一种基于UWB的定位装置的制作方法

本技术涉及uwb，尤其涉及一种基于uwb的定位装置。

背景技术：

1、uwb技术是一种使用1ghz以上频率带宽的无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很大，尽管使用无线通信，但其数据传输速率可以达到几百兆比特每秒以上，近年来，随着矿井采区深度不断的增加，对于矿井运输系统的要求也逐步向智能化方向发展，车辆定位系统就是利用自身安装的识别装置通过系统的监控，实现矿井运输过程中的监测和跟踪以及实时的调度，实现设备和材料的一站式配送，同时矿井人员和车辆精确定位是矿井安全生产和应急救援等工作的需要。

2、uwb是一款完全集成的低功耗网关，符合ieee 802.15.4-2015(hrp uwb phy)、ieee 802.15.4z和ieee 802.15.8标准，uwb网关包括一个包含接收器和发射器的模拟前端和一个与芯片外主机处理器接口的数字后端，tx/rx开关用于将接收器或发射器连接到天线端口，温度和电压监视器芯片上提供，接收器由一个射频前端组成，该前端将接收到的信号放大到一个低噪音放大器，然后直接下转到基带，该接收机具有较宽的带宽、较高的线性度和较低的噪声系数，这允许每个受支持的ieee802.15.4-2015uwb信道在最小的附加噪声和失真下转换，对基带信号进行解调，并通过spi将接收到的数据提供给主控制器，发射脉冲序列是通过将数字编码的发射数据应用于模拟脉冲发生器而产生的，脉冲序列被上转换为由合成器产生的载波，并以允许的ieee802.15.4-2015uwb信道之一为中心，调制后的射频波形在从外部天线传输之前被放大，一个变种的集成电路是可用的，它有两个射频天线端口，并用于相位差到达(pdoa)的应用，在这种变体中，接收机在天线端口之间切换以实现pdoa测量，该集成电路具有片上一次可编程(otp)存储器，该存储器可用于存储tx功率电平和晶体初始频率误差调整等校准数据。

3、经检索，公告号为cn214616679u的专利公开了一种基于uwb技术的矿井车辆定位装置，涉及煤矿开采技术领域，包括防爆外壳和定位系统所述防爆外壳内部固定连接有基板，所述基板一侧设置有数据处理模块、通讯模块、供电模块、控制器和语音警示模块，所述通讯模块、供电模块和控制器均与数据处理模块电性连接。

4、该种基于uwb技术的矿井车辆定位装置在使用时，仍然存在以下缺陷：

5、1、虽然该装置能够对电子标签进行定位，但在使用时，由于该装置通过安装夹板将该装置安装在矿车的前端，在矿车行驶中，安装夹固定不稳定，从而非常容易导致该装置在矿车行驶时产生脱落，影响定位的准确性。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在虽然该装置能够对电子标签进行定位，但在使用时，由于该装置通过安装夹板将该装置安装在矿车的前端，在矿车行驶中，安装夹固定不稳定，从而非常容易导致该装置在矿车行驶时产生脱落，影响定位的准确性的缺点，而提出的一种基于uwb的定位装置。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

3、一种基于uwb的定位装置，包括uwb网关，所述uwb网关的一侧固定连接有安装板，其特征在于，所述安装板的一侧固定连接有呈对称设置的两个固定块，所述安装板的内部开设有呈对称设置的两个第一滑槽，两个所述第一滑槽的内部滑动连接有呈对称设置的两个u型块，两个所述u型块相对设置，两个所述u型块分别位于固定块的上方和下方，两个所述u型块之间设置有用于限位安装板上下的第一限位组件；

4、两个所述固定块的内部设置有用于限位安装板左右的第二限位组件。

5、在一种可能的设计中，所述第一限位组件包括固定连接在两个u型块之间呈对称设置的两个第一弹簧，两个所述第一弹簧分别位于两个第一滑槽的内部，所述固定块相互远离的两侧均固定连接有连接杆，两个所述连接杆的外壁均滑动贯穿有梯形块，两组相邻的所述固定块和梯形块之间均固定连接有第二弹簧，两个所述第二弹簧分别套设在两个连接杆的外壁。

6、在一种可能的设计中，所述第二限位组件包括开设在两个固定块内部的两个第二滑槽，两个所述梯形块相互靠近的一侧分别固定连接有第一滑板和第二滑板，所述第一滑板和第二滑板分别滑动贯穿在两个第二滑槽的内部，所述安装板的内部滑动贯穿有滑杆，所述滑杆的一侧固定连接有磁铁。

7、在一种可能的设计中，所述第一滑板和第二滑板相互靠近的一侧均为锥面设置。

8、在一种可能的设计中，所述第一滑板和第二滑板交叉设置并相互配合，所述第一滑板和第二滑板均与磁铁配合使用。

9、在一种可能的设计中，所述滑杆的一端固定连接有限位块。

10、本技术中，在使用时，首先摁压两个梯形块相互靠近，两个梯形块在靠近途中斜面将两个u型块顶开，使两个u型块之间相互远离，随后将该装置放置在矿车的前端，此时由于磁铁的磁力，磁铁则会自动向矿车前端方向移动，但由于第一滑板和第二滑板在两个梯形块的同步移动下，第一滑板和第二滑板形成一个挡板则会将即将吸附的磁铁挡住，这时可将该装置移动到合适的位置，移动到合适的位置时即可松开两个梯形块，在两个第一弹簧的作用下，两个u型块则会产生回弹，在两个u型块回弹相互靠近的途中，则会将两个梯形块挤开，两个u型块相互靠近，之间的u型面将卡在矿车的前端，对本装置上下方向进行限位固定，在两个梯形块被挤开的同时，第一滑板和第二滑板同步移动，不再挡住磁铁，在磁力的作用下，将牢牢的吸附在矿车的前端，对该装置左右方向进行限位固定；

11、当需要将该装置取下时，通过摁压两个梯形块，两个梯形块在相互靠近的同时将两个u型块顶开，第一滑板和第二滑板贴合在矿车前端也同步移动，随着逐渐靠近，第一滑板和第二滑板之间的尖端将磁铁铲起，并随着两个梯形块的不断靠近使第一滑板和第二滑板将磁铁挡住，使磁铁不再吸附矿车前端，这时两个u型块不再卡住矿车前端，磁铁不再吸附矿车前端，即可将本装置取下。

12、本实用新型中，所述一种基于uwb的定位装置，通过摁压两个梯形块相互靠近，即可将该装置放置在矿车前端合适的位置，通过松开两个梯形块，即可使两个u型块卡在矿车前端，对本装置上下方向进行限位固定，同时磁铁吸附在矿车前端，对该装置左右方向进行限位固定，进一步提高该装置的稳定性，防止矿车在移动时装置脱落，影响定位工作；

13、本实用新型中，所述一种基于uwb的定位装置，通过再次摁压两个梯形块，第一滑板和第二滑板将会在磁铁和矿车前端之间形成挡板，两个u型块也同步相互远离，即可将本装置快捷取下，操作简单，方便快捷；

14、本实用新型中，通过摁压两个梯形块将其放置在矿车前端后再松开，即可将本装置快捷固定在矿车前端，并对其上下和左右方向进行限位固定，提高装置的稳定性，防止在矿车移动时装置有脱落的风险，再次摁压两个梯形块即可将固定后的装作快捷取下，操作简单方便；

15、本实用新型中，uwb系统使用上吉赫兹的超宽频带，根据香农信道容量公式，即使把发送信号功率密度控制得很低，也可以实现高的信息速率；

16、本实用新型中，uwb由于其极高的工作频率和极低的占空比而具有很高的分辨率，窄脉冲的多径信号在时间上不易重叠，很容易分离出多径分量，所以能充分利用发射信号的能量；

17、本实用新型中，因为uwb的频谱非常宽，能量密度非常低，因此信息传输安全性高，另一方面，由于能量密度低，uwb设备对于其他设备的干扰就非常低；

18、本实用新型中，冲激脉冲具有很高的定位精度，采用超宽带无线电通信，可在室内和地下进行精确定位，精度最高可达2厘米，一般精度在15厘米内，而gps定位系统只能工作在gps定位卫星的可视范围之内，与gps提供绝对地理位置不同，超短脉冲定位器可以给出相对位置，其定位精度可达厘米级；

19、本实用新型中，uwb扩频处理增益主要取决于脉冲的占空比和发送每个比特所用的脉冲数，uwb的占空比一般为0.01～0.001，具有比其他扩频系统高得多的外理增益，抗干扰能力强；

20、本实用新型中，uwb无线通信系统接收机没有本振、功放、锁相环(pll)、压控振荡器(vco)、混频器等，因而结构简单，设备成本将很低，由于uwb信号无需载波，而是使用间歇的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0.20～1.5ns之间，有很低的占空因数，所以它只需要很低的电源功率，一般uwb系统只需要50～70mw的电源，是蓝牙技术的十分之一。