產(chǎn)品概要

該模組是一款高集成的全功能UWB定位模組，采用業(yè)界主流的Decawave公司DW1000芯片方案，在有限空間中集成了STM32 MCU、PALNA、IMU、氣壓計等，用戶可以使用本模組快速開發(fā)高精度定位系統(tǒng)，大大降低了UWB通訊及定位測距的復(fù)雜性，加快產(chǎn)品上市進程。

主要特征

• DW1000的時鐘使用板載高精度TCXO（1ppm）；

• 集成業(yè)界領(lǐng)先的Siliconwave SW8110Q 整體式式PALNA方案，有效改善通信距離，（理想環(huán)境大于700m）；

• 采用多路獨立DC-DC及LDO芯片供電，降低電源噪聲引起的UWB通信不穩(wěn)定問題；

• 集成多種傳感器，可以結(jié)合IMU的數(shù)據(jù)改善定位精度；

• 使用USB Type-C接口，直接引出MCU的調(diào)試接口和串口，簡化接線方式；

• 可選板載PCB天線（可以作為標簽使用）和通過SMA外接天線（可以作為基站使用）兩種型號

• 集成度高，UWB定位模組僅有6*3cm的大小

1 UWB定位模組簡介

UWB定位模組 UWB 定位模組包括DW1000 UWB芯片、8110Q PALNA、STM32L432 MCU、IMU、氣壓計等，用戶可以基于UWB的特性快速開發(fā)高精度定位系統(tǒng)。

我司專門針對需要快速量產(chǎn)的客戶提供基于UWB定位模組的完整固件授權(quán)方案，可以實現(xiàn)工業(yè)等級的標準TOF測距定位和適合AGV、無人機等應(yīng)用的RTDOA定位算法及接口，用戶僅需處理串口TLV格式協(xié)議即可完整解決UWB測距定位問題。詳情請詢我司聯(lián)系人。

1.1 UWB定位模組的功能描述

UWB定位模組板上的 DW1000芯片，是基于 CMOS的、低功耗的的無線收發(fā)集成電路，遵循 802.15.4-2011協(xié)議中的 UWB標準的芯片。UWB定位模組并不需要用戶去設(shè)計電路，因為模塊上包含了天線、無線通訊模塊、MCU、IMU、氣壓計及其他相關(guān)的電路，提供完成的硬件設(shè)計方案。

該模塊包括了一個板上38.4MHZ的參考晶振，通過把該晶振嵌入到產(chǎn)品中，可以把初始化頻率誤差降到大約百萬分之一，用戶可以通過MCU控制晶振是否使能。

1.2 UWB定位模組的供電

UWB定位模組采用采用3.7~4.2V鋰電池供電，并且有可以通過MCU的ADC采集電路讀取電池電壓。

UWB定位模組給DW1000供電采用多路隔離的方案，可以有效的降低因為電源噪聲引起的DW1000工作不穩(wěn)定的問題。

UWB定位模組的PALNA可以通過MCU控制是否打開，通過編程可以實現(xiàn)對功耗的控制。

1.3 UWB定位模組的接口

UWB定位模組采用USB Type-C接口，對應(yīng)提供了除MCU的USB外，包括MCU 的RST、系統(tǒng)供電使能（默認使能）、串口、MCU的調(diào)試接口，并且通過1.27nn間距的排針孔引出7Pin的調(diào)試接口，采用2.54的排針孔引出電池接口

1.4 UWB定位模組的指示燈

UWB定位模組對外引出電量指示燈，并且可以通過MCU控制電量指示燈是否點亮；UWB定位模組引出DW1000的收發(fā)指示燈，還有一個通過MCU編程控制的指示燈。

2 射頻電路設(shè)計

2.1 DW1000及外圍電路

UWB定位模組的DW1000及外圍電路采用我司自研的DW1000-PLCC44-1.3模組（詳細介紹《DW1000-PLCC44-1.3模組使用手冊》）。DW1000-PLCC44-1.3模組主要特點：

a、 采用靈活的時鐘設(shè)計，用戶可以選擇內(nèi)置的 1ppm TCXO 或 外部時鐘源，并且?guī)揭_輸出的模塊

b、 低功耗設(shè)計，TCXO 控制引腳以禁用 TCXO，內(nèi)置低 IQ DC-DC，帶控制引腳，

2.2 PALNA設(shè)計

UWB定位模組采用的SW8110Q是一顆應(yīng)用在UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)的射頻前端芯片；SW8110Q包括低噪聲放大器，功率放大器及射頻開關(guān)，集成度非常高，可搭配Decawave，NXP等主流UWB主芯片使用，有效提高CH1-CH4頻段的傳輸距離。主要特點：

a、 發(fā)射最大功率超過20 dBm (21dBm@3.5GHz; 20.5dBm@4.0GHz; 19.5dBm@4.5GHz)；

b、 發(fā)射功率增益24.0dB@3.5GHz；

c、 接收噪聲系數(shù)2dB，優(yōu)于射頻開關(guān)+低噪聲放大器的傳統(tǒng)方案；

d、 接收鏈路增益大于12dB，在優(yōu)化噪聲系數(shù)的同時最大化線性度指標，避免帶外干擾對系統(tǒng)靈敏度的影響；

e、 靜態(tài)功耗165mW，遠小于傳統(tǒng)功放產(chǎn)品的650mW；輸出功率15dBm時消耗功耗400mW，遠小于同類型功放產(chǎn)品的900-1100mW;

f、 可將傳統(tǒng)主芯片的50米距離有效提高到超過700米以上收發(fā)距離。

3 MCU和傳感器電路設(shè)計

3.1 MCU

UWB定位模組的MCU采用STM32L432KCU6，該器件是基于高性能 Arm Cortex-M4 32 位 RISC 內(nèi)核的超低功耗微控制器，頻率高達 80 MHz。Cortex-M4 內(nèi)核具有單精度浮點運行單元 （FPU），支持所有 Arm 單精度數(shù)據(jù)處理指令和數(shù)據(jù)類型。它還實現(xiàn)了一套完整的 DSP 指令和一個內(nèi)存保護單元 （MPU），可增強應(yīng)用程序安全性。

3.2 傳感器

UWB定位模組基站的傳感器主要為IMU和氣壓計，在比較惡劣的環(huán)境下，可以有效的改善單獨使用UWB的定位結(jié)果。結(jié)合IMU和氣壓計數(shù)據(jù)，可以消除因為測距抖動大，多徑等問題引起的定位精度下降問題。

4 接口電路設(shè)計

UWB定位模組采用USB Type-C接口，不僅對外引出了MCU的USB接口和VBUS，而且利用USB typeC其他多余的引腳引出了MCU的串口、調(diào)試口、系統(tǒng)供電使能(默認使能)等，該接口可以結(jié)合我司自研的DAPLink Type-C調(diào)試器或者ATE-Docker，直接進行程序的下載和調(diào)試，有效的提高了開發(fā)效率，擯棄了傳統(tǒng)的通過杜邦線連接調(diào)試器繁瑣過程和不可靠及接線方式（考慮到兼容性問題，保留傳統(tǒng)的調(diào)試接口）。

TaE的USB接口采用USB隔離芯片和USB Type-C接口連接，有效的防護了因為不恰當?shù)牟僮鲗?dǎo)致的USB短路而造成的損壞等。

5 電源管理及其他

UWB定位模組的DW100和PALNA的供電采用隔離的方式，不但有效的減小了DC-DC芯片的輸出壓力，而且不會因為部分外設(shè)的工作造成的電源噪聲使得DW1000工作不穩(wěn)定。我司經(jīng)過多次實驗和研究發(fā)現(xiàn)，DW1000的測距成功率會隨電源噪聲增加而降低。

6 電氣規(guī)格

6.1 額定工作條件

6.2 直流特性

7 封裝信息