研创
物联
UWB Mini 3
User Guide
Version 3.3.4
温州市研创物联网科技有限公司
地址:浙江省温州市瓯海区茶山高教园区高科路
技术热线/微信:15606880772
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淘宝店:https://atomdesign.taobao.com/
研创物联 UWB Mini 3 使用手册
目录
UWB MINI 3 及其套件
研创物联 UWB 系列模块详细参数对比
UWB MINI 3 模块介绍
1
2
2
UWB Mini 3 概述 ................................................ 2
UWB Mini 3 硬件参数 ........................................ 3
UWB Mini 3 支持频段 ....................................... 3
UWB Mini 3 Channel 2 实测频谱 ...................... 3
研创 UWB 套件功耗对比 .................................. 4
专业术语表
在使用研创 UWB 套件的国内外高校
在使用研创 UWB 套件的企业
UWB MINI3 能用在哪些场合?
国内外主流室内定位技术的优缺点?
原理
4
5
6
7
7
9
UWB 的测距原理是什么? ............................... 9
UWB 定位的原理是什么? ............................... 9
使用
9
本模块能穿墙测距吗? .................................... 9
本模块在安装时,有什么要注意的吗? ......... 9
基站在使用时为什么会发热? ........................ 9
上位机的迷你地图可以自定义吗? ................. 9
开发
9
本模块采用 USB 虚拟串口输出? .................... 9
本模块的编译环境是?有 Keil 版本吗? ....... 10
TOF 和 TDOF 测距主要的错误来源是什么?. 10
UWB 开发有啥好书、网站可以参考么? ..... 10
CoIDE 参考的网址............................................ 10
ANCHOR 与 TAG 拨码开关配置
11
拨码开关含义 .................................................. 11
温州市研创物联网科技有限公司 2017
拨码开关示例图 ............................................... 11
3 基站+1 标签测试(玩法 1——室内定位)
11
1 基站+3 标签测试(玩法 2——超范围报警) 13
定位系统数据入网解决方案
联网套件 UWB SMART LINK 硬件模块简介
开发环境和工具
安装 ST-LINK 下载器驱动
安装串口驱动 CH340
安装 ST 虚拟串口驱动
安装开发环境 COIDE + GCC
MINI3 固件更新
14
14
15
15
15
15
16
16
STLINK 与 Mini 3 硬件连接 .............................. 16
STLINK 下载设置............................................... 16
MINI 3 使能串口输出数据的方法
17
下载固件 .......................................................... 17
外接串口设备/RS232/485 等 ........................... 17
RTLS 上位机简介
RTLS 上位机界面
19
19
Graphics ............................................................ 20
状态栏 Status Bar ............................................. 20
视图设置 View Settings .................................... 20
TOF REPORT MESSAGE
LOG FILES
TRILATERATION 三边测量法的原理与计算方法
21
22
22
基于 UWB 测距的三边测量法理论基础 ......... 22
Trilateration Function ........................................ 23
为什么 Z 轴准确度比 X 轴 Y 轴要差一些? ... 23
MINI3 数据标定方法
进一步提测距升刷新速率的方法
遮挡对室内定位 UWB 的影响
24
25
25
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研创物联 UWB Mini 3 使用手册
研创物联定位开发套件及配件介绍
UWB Mini 3 及其套件
项目
套件
简介
提供的资料内容
UWB Mini3 开
发板
模块采用 STM32F105RCT6 单片机为主
•UWB Mini 硬件 PDF 原理图
控芯片。通过 SPI,读写 UWB
•提供官方数据手册
价格
¥588
(不含税)
DWM1000 模块。该模块基站标签一
体,通过拨码开关进行切换。此外,该
模块体积如一元硬币,是开发小型标签
的理想之鉴。
EVK1000 测距
套件精简版:
1 基站+1 标签
EVK1000 测距
套件科研版:
1 基站+1 标签
TREK1000 定位
套件标准版:
3 基站+1 标签
TREK1000 定位
套件高配版:
4 基站+1 标签
TREK1000 定位
套件企业版:
4 基站+4 标签
TREK1000 定位
套件企业版:
4 基站+8 标签
EVK1000 开发套件由 2 个 UWB Mini 开
•EVK1000 全开源测距软件代码 (2016.4.28 更新)
¥1188
发板组成,其功能在于基于 TOF,实现
•UWB Mini 硬件 PDF 原理图
(不含税)
两个模块之间的测距 (Two-Way
•支持串口调试助手观察测距数据
Ranging) 功能。
•提供官方数据手册
EVK1000 开发套件由 2 个 UWB Mini 开
•EVK1000 全开源测距软件代码 (2016.6.28 更新)
¥1888
发板组成,其功能在于基于 TOF,实现
•UWB Mini 硬件 PDF 原理图
两个模块之间的测距 (Two-Way
•支持上位机显示测距数据与图形界面
Ranging) 功能。科研版较精简版增加了
•提供官方数据手册
可视化上位机与卖家技术支持。
•卖家技术支持
(不含税)
¥2000
(含税普票)
TREK1000 开发套件由 4 个 UWB Mini
•Mini STM32 全开源软件代码 (2016.7.20 更新)
¥2888
开发板组成,其基本结构为 3 基站 1 标
•软件仅支持 3 基站+1 标签
签。其功能在于基于 TOF,实现标签的
•Mini 硬件 PDF 原理图
(不含税)
2D 定位。
•支持 USB 虚拟串口,提供上位机演示 (无源码)
¥3061
•提供官方数据手册
(含税普票)
TREK1000 开发套件由 5 个 UWB Mini
•Mini STM32 全开源软件代码 (2016.8.31 更新)
¥3888
开发板组成,其基本结构为 4 基站 1 标
•软件仅支持 4 基站+1 标签
签(或 3 基站 2 标签)。其功能在于基于
•Mini 硬件 PDF 原理图
(不含税)
TOF,实现标签的 3D 定位。
•支持 USB 虚拟串口,提供上位机演示 (无源码)
¥4121
•提供官方数据手册,卖家技术支持
(含税普票)
•赠送锂电池 5 个
TREK1000 开发套件由 8 个 UWB Mini
•Mini STM32 全开源软件代码 (2016.12.3 更新)
¥6088
开发板组成,其基本结构为 4 基站 4 标
•软件最大支持 4 基站+4 标签
签(或 3 基站 2 标签)。其功能在于基于
•Mini 硬件 PDF 原理图
(不含税)
TOF,实现标签的 3D 定位。
•支持 USB 虚拟串口,提供上位机演示 (含源码)
¥6453
•提供官方数据手册,卖家技术支持
(含税普票)
•赠送锂电池 8 个
TREK1000 开发套件由 12 个 UWB Mini
•Mini STM32 全开源软件代码 (2017.1.6 更新)
¥8888
开发板组成,其基本结构为 4 基站 8 标
•软件最大支持 4 基站+8 标签
签。其功能在于基于 TOF,实现标签的
•Mini 硬件 PDF 原理图
(不含税)
3D 定位。
•支持 USB 虚拟串口,提供上位机演示 (含源码)
¥9421
•提供官方数据手册,卖家技术支持
(含税普票)
•赠送锂电池 8 个
UWB 外置天线
替换陶瓷天线,通过转接 PCB 板,将
•转接板 PCB 图
+IPEX 接口
+转接 PCB 板
DWM1000 模块扩展成外置天线,提高
•UWB 天线 1 条,增益 3dbm
稳定性与通讯距离。
¥100
(含税普票)
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DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6
研创物联 UWB Mini 3 使用手册
研创物联 UWB 系列模块详细参数对比
Mini3 模块
Mini3s 模块
Mini3s Plus 模块
Mini4 模块
2015.8.2
体积小
2016.10.2
性价比高
2017.5.17
距离远
即将上市
低功耗标签
30mm*23mm
46mm * 20mm
58mm*24mm
48mm*32mm
普通 2 层板
高频 4 层板
高频 4 层板
高频 4 层板
USB / 正负接线柱
USB / 正负接线柱
USB / 正负接线柱
USB / 正负接线柱
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
STM32F105RBT6
STM32F103T8U6
STM32F103T8U6
STM32F103C8T6
×
×
×
×
×
×
√
√
陶瓷板载天线
外置棒状天线
外置棒状天线
陶瓷板载天线
-45dbm/Mhz
-42dbm/Mhz
-22dbm/Mhz
-45dbm/Mhz
CH2 / CH5
80 米
<10 厘米
<15 厘米
CH2
300 米
<10 厘米
<15 厘米
CH2 / CH5
30 米
<10 厘米
<15 厘米
发行时间
特色
PCB 尺寸
PCB 板材
供电接口
USB 通讯接口
TTL 串口接口
SWD 下载调试接口
主控芯片
十轴传感器
锂电池管理芯片
天线
发射功率
工作信道
CH2 / CH5
稳定有效覆盖半径
30 米
测距精确度误差
定位精确度误差
<10 厘米
<15 厘米
UWB Mini 3 模块介绍
UWB Mini 3 概述
UWB Mini 3 模块采用 STM32F105 单片机为主控芯片。外围电路包括:DWM1000 模块、电源模块、LED 指示模块、拨码开关、
复位电路等。该模块既可以作为基站,也可以作为标签,通过拨码开关进行切换。
图 1.3.1.1 UWB Mini3 正面图
图 1.3.1.2 UWB Mini3 背面图
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3.5cm2.4cmDW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ONKE1 2 3 4 5 6 7 8ONKE1 2 3 4 5 6 7 8ONKE1 2 3 4 5 6 7 8DW1000RUPF-G0001ADW 69102A 004UWB67UWB MiniGND GNDSCK U4RSDO U4TVC5 VC5ONKE1 2 3 4 5 6 7 8DW1000RUPF-G0001ADW 69102A 004UWB67UWB MiniGND GNDSCK U4RSDO U4TVC5 VC5
研创物联 UWB Mini 3 使用手册
单片机控制灯
单片机控制灯
TPS73601DBVR
超低纹波 LDO
DW1000-RX LED 指示灯
DW1000-TX LED 指示灯
UART 4 串口输出引脚
SWD STLINK 下载调试接口
UWB Mini 3 硬件参数
表 1.3.2 UWB Mini 3 硬件参数
PCB 工艺
供电接口
通讯接口
下载接口
主控制器
外部晶振
PCB 尺寸
基本参数
4 层板-环氧树脂
通讯速率
110 kbit/s, 850 kbit/s, 6.8 Mbit/s
无线参数
micro-USB(5.0V) / 接线柱
工作频率
3.5 GHz ~ 6.5 GHz (见 1.3.2 节)
micro-USB(5.0V) / 串口(3.3V TTL) 工作频道
6 (见 1.3.2 节)
SWD (VCC SDIO SCK GND)
发射功率
-35dbm/MHZ ~ -62dbm/MHZ 可程控
STM32F105RCT6(64pin)
最大包长
1023 字节
12Mhz
35mm * 24mm
通讯距离
室内 30m,空旷距离 50m
数据抖动
典型±10cm,一般遮挡±30cm
UWB Mini 3 支持频段
UWB 发射功率比 WIFI 小,应该没有人身伤害。从 DW1000 datasheet 上看到目前支持的信道上只是 Channel5 和 Channel7 在
中国可使用频段范围内。
表 1.3.3 UWB IEEE802.15.4-2011 DWM1000 支持的 UWB 信道
UWB 信道
UWB Channel
中心频率 (MHz)
Centre Frequency
1
2
3
4
5
7
3494.4
3993.6
4492.8
3993.6
6489.6
6489.6
注:DWM1000 的最大接收带宽大约 900MHz
UWB Mini 3 Channel 2 实测频谱
频段 (MHz)
Band
3244.8 – 3744
3744 – 4243.2
4243.2 – 4742.4
3328 – 4659.2
6240 – 6739.2
5980.3 – 6998.9
带宽 (MHz)
Bandwidth
499.2
499.2
499.2
1331.2*
499.2
1081.6*
将 UWB Mini 3 的天线接到频谱仪 FSL6(罗德与施瓦茨公司)上,测得 Channel 2 中心频率为 4GHz,最大增益-49.96dbm,如下图
所示。
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DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6ARMSTM32F105RCT6DW MODULE10 FEB 2014REV 1.1ARMSTM32F105RCT6
研创物联 UWB Mini 3 使用手册
图 1.3.3 UWB Mini 3 发射功率测试
研创 UWB 套件功耗对比
表 1.3.4 Mini3 系列与 Nano 系列功耗对比
处于收发数据
不收发数据
低功耗
Mini 3
Nano X1
Tag 0
41-54ma
31-44ma
Anchor 0
170-190ma
143-157ma
Tag 0
56.1ma
30-41ma
Anchor 0
192.0-192.3ma
158.1-159ma
Tag 0
-
9.8ma
Anchor 0
-
25.3ma
专业术语表
简写
ANCHOR
DW1000
DWM1000
表 1.4 专业术语缩写含义
英文全称
含义
基站,也称作信标锚点,指通过其它方式预先获得位置坐标的节点
Decawave 出的一款芯片
Decawave 出的一款模组
IC
PHY
PSR
RTLS
TAG
integrated circuit
physical layer
芯片
物理层
preamble symbol repetitions
前导符号重复
real time location system
实时定位系统
标签
TDOA
time difference of arrival
TDOA 定位是一种利用时间差进行定位的方法。通过测量信号到达监测站的
时间,可以确定信号源的距离。
TOA
TOF
TX
TWR
time of arrival
TOA 定位是一种直接利用信号到达时间进行定位的方法。
time of flight
transmit
TOF 飞行时间测距法,它主要利用信号在两个异步收发机(Transceiver)(或被
反射面)之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。
发送
two-way ranging
双向测距法,即两个异步收发机(Transceiver)都能获得测距值。
UWB
ultra-wide band
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UWB (Ultra Wideband)是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正
弦波窄脉冲传输数据。
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研创物联 UWB Mini 3 使用手册
研创 UWB 实际项目应用情况
在使用研创 UWB 套件的国内外高校
1) MIT
9)
NTU
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
California Institute of Technology
10) 한국과학기술원, KAIST
Columbia University
Cornell University
National University of Singapore
Australian National University
HKUST
Hong Kong University
11) おおさかだいがく, Osaka University
12) 國立臺灣大學
13) Université de Montréal
14) University of Macau
15) Hanoi University, Vietnam
1) 北京大学
2) 中国人民大学
3) 清华大学
4) 北京交通大学
5) 北京工业大学
6) 北京航空航天大学
7) 北京理工大学
8) 北京科技大学
9) 北京化工大学
10) 北京邮电大学
11) 中国农业大学
12) 北京林业大学
13) 北京师范大学
14) 北京外国语大学
15) 中国传媒大学
16) 中央财经大学
17) 华北电力大学
18) 中国矿业大学
19) 中国石油大学
20) 南开大学
21) 天津大学
22) 河北工业大学
23) 太原理工大学
24) 内蒙古大学
25) 辽宁大学
26) 大连理工大学
27) 东北大学
28) 大连海事大学
29) 吉林大学
30) 哈尔滨工业大学
31) 哈尔滨工程大学
32) 东北农业大学
33) 东北林业大学
34) 复旦大学
35) 同济大学
36) 上海交通大学
37) 华东理工大学
38) 东华大学华东师范大学
39) 南京大学
40) 苏州大学
41) 东南大学
42) 南京航空航天大学
43) 南京理工大学
44) 中国矿业大学
45) 江南大学
46) 浙江大学
47) 安徽大学
48) 中国科学技术大学
49) 合肥工业大学
50) 厦门大学
51) 山东大学
52) 中国海洋大学
53) 中国石油大学(华东)
54) 郑州大学
55) 武汉大学
56) 华中科技大学
57) 武汉理工大学
58) 湖南大学
59) 国防科学技术大学
60) 中山大学
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研创物联 UWB Mini 3 使用手册
61) 暨南大学
62) 华南理工大学
63) 广西大学
64) 四川大学
65) 西南交通大学
66) 电子科技大学
在使用研创 UWB 套件的企业
1) 北京####软件工程技术有限公司
2) 北京中加##科技有限公司
3) 北京##鹏勇光电技术有限公司
4) 北京##信息技术有限公司
5) 北京##灵域网络科技有限公司
6) 北京浩思##信息咨询有限公司
7) 北京##有限公司
8) 北京##智控科技有限公司
9) 北京##恒远科技有限公司
10) 北京##线信息技术有限公司
11) 北京知##技有限公司
12) 北京天##创科技有限公司
13) 北京智##汽车科技有限公司
14) 北京##体系科技股份有限公司
15) 北京##尔机器人技术有限公司
16) 睿##技(北京)有限公司
17) 腾##技(北京)有限公司
18) 阳##讯(北京)科技有限公司
19) 以##光科技(北京)有限公司
20) 达##技(北京)有限公司
21) 智石##(北京)科技有限公司
67) 四川农业大学
68) 西南财经大学
69) 西安交通大学
70) 西北工业大学
71) 西安电子科技大学
72) 兰州大学
36) 上海##智能科技有限公司
37) 上海##物联网科技有限公司
38) ##信息科技(上海)有限公司
39) 福##(上海)机器人科技有限公司
40) 上海##实业有限公司
41) 千##位置网络有限公司
42) 华##技术有限公司
43) 深圳市##森科技有限公司
44) 深圳市##莫夫科技股份有限公司
45) 深圳市##和科技发展有限公司
46) 深圳市##科技有限公司
47) 深圳市##科技有限公司
48) 深圳##智数科技有限公司
49) 深圳市元##科技股份有限公司
50) 深圳市##数码科技有限公司
51) 深圳##者机器人科技有限公司
52) 深圳市##科技有限公司
53) 深圳市双##桥科技有限公司
54) 深圳##新能源科技有限公司
55) 深圳市##星能科技有限公司
56) ##拉(深圳)科技创新有限公司
22) 中##数据存储科技(北京)有限公司
57) ##软件(深圳)有限公司
23) 金蝶##(中国)有限公司
24)
Intel Corporation
25) 北京##易物联网技术有限公司
26) 华清##(北京)信息技术有限公司
27) 京##科技集团股份有限公司
28) 上海##科技有限公司
29) 上海##通信技术有限公司
30) 上海仙##机器人
31) 上海##港口设备有限公司
32) 上海##文化传播有限公司
58) 广州##互联网股份有限公司
59) 广东##机器人股份有限公司
60) 广东##怡创科技有限公司
61) 广州##信息科技有限公司
62) 佛山市##特电气设备有限公司
63) 珠海##科技有限公司
64) 清远##有限公司
65) 浙江##科技有限公司
66) 浙江宏##科技有限公司
67) 浙江##智能控制股份有限公司
33) 上海##通信科技发展有限公司
68) 杭州冉##科技有限公司
34) 上海##物流有限公司
69) 杭州宜##自动化控制技术有限公司
35) 上海##精密机械加工有限公司
70) 杭州智##科技有限公司
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