本實用新型涉及導(dǎo)航控制系統(tǒng)，尤其是室內(nèi)高導(dǎo)航精度的定位發(fā)射基站裝置、接收錨節(jié)點裝置及包括該定位發(fā)射基站裝置和接收錨節(jié)點裝置的定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在導(dǎo)航定位行業(yè)采用的方案有：采用超聲波電路加Zigbee芯片的組合定位裝置，功能實現(xiàn)起來軟件程序較為復(fù)雜，功耗比較大、采購Zigbee芯片硬件成本較高；采用UWB測距定位系統(tǒng)，UWB高頻電磁波受金屬屏蔽及電場干擾較大，應(yīng)用場合局限性大，系統(tǒng)定位精度較差，一般＞50cm；采用激光雷達(dá)定位測距裝置，激光測距受環(huán)境影響較大，比如遇透明玻璃、強光時無法測距，系統(tǒng)定位范圍較小 6*6米內(nèi)；采用視覺定位系統(tǒng)，其系統(tǒng)受環(huán)境變化影響較大，現(xiàn)場如果有大屏幕電視墻及透明玻璃，人員移動時，無法定位，上述現(xiàn)有的定位裝置和系統(tǒng)，存在定位精度差、通信協(xié)議復(fù)雜、硬件成本高等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上問題，本實用新型提供一種室內(nèi)定位裝置及其定位系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有裝置定位精度差、通信協(xié)議復(fù)雜、硬件成本高的問題。本實用新型的具體技術(shù)方案如下：

第一方面，本實用新型涉及一種室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置，包括適于與目標(biāo)導(dǎo)航上位機通信的通信接口電路、超聲波發(fā)射電路、適于發(fā)射同步NRF信號和接收RF 數(shù)據(jù)的第一NRF電路以及適于獲取通信接口的信號則發(fā)送同步信號發(fā)射指令的第一主控電路，所述第一主控電路的同步信號發(fā)射控制端分別連接所述超聲波發(fā)射電路的發(fā)射控制端和所述第一NRF電路的發(fā)射控制端，所述第一主控電路的信號接收端連接所述第一NRF電路的信號輸出端，所述第一主控電路與所述通信接口電路通信連接。

所述通信接口電路包括適于與所述目標(biāo)導(dǎo)航上位機通信的USB接口和連接所述 USB接口的USB轉(zhuǎn)TTL電路，所述USB轉(zhuǎn)TTL電路與所述第一主控電路通信連接。

可選地，還包括穩(wěn)壓器電源，所述穩(wěn)壓器電源的電壓輸入端連接所述USB接口，所述穩(wěn)壓器電源的電壓輸出端連接所述第一主控電路的供電端。

可選地，所述超聲波發(fā)射電路中包括第一信號放大電路和超聲波發(fā)射器，所述第一主控電路的同步信號發(fā)射控制端連接第一信號放大電路的信號輸入端，所述第一信號放大電路的信號輸出端連接超聲波發(fā)射電路的信號輸入端。

可選地，還包括DC-DC升壓電路，所述USB接口連接DC-DC升壓電路的電壓輸入端，所述DC-DC升壓電路的電壓輸出端與所述第一信號放大電路的供電端連接。

可選地，所述超聲波發(fā)射電路中包括若干超聲波發(fā)射器，所述若干超聲波發(fā)射器的超聲波發(fā)射口均位于同一球體表面，所述若干超聲波發(fā)射器的發(fā)射方向相對于所述球體的球心呈放射狀分布。

可選地，所述室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置設(shè)置于一機器人上，所述若干超聲波發(fā)射器位于一機器人的頭部，所述若干超聲波發(fā)射器的超聲波發(fā)射口均位于同一上半球體表面。

可選地，還包括一半球體件，所述半球體件的表面均勻環(huán)繞設(shè)置有若干凹槽，所述若干超聲波發(fā)射器分別嵌入在所述半球體件的所述若干凹槽內(nèi)。

可選地，所述第一主控電路至少包括：發(fā)射MCU芯片、晶振電路、第一電阻、第四電阻、第五電阻、第六電容、第十一電容、第十二電容、第十三電容以及第十五電容；第一NRF電路包括第一NRF芯片和第八電容；

第一電阻的一端接入電源電壓，另一端連接發(fā)射MUC芯片的芯片復(fù)位端和第六電容的一端，第六電容的另一端接地；第四電阻的一端連接發(fā)射MUC芯片的發(fā)送端，另一端連接USB轉(zhuǎn)TTL電路的發(fā)射端；第五電阻的一端連接發(fā)射MUC芯片的接收端，另一端連接USB轉(zhuǎn)TTL電路的接收端；第十一電容的一端接電源電壓和發(fā)射MUC芯片的供電端，另一端接地；第二十一電容的一端連接發(fā)射MCU芯片的內(nèi)核電壓退耦電容端，另一端接地；

所述晶振電路包括：晶振、第十二電容和第十三電容；第十二電容的一端連接晶振的一端和發(fā)射MCU芯片的數(shù)據(jù)接收端；第十三電容的一端連接晶振的另一端和發(fā)射MCU芯片的時鐘端，第十二電容的另一端和第十三電容的另一端均接地；

第八電容的一端連接第一NRF芯片的供電端，另一端連接第一NRF芯片的接地端。

第二方面，本實用新型還涉及一種室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置，包括ID編碼電路、超聲波接收電路、適于接收同步NRF信號和發(fā)射RF數(shù)據(jù)的第二NRF電路以及第二主控電路，所述第二主控電路適于根據(jù)接收的超聲波信號、同步NRF信號和ID數(shù)據(jù)來輸出RF數(shù)據(jù)和RF數(shù)據(jù)發(fā)射指令；所述第二主控電路的信號輸入端分別連接所述第二NRF電路的信號輸出端、超聲波接收電路的信號輸出端和ID編碼電路的數(shù)據(jù)輸出端，所述第二主控電路的發(fā)射控制端連接所述第二NRF電路的發(fā)射控制端，所述第二主控電路的輸出端連接所述第二NRF電路的數(shù)據(jù)輸入端。

可選地，所述接收錨節(jié)點裝置中，超聲波接收電路包括第二信號放大電路和超聲波接收器，所述第二主控電路的信號輸入端連接第二信號放大電路的信號輸出端，所述第二信號放大電路的信號輸入端連接所述超聲波接收器的信號輸出端。

可選地，所述接收錨節(jié)點裝置中，還包括AC/DC電源和LDO電源，所述AC/DC 電源的電壓輸出端連接所述LDO電源的輸入端，所述LDO電源的輸出端連接所述第二主控電路的供電端。

可選地，所述接收錨節(jié)點裝置中，所述第二主控電路至少包括：接收MCU芯片、晶振電路、第二十四電阻、第十八電阻、第二十五電阻、第二十六電容、第二十電容、第十六電容以及第十七電容；第二NRF電路包括第二NRF芯片和第五電容；

第二十四電阻的一端連接外部電路的使能輸出端，另一端連接所述接收MCU 芯片的功能使能端，第十八電阻的一端接入電源電壓，另一端連接接收MUC芯片的芯片復(fù)位端和第七電容的一端，第七電容的另一端接地；第二十五電阻的一端連接接收MUC芯片的發(fā)送端，另一端連接USB轉(zhuǎn)TTL電路的發(fā)射端；第二十六電阻的一端連接接收MUC芯片的接收端，另一端連接USB轉(zhuǎn)TTL電路的接收端；第二十電容的一端接電源電壓和接收MUC芯片的供電端，另一端接地；第二十電容的一端連接接收MCU芯片的內(nèi)核電壓退耦電容端，另一端接地；

所述晶振電路包括：晶振、第十六電容和第十七電容；第十六電容的一端連接晶振的一端和接收MCU芯片的數(shù)據(jù)接收端；第十七電容的一端連接晶振的另一端和接收MCU芯片的時鐘端，第十六電容的另一端和第十七電容的另一端均接地；

第五電容的一端連接第二NRF芯片的供電端，另一端連接第二NRF芯片的接地端。

第三方面，本實用新型還涉及一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括：上述第一方面任一所述的室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置以及第二方面任一所述的室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置。

可選地，所述室內(nèi)定位接收錨節(jié)點的數(shù)量大于等于三，各室內(nèi)定位接收錨節(jié)點分布在所述內(nèi)定位發(fā)射基站裝置的不同的方向。

可選地，還包括目標(biāo)導(dǎo)航上位機，所述目標(biāo)導(dǎo)航上位機包括數(shù)據(jù)收發(fā)接口，所述數(shù)據(jù)收發(fā)接口與所述通信接口電路的數(shù)據(jù)收發(fā)端連接。

可選地，所述目標(biāo)導(dǎo)航上位機為機器人的上位機。

本實用新型的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：

本實用新型的室內(nèi)定位裝置及其定位系統(tǒng)，應(yīng)用于機器人室內(nèi)行走，采用“超聲波電路加射頻電路的組合的定位裝置進(jìn)行室內(nèi)測距導(dǎo)航，避免了現(xiàn)有導(dǎo)航產(chǎn)品的各種缺陷。其中，射頻電路的協(xié)議與Zigbee相比可以跳過復(fù)雜的Zigbee收發(fā)協(xié)議，電路實現(xiàn)簡單，用一片MCU芯片即可實現(xiàn)所有功能，操作簡易、直接，并且在功耗和成本上具備優(yōu)勢。該定位系統(tǒng)相比“UWB測距導(dǎo)航方案測距”和“激光雷達(dá)導(dǎo)航測距”精度更高，實測定位精度可達(dá)15cm以內(nèi)，具有導(dǎo)航、定位面積大等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是射頻信號和超聲波信號發(fā)送示意圖；

圖2是實施例1的室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是第一主控電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實施例2的室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是實施例3的室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是實施例4的超聲波發(fā)射電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是設(shè)置于機器人上的裝置示意圖；

圖8是半球體件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是射頻信號和超聲波信號接收示意圖；

圖10是實施例5的室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是第二主控電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是實施例6的室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是實施例7的室內(nèi)定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是ID編碼的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

符號說明

101室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置；102、103、104、105室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置；

201、401目標(biāo)導(dǎo)航上位機；202、402通信接口電路；

203、503超聲波發(fā)射電路；204第一NRF電路；

205、405第一主控電路；206發(fā)射控制端；207信號輸出端；

208、508同步信號發(fā)射控制端；209信號接收端；403穩(wěn)壓器電源；

406、506 USB接口；407 USB轉(zhuǎn)TTL電路；408電壓輸入端；

409電壓輸出端；501信號輸入端；502發(fā)射控制端；

504第一信號放大電路；505超聲波發(fā)射器；507 DC-DC升壓電路；

601、602、603超聲波發(fā)射器；604室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置；

605機器人；606凹槽；607發(fā)射方向；701 ID編碼電路；702超聲波接收電路；703信號輸出端；704發(fā)射控制端；

705數(shù)據(jù)輸入端；706第二NRF電路；707信號輸入端；708發(fā)射控制端；

709輸出端；710第二主控電路；901第二信號放大電路；

902超聲波接收器；903超聲波接收電路；904信號輸入端；

905發(fā)射控制端；906輸出端；907供電端；908第二主控電路；

909 AC/DC電源；910 LDO電源。

具體實施方式

下面，對本實用新型的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容不能被認(rèn)為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)歸屬于本實用新型的保護涵蓋范圍之內(nèi)。另外，需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型創(chuàng)造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

實施例1

本實施例涉及一種室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置，其射頻信號和超聲波信號同時發(fā)送，發(fā)送示意圖如圖1所示，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括適于與目標(biāo)導(dǎo)航上位機201 通信的通信接口電路202、超聲波發(fā)射電路203、第一NRF電路204、第一主控電路 205，該第一NRF電路204適于發(fā)射同步NRF信號和接收RF數(shù)據(jù)，該第一主控電路205適于獲取通信接口的信號則發(fā)送同步信號發(fā)射指令，第一主控電路205的同步信號發(fā)射控制端208分別連接超聲波發(fā)射電路203的發(fā)射控制端和第一NRF電路 204的發(fā)射控制端206，第一主控電路205的信號接收端209連接第一NRF電路204 的信號輸出端207，第一主控電路205與通信接口電路202通信連接。

前述第一主控電路205的結(jié)構(gòu)可以采用如圖3的結(jié)構(gòu)，至少包括：STM8系列的發(fā)射MCU芯片、晶振電路、第一電阻R1、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電容C6、第十一電容C11、第十二電容C12、第十三電容C13以及第十五電容C15；第一NRF電路204包括NRF芯片(第一NRF芯片)和第八電容C8；第一電阻R1 的一端接入電源電壓，另一端連接發(fā)射MUC芯片的芯片復(fù)位端(發(fā)射MCU芯片的第4引腳)和第六電容C6的一端，第六電容C6的另一端接地；第四電阻R4的一端連接發(fā)射MCU芯片的發(fā)送端(發(fā)射MCU芯片的第2引腳)，另一端連接USB轉(zhuǎn) TTL電路的發(fā)射端TX1；第五電阻R5的一端連接發(fā)射MUC芯片的接收端(發(fā)射 MCU芯片的第3引腳)，另一端連接USB轉(zhuǎn)TTL電路的接收端RX1；第十一電容 C11的一端接電源電壓和發(fā)射MUC芯片的供電端，另一端接地；第二十一電容C21 的一端連接發(fā)射MCU芯片的內(nèi)核電壓退耦電容端，另一端接地；所述晶振電路包括：晶振、第十二電容C12和第十三電容C13；第十二電容C12的一端連接晶振的一端和發(fā)射MCU芯片的數(shù)據(jù)接收端OSI；第十三電容C13的一端連接晶振的另一端和發(fā)射MCU芯片的時鐘端OSO，第十二電容C12的另一端和第十三電容C13的另一端均接地；第八電容C8的一端連接NRF芯片(第一NRF芯片)的VCC供電端，另一端連接NRF芯片(第一NRF芯片)的GND接地端。本實施例中，還包括第二電阻R2和第三電阻R3，第二電阻R2的一端和第二電阻R3的一端均接3.3V 電源電壓。

圖3中，發(fā)射MCU芯片的引腳功能說明如下：

1(UART_CK/BEEP/PD4)：發(fā)出超聲波信號；

2(UART_TX/PD5)：串口發(fā)送；

3(UART_RX/PD6)：串口接收；

4(NRST)：芯片復(fù)位；

5(OSCin)：外部晶振輸入；

6(OSCout)：外部晶振輸出；

7(Vss)：接地端；

8(Vcap)：內(nèi)核電壓退耦電容；

9(Vdd)：電源電壓；

10(SPI_NSS/PA3)：SPI接口片選使能；

11(IIC_SDA/PB5)：保留；

12(IIC_SCL/PB4)：保留；

13(PC3)：與第一NRF芯片相連的中斷引腳；

14(PC4)：開啟/結(jié)束與第一NRF芯片的數(shù)據(jù)傳輸；

15(SPI_SCK/PC5)：SPI接口時鐘信號；

16(SPI_MOSI/PC6)：SPI接口主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)；

17(SPI_MOSI/PC7)：SPI接口從設(shè)備向主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)；

18(PD1)：程序調(diào)試接口；

19(PD2)：保留；

20(PD3)：保留。

NRF芯片(第一NRF芯片)的引腳功能說明如下：

1(VCC)：電源電壓；

2(GND)：接地端；

3(CSN)：SPI接口片選使能；

4(CE)：開啟/結(jié)束與發(fā)射MCU芯片的數(shù)據(jù)傳輸；

5(MOSI)：SPI接口從設(shè)備從主設(shè)備接收數(shù)據(jù)；

6(SCK)：SPI接口時鐘信號；

7(IRQ)：與發(fā)射MCU芯片相連的中斷引腳；

8(MISQ)：SPI接口主設(shè)備從從設(shè)備接收數(shù)據(jù)。

實施例2

本實施例的其他部分與實施例1類似，不同的是，通信接口電路402包括適于與目標(biāo)導(dǎo)航上位機401通信的USB接口406和連接該USB接口406的USB轉(zhuǎn)TTL 電路407，該USB轉(zhuǎn)TTL電路407與第一主控電路405通信連接。

還可以包括穩(wěn)壓器電源403，該穩(wěn)壓器電源403的電壓輸入端408連接USB接口406，穩(wěn)壓器電源403的電壓輸出端409連接第一主控電路405的供電端。

其局部結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

實施例3

本實施例的其他部分與實施例1和2類似，不同的是，超聲波發(fā)射電路503中包括第一信號放大電路504和超聲波發(fā)射器505，第一主控電路的同步信號發(fā)射控制端508連接第一信號放大電路504的信號輸入端，第一信號放大電路504的信號輸出端連接超聲波發(fā)射電路503的信號輸入端501。

還可以包括DC-DC升壓電路507，USB接口506連接DC-DC升壓電路507的電壓輸入端，DC-DC升壓電路507的電壓輸出端與第一信號放大電路504的供電端連接。

其局部結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

實施例4

本實施例的其他部分與實施例3類似，不同的是，超聲波發(fā)射電路中包括若干超聲波發(fā)射器601、602、603等，所有超聲波發(fā)射器的超聲波發(fā)射口均位于同一球體表面且發(fā)射方向相對于球體的球心呈放射狀分布，方便對各個方向發(fā)射超聲波，球形能擴散的角度范圍更廣。

可選地，如圖6和圖8所示，發(fā)射方向和水平面的夾角與超聲波發(fā)射器601的發(fā)射方向和水平面的夾角相同的超聲波發(fā)射器設(shè)置為4個(包括超聲波發(fā)射器601)，發(fā)射方向和水平面的夾角與超聲波發(fā)射器602和603的發(fā)射方向和水平面的夾角相同的超聲波發(fā)射器分別設(shè)置為9個(包括超聲波發(fā)射器602和603)。

可選地，如圖7所示，室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置605設(shè)置于一機器人604上，上述若干超聲波發(fā)射器位于機器人604的頭部，該若干超聲波發(fā)射器的超聲波發(fā)射口均位于同一上半球體表面，與圖6類似。室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置設(shè)置于機器人頭部且超聲波發(fā)射器的超聲波發(fā)射口均位于同一上半球體表面，可以滿足機器人的室內(nèi)定位需要。

可選地，如圖8所示，還包括一半球體件，該半球體件的表面均勻環(huán)繞設(shè)置有若干凹槽606，上述若干超聲波發(fā)射器分別嵌入在上述半球體件的若干凹槽606內(nèi)，超聲波發(fā)射器的發(fā)射方向607相對于球體的球心呈放射狀分布。該半球體件的直徑可選為75cm，各發(fā)射方向與水平面的夾角可為20°、41°、65°。

實施例5

本實施例涉及一種室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置，其射頻信號和超聲波信號接收示意圖如圖9所示，結(jié)構(gòu)示意圖如圖10所示，包括ID編碼電路701、超聲波接收電路702、適于接收同步NRF信號和發(fā)射RF數(shù)據(jù)的第二NRF電路706以及第二主控電路710，所述第二主控電路710適于根據(jù)接收的超聲波信號、同步NRF信號和ID 數(shù)據(jù)來輸出RF數(shù)據(jù)和RF數(shù)據(jù)發(fā)射指令；第二主控電路710的信號輸入端707分別連接所述第二NRF電路706的信號輸出端703、超聲波接收電路702的信號輸出端和ID編碼電路701的數(shù)據(jù)輸出端，第二主控電路710的發(fā)射控制端708連接第二 NRF電路706的發(fā)射控制端704，第二主控電路710的輸出端709連接所述第二NRF 電路706的數(shù)據(jù)輸入端705。ID編碼電路701的編碼可以為用戶控制撥碼開關(guān)輸入的，也可以為出廠前預(yù)置的。

前述第二主控電路710的結(jié)構(gòu)示意圖可以采用如圖11的結(jié)構(gòu)，至少包括：STM8 系列的接收MCU芯片、晶振電路、第二十四電阻R24、第十八電阻R18、第二十五電阻R25、第二十六電容C26、第十九電容C19、第二十電容C20、第十六電容C16 以及第十七電容C17；第二NRF電路包括NRF芯片(第二NRF芯片)和第五電容 C5；第二十四電阻R24的一端連接外部電路的使能輸出端EN1，另一端連接接收 MCU芯片的功能使能端(接收MCU芯片的第1引腳)，第十八電阻R18的一端接入電源電壓，另一端連接接收MUC芯片的芯片復(fù)位端(接收MCU芯片的第4引腳) 和第七電容C7的一端，第七電容C7的另一端接地；第二十五電阻R25的一端連接接收MUC芯片的發(fā)送端(接收MCU芯片的第2引腳)，另一端連接USB轉(zhuǎn)TTL 電路的發(fā)射端TX1；第二十六電阻R26的一端連接接收MUC芯片的接收端(接收 MCU芯片的第4引腳)，另一端連接USB轉(zhuǎn)TTL電路的接收端RX1；第十九電容 C19的一端接電源電壓和接收MUC芯片的供電端(接收MCU芯片的第9引腳)，另一端接地；第二十電容C20的一端連接接收MCU芯片的內(nèi)核電壓退耦電容端(接收MCU芯片的第8引腳)，另一端接地；

晶振電路包括：晶振、第十六電容C16和第十七電容C17；第十六電容C16的一端連接晶振的一端和接收MCU芯片的數(shù)據(jù)接收端OSI；第十七電容C17的一端連接晶振的另一端和接收MCU芯片的時鐘端OSO，第十六電容C16的另一端和第十七電容C17的另一端均接地；

第五電容C5的一端連接NRF芯片(第二NRF芯片)的VCC供電端，另一端連接第二NRF芯片的GNF接地端。本實施例中，還包括電阻R33和電阻R34，電阻R33的一端和電阻R34的一端均接3.3V電源電壓，電阻R33的另一端連接接收 MCU芯片的第12引腳，電阻R34的另一端連接接收MCU芯片的第11引腳。

圖11中，接收MCU芯片的引腳功能說明如下：

1(UART_CK/BEEP/PD4)：功能使能；

2(UART_TX/PD5)：串口發(fā)送；

3(UART_RX/PD6)：串口接收；

4(NRST)：芯片復(fù)位；

5(OSCin)：外部晶振輸入；

6(OSCout)：外部晶振輸出；

7(Vss)：接地端；

8(Vcap)：內(nèi)核電壓退耦電容；

9(Vdd)：電源電壓；

10(SPI_NSS/PA3)：SPI接口片選使能；

11(IIC_SDA/PB5)：保留；

12(IIC_SCL/PB4)：保留；

13(PC3)：與第二NRF芯片相連的中斷引腳；

14(PC4)：開啟/結(jié)束與第二NRF芯片的數(shù)據(jù)傳輸；

15(SPI_SCK/PC5)：SPI接口時鐘信號；

16(SPI_MOSI/PC6)：SPI接口主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)；

17(SPI_MISO/PC7)：SPI接口從設(shè)備向主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)；

18(PD1)：程序調(diào)試接口；

19(PD2)：超聲波信號接收；

20(PD3)：獲取設(shè)備ID號。

NRF芯片(第二NRF芯片)的引腳功能說明如下：

1(VCC)：電源電壓；

2(GND)：接地端；

3(CSN)：SPI接口片選使能；

4(CE)：開啟/結(jié)束與接收MCU芯片的數(shù)據(jù)傳輸；

5(MOSI)：SPI接口從設(shè)備從主設(shè)備接收數(shù)據(jù)；

6(SCK)：SPI接口時鐘信號；

7(IRQ)：與接收MCU芯片相連的中斷引腳；

8(MISQ)：SPI接口主設(shè)備從從設(shè)備接收數(shù)據(jù)。

實施例6

本實施例的其他部分與實施例4類似，不同的是，超聲波接收電路903包括第二信號放大電路901和超聲波接收器902，第二主控電路908的信號輸入端904連接第二信號放大電路901的信號輸出端，第二信號放大電路901的信號輸入端連接超聲波接收器902的信號輸出端。

還可以包括AC/DC電源909和LDO電源910，AC/DC電源909的電壓輸出端連接LDO電源910的輸入端，LDO電源910的輸出端連接第二主控電路908的供電端907。

其局部結(jié)構(gòu)示意圖如圖12所示。

實施例7

本實施例涉及一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括實施例1-4任一所述發(fā)射基站裝置和實施例5-6任一所述的接收錨節(jié)點裝置。

如圖1和圖9所示，該室內(nèi)定位系統(tǒng)的定位方法原理如下：室內(nèi)接收錨節(jié)點裝置由AC/DC電源電路供電，經(jīng)LDO電路穩(wěn)壓后給各電路供電。電路上電，接收 MCU芯片讀取ID編碼電路的ID編碼并記錄，當(dāng)?shù)诙﨨RF電路接收到同步信號后，接收MCU電路開始計時，待收到超聲波信號后，計時結(jié)束，該時間(T)即為超聲波從室內(nèi)發(fā)射基站裝置傳出到室內(nèi)接收錨節(jié)點裝置之間的傳輸時間，由于NRF傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于超聲波的傳輸速度，所以NRF的傳輸速度可以忽略不計，接收MCU 芯片根據(jù)聲波的傳輸速度將計時數(shù)據(jù)計算為距離值，連同電路的ID編碼一起通過NRF電路發(fā)送到室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置。

其中，ID編碼電路：如圖14所示，ID電路由K1、R17、R20、R21、R22、R23 等器件組成，通過調(diào)整K1的撥碼開關(guān)位置，由電阻R20與R17、R21、R22、R23 組成的分壓電路，產(chǎn)生不同的分壓比，接收MCU芯片通過AD采集電路，計算電路的ID值。ID編碼電路的編碼可以為用戶控制撥碼開關(guān)輸入的，也可以為出廠前預(yù)置的。所述室內(nèi)定位系統(tǒng)的整個工作過程，舉例如下：

步驟1：室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置由USB接口直接供電，并連接機器人PC上位機通訊，由PC上位機發(fā)出測距指令后，室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置控制發(fā)射MCU芯片每間隔100ms連續(xù)8個發(fā)出40KHz超聲波信號，共3次，同時室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置控制發(fā)射MCU芯片通過第一NRF電路發(fā)出同步信號；

步驟2：室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置的接收MCU芯片讀取ID編碼并記錄，當(dāng)?shù)诙﨨RF電路接收到同步信號后通知接收MCU電路，接收MCU電路開始計時，待收到超聲波信號后，計時結(jié)束，該時間(T)即為超聲波從室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置傳出到室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置之間的傳輸時間，由于NRF傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于超聲波的傳輸速度，所以NRF的傳輸速度可以忽略不計，接收MCU芯片根據(jù)超聲波的傳輸速度將計時數(shù)據(jù)計算為距離值，連同電路的ID編碼一起通過第二NRF電路發(fā)送到室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置；

步驟3：當(dāng)室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置接收到接收錨節(jié)點裝置信號后，會通過第二 NRF電路返回對應(yīng)點位的直線測距數(shù)據(jù)，室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置控制發(fā)射MCU芯片再將數(shù)據(jù)返回PC上位機。

其室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置的數(shù)量最好大于等于三個，各室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置分布在室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置的不同的方向。小于三個也可以實現(xiàn)功能。結(jié)構(gòu)示意圖如圖13所示，該圖中室內(nèi)定位發(fā)射基站裝置101對應(yīng)4個室內(nèi)定位接收錨節(jié)點裝置102、103、104、105。

該定位系統(tǒng)還可以包括目標(biāo)導(dǎo)航上位機，該目標(biāo)導(dǎo)航上位機包括數(shù)據(jù)收發(fā)接口，數(shù)據(jù)收發(fā)接口與通信接口電路的數(shù)據(jù)收發(fā)端連接。

該目標(biāo)導(dǎo)航上位機可以是機器人的上位機。