[发明专利]一种UWB低功耗电子标签及其工作方法

说明书

本申请公开了一种UWB低功耗电子标签及其工作方法，该标签包括主控模块、UWB模块、第一电源模块和第二电源模块；主控模块与UWB模块连接；第一电源模块为主控模块供电；第二电源模块为UWB模块供电；其中，第二电源模块的电源输出受主控模块控制，当电子标签休眠时切换至断开状态。本申请采用极低功耗的主控模块和电源模块，使得硬件的静态功耗极低，且UWB通信模块采用可控电源供电，休眠期间UWB通信模块完全关断电源，大大降低了电子标签工作时的功耗。同时，本申请的电子标签在工作时将工作阶段分为发现阶段和测距阶段，通过随机延迟发送闪烁包的周期以及TDMA工作机制，有效防止多个标签同时发送闪烁包导致的空中碰撞，保证多个标签可以长期稳定工作。

技术领域

本申请涉及UWB电子标签技术领域，尤其涉及一种UWB低功耗电子标签及其工作方法。

背景技术

UWB标签是UWB室内定位系统的组成部分之一，一般用在被定位的人员或物资本身上。UWB标签发出的脉冲信号通过定位基站接收和传输。每一个标签都各自有一个唯一ID，可通过这唯一的ID将被定位的物体和标签联系起来，使定位基站通过标签找到实际定位的位置。UWB标签定位主要算法有TOF、TDOA、AOA。其中TOF(Time of Flight)是以基站为圆心，以标签和基站距离为半径画圆，相交区域即为标签位置。标签和基站间的距离是通过双边双向收发脉冲测距，也即DS-TWR定位技术。

然而，采用DS-TWR定位技术方案的电子标签存在明显弊端：第一，由于其定位过程中需要标签和基站双向多次通信，定位过程中不但需要发送数据帧，还需要接收数据帧，因此定位时间长、功耗大。第二，为方便附着在被定位的物体上，标签一般设计的十分小巧，只能采用电池供电，如此就导致了DS-TWR定位技术方案的电子标签电池使用寿命很短，需要频繁的更换电池或充电，给用户使用体验带来极大的不方便。第三，当DS-TWR定位技术方案的电子标签在一个区域内有很多时，如果标签都各自随机与基站进行通信，将可能出现数据空中碰撞导致通信失败。而且随着区域内标签的数量的增多，空中碰撞的几率将几何级增大，最终导致系统实用性大大降低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种UWB低功耗电子标签及其工作方法，至少解决现有的DS-TWR定位技术方案的电子标签存在的功耗大、系统多标签并发工作的容量无法满足需求的技术问题之一。

为实现上述目的，本申请提供一种UWB低功耗电子标签，包括：

主控模块、UWB模块、第一电源模块和第二电源模块；

所述主控模块与所述UWB模块连接；所述第一电源模块为所述主控模块供电；所述第二电源模块为所述UWB模块供电；其中，

所述第二电源模块的电源输出受所述主控模块控制，当电子标签休眠时切换至断开状态。

进一步地，所述的UWB低功耗电子标签，还包括：

USB接口、充电模块、锂电池模块及供电模块；

所述USB接口用于连接外部电源输入，并与所述充电模块连接；所述充电模块用于对锂电池模块进行充电管理；

所述供电模块包含外部电源和锂电池自动切换电路，用于为所述第一电源模块和所述第二电源模块供电。

进一步地，所述主控模块采用MCU-STM32L051C8T6。

进一步地，所述第一电源模块和所述第二电源模块均采用IC-RS3236。

本申请还提供一种UWB低功耗电子标签的工作方法，引用如上任一项所述的UWB低功耗电子标签，包括：

在确定电子标签处于发现阶段时，发送闪烁包至基站，并接收基站发回的配置包；

若接收配置包失败，则随机延迟下次发送闪烁包的周期。