DW1000芯片为核心的超宽带定位模块，是本系统的核心模块，在本系统中分别用于定位基站、移动端和手持设备中，可以用来确定移动端和手持设备当前的位置及移动端对手持设备进行测距。

本实用新型的技术效果在于：根据搭载无线定位追踪系统的移动端，用STM32微处理器作为主控制，通过UWB超宽带定位基站组成的网络对手持设备和移动端的定位，实现移动端自动追踪用户的手持设备，始终稳定地在距离手持设备1～2米的范围内按照一定的速度进行追踪。

附图说明

下面结合附图对实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的电路组成框图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的超宽带模块电路图。

图4为本实用新型移动端的核心电路图。

具体实施方式

参见图1，移动端的系统由微处理器、电机驱动模块、避障模块、无线通信模块、无线测距模块和指南针辅助模块组成。无线定位模块和无线通信模块是整个系统的核心模块，移动端的无线定位模块用于与手持设备相应的模块相互确定各自的位置信息，实现对手持设备测距的功能；移动端的无线通信模块将相关的位置信息及其它相关数据在移动端与手持设备之间进行传输；微处理器是基于ARM® Cortex® M 处理器内核的STM32F407VGT6芯片，是一种32位闪存微控制器，利用其自带丰富的接口特性，构建UART、SPI、IIC、ADC等外设，完成对外部接口电路的控制。手持设备的系统由微处理器、无线定位模块、无线通信模块、报警模块和液晶显示模块组成；手持设备的无线定位模块与无线通信模块与移动端的相应模块互相通信，其微处理器是以STM32F103C8T6为核心的最小单片机系统，用于手持设备系统的外设电路的控制。

图2是本实用新型的结构示意图，包括UWB超宽带定位基站、本实用新型的移动端和手持设备。UWB超宽带定位基站用于定位移动端和手持设备的位置信息，移动端对手持设备进行测距和互相通信，以确定移动端按照一定的速度稳定地追踪手持设备，手持设备不仅用于与移动端进行通信，还可以通过液晶显示模块显示相应的信息。

图3是本实用新型的超宽带模块电路，以超宽带定位芯片DW1000为核心，通过SPI总线与微处理器连接，互相传输数据；本模块有着独立的时钟输入，能够提供较为精准的时钟频率，不受处理器时钟影响；无线信号输出经过滤波器HHM1595A1滤波，得到较高精度的输出信号，连接至SMA座子输出。

图4是本实用新型移动端的核心电路图，由STM32F407VGT6微处理器、ESP8266接口、JTAG下载接口、UWB超宽带定位接口、电机驱动接口、超声波避障接口、指南针接口、通信串口接口和状态灯组成。电路中的接口是用于连接相对应的电路模块，分别实现各自的功能。由JTAG下载器向微处理器下载程序，通信串口接口用于与电脑上位机通信。整个电路的功能是由微处理器控制各个模块的使用，实现电路工作的稳定性和高效率传输数据。