基于UWB室内定位的下位机驱动。 定位精度：20cm 定位频率：每秒1~30次 使用频率：6.5GHz 使用带宽：500MHz 使用功率：<-35dBm/MHz
基本架构
SPI USB/UART
DWM1000 <===> STM32 <===> Host(PC/Android/MCU)
使用Keli MDK进行构建，工程文件位于USER/目录下。
主要的Config均位于 CONFIG.h 文件中
配置结点类型需要通过反注释以下几个#define
//#define TX
#define RX
从距离到时间的换算公式为: 延时 = 距离(米) / 4.6917519677e-3
其中4.6917519677e-3为40位计数器一个周斯内电磁波的传播距离
RX与TX的Antenna Delay之和为两者测距时的稳态误差。 例如，TX与RX1的测距稳态误差为158米，则两者天线延时之和为： 158 / 4.691e-3 = 33675
计算出相应的延时后，将延时写到如下位置：
#define TX_ANTENNA_DELAY 16838
#define RX1_ANTENNA_DELAY 17137
#define RX2_ANTENNA_DELAY 16952
#define RX3_ANTENNA_DELAY 11439
NOTE:
在增加新的RX结点时，如RX4等等，需要在DW1000.c中的 get_antenna_delay 函数中增加相应的分支判断。
// DW1000.c
int get_antenna_delay(u8 n) {
switch (n & 0x0F) {
case 0x01:
return RX1_ANTENNA_DELAY;
case 0x02:
return RX2_ANTENNA_DELAY;
case 0x03:
return RX3_ANTENNA_DELAY;
default:
return -30000;
}
}
首先可以通过设置DEBUG_LVL的值来控制输出Log的数量，设置为:
- 0: 正常使用时需设置为0
- 1: 会输出关于收发事件的Log
- 2: 会输出关于详细的关于收发事件的Log及状态位
另外还可以通过注释以下两行与否来决定是否输出MPU6050的信息与DW1000的温 度电压信息
#define USE_MPU6050
#define USE_TEMP_VOLT_SENSOR
Host to Controller Comm
Baudrate 921600
CMD/LOC
+-------+---------------+---------------+----------------+----------------+
| Bytes | 0 | 1 | PARAMS | N |
+-------+---------------+---------------+----------------+----------------+
| def | TYPE | SUBTYPE | | CRC8 |
+-------+---------------+---------------+----------------+----------------+
MSG
+-------+---------------+---------------+---------------------------+
| Bytes | 0 | 1 | 2 - 5 |
+-------+---------------+---------------+---------------------------+
| def | TYPE | LEN | SEQ (IN BYTE) |
+-------+---------------+---------------+---------------------------+
+-------+----------------------+----------------------+
| Bytes | 6 - 13 | 14 - 21 |
+-------+----------------------+----------------------+
| def | SRC ADDRESS | DST ADDRESS |
+-------+----------------------+----------------------+
+-------+---------------------+---------------+----------------+
| Bytes | 22 - 85 | 86 | 87 |
+-------+---------------------+---------------+----------------+
| def | Payload max(64) | CRC16 | CRC16 |
+-------+---------------------+---------------+----------------+
MSG TOTAL LENGTH MAX 88 (0 - 87)
1. Frame Type
//00 - RES
01 - Message
Host to Controller(H2C)
The payload carries the raw message to sent, see raw_write().
Controller to Host(C2H)
The payload carries the raw message received, see raw_read().
10 - Distance / Location poll Trigger the Location Service.
On
Off
Calibration
11 - Command
Reboot.
Write Reg.
H2C - Read Reg.
C2H - Return the Read Reg Result.
Set log level?
2. Packet Length
Total length of all Payloads in a sequence in Unsigned 8 bits Integer.
3. CRC
CRC16 of the frame.
基础格式参照IEEE 802.15.4a标准
我们尽量采用长地址
802.15.4a Frame:
+---------------+--------------+------------+-----------+-----------+----------+-----------+---------+
| Frame Control | Sequence Num | Dest PANID | Dest Addr | Src PANID | Src Addr | Payload | FCS |
+---------------+--------------+------------+-----------+-----------+----------+-----------+---------+
| 2 Bytes | 1 Byte | 2 Bytes | 8 Bytes | 2 Bytes | 8 Bytes | Var Bytes | 2 Bytes |
+---------------+--------------+------------+-----------+-----------+----------+-----------+---------+
Frame Control:
+------+---+---+---+----------+---------+--------+----------+---+---+---+-----+-----+----+----+-----+----+
| Bits | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
+------+---+---+---+----------+---------+--------+----------+---+---+---+-----+-----+----+----+-----+----+
| | Frame | Security | Frame | ACK | PANID | Reserved | Dest Addr | Frame | Src Addr |
| | Type | Enabled | Pending | Requst | Compress | | Mode | Version | Mode |
+------+-----------+----------+---------+--------+----------+-----------+-----------+---------+----------+
1. Frame Type
100 - Location Service (802.15.4a Reserved).
Then the first byte of Payload is used to identify the LS message type.
0x00 - LS Req
Request for Location Service.
0x01 - LS ACK
ACK for LS Req, and mark the receive time of LS Req(T_Req) and the sent time of LS ACK(T_ACK).
0x02 - LS Data
Return T_ACK - T_Req.
0x03 - LS Information Return
Return the distance data to the ACK node.
0x04 - LS Forward
Forward the Location data to a specific node.
2. Other Fields
Please reference 802.15.4a.
void raw_write(u8* tx_buff, u16* size);
// 原始发送一个dw1000帧
// u8* tx_buff 为发送数据
// u16* size 为数据长度，不要超过126
void raw_read(u8* rx_buff, u16* size);
// 从缓冲区读出一个dw1000帧
// u8* rx_buff 接收数据
// u16* size 接受读取的数据长度
void Location_polling(void);
// 完成一次测距请求
// 锚点的MAC写在函数里，需要改进
void send_LS_ACK(u8 *src, u8 *dst);
// 发送定位应答
// u8 *src 为源地址，一般为本机MAC
// u8 *dst 为目的地地址
void send_LS_DATA(u8 *src, u8 *dst);
// 发送处理时延数据
// u8 *src 为源地址，一般为本机MAC
// u8 *dst 为目的地地址
已知三个锚点ABC的位置，以及未知点X到ABC三点的距离。由于UWB测距精度十分高，我们直接采用所测距离，以ABC三点为底面，X为顶点构成四面体。 由海伦-秦九昭公式可以轻松得到这个四面体的体积，进而再求出X到ABC底面的高度。这样就能得到X的相对位置。
DFU又是IAP(In Application Programming)。其实现原理非常简单，有一个终端检测程序来判断设备是否应进入DFU服务程序。
+------------+
| Int Dectect|
+------------+
| DFU Mode | 0x800000
+------------+
| ........ |
+------------+
| DW1K_FW | 0x801000
+------------+
| ........ |
+------------+
首先使用MDK构建DFU程序，并刷入，注意修改程序中定义的应用起始地址（这里以0x801000为例）。
然后使用MDK构建正常的应用程序，注意在编译前设置好MDK，把应用得起始地址设置与之前的相符（这里以0x801000为例）。
然后使用DFU固件转换工具，将生成的二进制文件转换为专用的DFU固件文件，再通过专用程序刷写。
当RX端开启log时，从收到LS_REQ到发送LS_ACK的时间为 685012694 ~= 10.7ms 当关闭log后 24872185 ~= 0.3ms