本发明涉及一种晶振模块系统，具体涉及一种共用晶振的uwb模块的精密测距系统。
背景技术
uwb(ultrawideband，超宽带)技术作为一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术，它不需要使用传统通信体制中的载波，通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有ghz量级的带宽。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等多种优点，因而非常适用于室内环境中对静止或移动的物体、人进行定位测距。但uwb技术作为一种短距离的无线通信方式，其信号的传输距离较短且抗干扰能力差，因而将其应用进行定位测距时，作用范围较短。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是目前uwb模块系统通常采用一一对应的晶振进行控制，，但是由于晶振在震动时不同频，会产生微小的时间误差，该时间误差会造成测距时候又较大影响，影响系统对距离的判断，当前单uwb芯片会涉及到发送接受等功能或状态切换，会在芯片进行发送、接收状态切换时，消耗很多时间，目的在于提供一种共用晶振的uwb模块的精密测距系统，解决上述的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种共用晶振的uwb模块的精密测距系统，包括设置有信号收发端一和信号收发端二，所述信号收发端一与信号收发端二结构一致，信号收发端一向信号收发端二发送信号，信号收发端二进行反馈，所述信号收发端一中设置有两个及以上的uwb芯片，所述uwb芯片同时与一个共用晶振连接，通过共用晶振给予的时钟信号对各个uwb芯片的时间进行同步，每个uwb芯片单独进行接收信号或者发送信号，信号收发端一其中一个uwb芯片进行发送信号至信号收发端二，信号收发端二中的一个uwb芯片负责接收该信号，接收的同时，通过共用晶振向另一个uwb芯片提供时间，该uwb芯片发送反馈信息，将反馈信息发送至信号收发端一中负责接收的uwb芯片中，根据各个收发端的收发时间点与信号传播速度，进行收发端一与收发端二的距离测量。
目前常规的uwb芯片采用的时钟生成方式是通过一一对应的mcu控制单元和uwb芯片晶振进行控制，这样在复杂系统内，会采用若干个uwb芯片，不同的uwb芯片通过与之对应的晶振接收到的时钟信号可能会有微弱的误差，因为uwb芯片是利用无载波通讯的技术，利用的是纳秒甚至到微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，这样会要求时钟电路同步率很高，采用目前的技术，因为不同的晶振之间总会产生十分微弱的误差，但是放大在纳秒级别的时间内，误差就比较大，所以本申请文件为了解决这一技术问题，通过设置一个共用晶振产生的震荡电路，向各个uwb芯片同步发送时钟信号，因为采用的是共用晶振，即所有的uwb芯片对应用同一个晶振，减少多个晶振之间会产生的误差。本系统的工作原理为，mcu控制单元向uwb芯片发送配置数据，uwb芯片的信号收发端将配置的数据发送出去，并接收其反馈，在发送时候，uwb芯片共用晶振会产生一个时钟信号，给发出数据进行定时，在接收到反馈后，该晶振还会产生一个时钟信号，再次进行定时。uwb芯片内部设置有存储器会将两次时钟信号产生的数据进行存储，mcu控制单元与uwb芯片进行数据交换和通讯时，mcu控制单元能够调取uwb芯片内存储器的数据，通过发送时间和接收时间的时间点，利用电磁波传播速度与时间的关系能够计算距离，因为采用了共用晶振统一了时间基准，并且独立了发送接收功能，使其获取数据的精度显著提升。
进一步地，所述mcu控制单元上设置有40个引脚，其中32个为通讯引脚，根据每个uwb芯片采用的通讯协议不同，uwb芯片占用的引脚数量不同。单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和i/o引脚，其中的电源、时钟会各自占用2个引脚，控制电路预留4个引脚进行控制，剩余的即为i/o接口的通讯引脚，根据uwb芯片采用的通讯协议类型不同，每个uwb芯片占用的引脚数量为1个及以上。即一个mcu控制单元上一般能够同时与8个uwb芯片进行匹配，uwb芯片超过占用的通讯引脚后，需要多增加mcu控制单元进行匹配。
进一步地，所述mcu控制单元与对应的uwb芯片进行匹配，并且对对应的uwb芯片进行配置，根据uwb芯片的通讯端进行数据配置。通过mcu控制单元对uwb芯片进行配置，所述mcu控制单元能够与uwb芯片进行通信交换数据，也能够调取uwb芯片内存储器的数据。
进一步地，所述uwb芯片共用晶振采用有源晶振。晶振分为有源晶振和无源晶振，无源晶振也称谐振器，晶振脚位通常以2脚和4脚居多，无源晶振在电路中需要借助外部电路起振，自身无法起振。这样就不能够达到本申请文件所要求的效果，而有源晶振也称之为振荡器，与无源晶振的区别所在之处就是有源晶振自身能够震荡，无需借助外部电路，因其自身结构内部有振荡片。采用有源晶振，还能够提高整个系统的精度。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种共用晶振的uwb模块的精密测距系统，通过共用晶振能够减少系统误差，采用一个晶振电路提供晶振信号能够提高系统精度；
2、本发明一种共用晶振的uwb模块的精密测距系统，能够精准测量两个模块之间的距离，因为采用的使共用晶振，其获取数据的精度会显著提升。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为现有技术系统流程图。
图2为本发明系统流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一
如图1、2所示，本发明一种共用晶振的uwb模块的精密测距系统，包括设置有信号收发端一和信号收发端二，所述信号收发端一与信号收发端二结构一致，信号收发端一向信号收发端二发送信号，信号收发端二进行反馈，所述信号收发端一中设置有两个及以上的uwb芯片，所述uwb芯片同时与一个共用晶振连接，通过共用晶振给予的时钟信号对各个uwb芯片的时间进行统一，每个uwb芯片单独进行接收信号或者发送信号，信号收发端一其中一个uwb芯片进行发送信号至信号收发端二，信号收发端二中的一个uwb芯片负责接收该信号，接收的同时，通过共用晶振向另一个uwb芯片发出信号，该uwb芯片发送反馈信息，将反馈信息发送至信号收发端一中负责接收的uwb芯片中，根据信号收发端一的发送时间和接收时间于传播速度关系，进行测距。目前常规的uwb芯片采用的时钟生成方式是通过一一对应的mcu控制单元和uwb芯片晶振进行控制，这样在复杂系统内，会采用若干个uwb芯片，不同的uwb芯片通过与之对应的晶振接收到的时钟信号可能会有微弱的误差，因为uwb芯片是利用无载波通讯的技术，利用的是纳秒甚至到微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，这样会要求时钟电路同步率很高，采用目前的技术，因为不同的晶振之间总会产生十分微弱的误差，但是放大在纳秒级别的时间内，误差就比较大，所以本申请文件为了解决这一技术问题，通过设置一个共用晶振产生的震荡电路，向各个uwb芯片同步发送时钟信号，因为采用的是共用晶振，即所有的uwb芯片对应用同一个晶振，减少多个晶振之间会产生的误差。本系统的工作原理为，mcu控制单元向uwb芯片发送配置数据，uwb芯片的信号收发端将配置的数据发送出去，并接收其反馈，在发送时候，uwb芯片共用晶振会产生一个时钟信号，给发出数据进行定时，在接收到反馈后，该晶振还会产生一个时钟信号，再次进行定时。uwb芯片内部设置有存储器会将两次时钟信号产生的数据进行存储，mcu控制单元与uwb芯片进行数据交换和通讯时，mcu控制单元能够调取uwb芯片内存储器的数据，通过发送时间和接收时间的时间点，利用电磁波传播速度与时间的关系能够计算距离，就能够得到信号收发端一与信号收发端二的距离，因为采用的使共用晶振，其获取数据的精度会显著提升。
常规晶振精度在2ppm到20ppm时无法进行高精度测量，1ns(纳秒误差就会导致30cm的测量误差)而晶振本身随着运行时间的增加误差就会不断增大出现测量不精准。目前市面上基本都是误差在10cm左右。我们现在的方式可以尽量减少不必要的时间开支，和必要的两个uwb模块的时间同步。我们的共用晶振的多个uwb测距，通过共用晶振来提高测量精度。本方案采用的是一个uwb芯片只管接收另一个只管发送，这样会很快的完成一个测量流程，快速完成就减少了测量时间，晶振误差也就变小，使测量更加精准。然后共用晶振保证了他们有相同的时间基准。大家都用的一个时间。这样可以将精度精确在毫米级别，保证测距的精度。
进一步地，所述mcu控制单元与对应的uwb芯片进行匹配，并且对对应的uwb芯片进行配置，根据uwb芯片的通讯端进行数据配置。通过mcu控制单元对uwb芯片进行配置，所述mcu控制单元能够与uwb芯片进行通信交换数据，也能够调取uwb芯片内存储器的数据。
进一步地，所述uwb芯片共用晶振采用有源晶振。晶振分为有源晶振和无源晶振，无源晶振也称谐振器，晶振脚位通常以2脚和4脚居多，无源晶振在电路中需要借助外部电路起振，自身无法起振。这样就不能够达到本申请文件所要求的效果，而有源晶振也称之为振荡器，与无源晶振的区别所在之处就是有源晶振自身能够震荡，无需借助外部电路，因其自身结构内部有振荡片。采用有源晶振，还能够提高整个系统的精度。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上进行优化选型，所述mcu控制单元上设置有40个引脚，其中32个为通讯引脚，根据每个uwb芯片采用的通讯协议不同，uwb芯片占用的引脚数量不同。单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和i/o引脚，其中的电源、时钟会各自占用2个引脚，控制电路预留4个引脚进行控制，剩余的即为i/o接口的通讯引脚，根据uwb芯片采用的通讯协议类型不同，每个uwb芯片占用的引脚数量为1个及以上。即一个mcu控制单元上一般能够同时与8个uwb芯片进行匹配，uwb芯片超过占用的通讯引脚后，需要多增加mcu控制单元进行匹配。
在具体的mcu控制单元引脚连接上，其中电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是5v电源，其中正极接40管脚，负极(地)接20管脚。振蒎电路是一种时序电路，必须供给脉冲信号才能正常工作，在mcu控制单元内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、19脚。只要买来晶体震荡器，电容，将其连接在18、19脚上，就能够正常使用了。ea管脚接到正电源端。其他的为通讯的i/o接口引脚，分别连接uwb芯片。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。