ناوبری بدون GPS در فضای بسته با UWB (DWM1000) — دقت ۱۰cm (فارسی)

ژوئن 12, 2026 1 دقیقه مطالعه

UWB چیست و چرا از WiFi یا BLE دقیق‌تر است؟

UWB (Ultra-Wideband) یک تکنولوژی رادیویی است که پالس‌های بسیار کوتاه در طیف وسیع (۳.۱–۱۰.۶GHz) ارسال می‌کند. با اندازه‌گیری دقیق زمان رفت و برگشت پالس (ToF — Time of Flight) می‌توان فاصله را با دقت ۱۰–۳۰cm اندازه گرفت — در مقابل WiFi که ۱–۲m و BLE که ۵–۱۰m خطا دارد. iPhone 11 به بعد و AirTag از UWB استفاده می‌کنند.

ماژول DWM1000 ساخت Decawave (حالا Qorvo) یکی از ارزان‌ترین (~۳۵۰K) ماژول‌های UWB برای آردوینو است. برای ناوبری داخل ساختمان حداقل ۳ Anchor ثابت و یک Tag (Rover) لازم است.

🛠️ کارت پروژه

دقت موقعیت	~۱۰–۳۰cm در فضای باز، ۲۰–۵۰cm داخل
تعداد ماژول	۳ Anchor + ۱ Tag = ۴ ماژول DWM1000
بودجه	~۱.۵M تومان (۴ ماژول + Arduino)

معماری سیستم UWB Anchor/Tag

کد Anchor — DWM1000

// کتابخانه: arduino-dw1000 (GitHub: thotro)
#include <DW1000.h>
#include <DW1000Ranging.h>

#define ANCHOR_ID "01:00:22:EA:82:60:3B:9C"

void setup(){
  DW1000Ranging.startAsAnchor(ANCHOR_ID, DW1000.MODE_LONGDATA_RANGE_LOWPOWER);
}

void loop(){
  DW1000Ranging.loop();
}

کد Tag + Trilateration

// موقعیت Anchorها (متر)
float ax[]={0, 8, 4};
float ay[]={0, 0, 6};
float d[3];  // فاصله از هر Anchor

void trilaterate(float &px, float &py){
  // Least Squares برای ۳ Anchor
  float A = 2*(ax[1]-ax[0]);
  float B = 2*(ay[1]-ay[0]);
  float C = d[0]*d[0]-d[1]*d[1]-ax[0]*ax[0]+ax[1]*ax[1]-ay[0]*ay[0]+ay[1]*ay[1];
  float D = 2*(ax[2]-ax[0]);
  float E = 2*(ay[2]-ay[0]);
  float F = d[0]*d[0]-d[2]*d[2]-ax[0]*ax[0]+ax[2]*ax[2]-ay[0]*ay[0]+ay[2]*ay[2];
  px = (C*E-F*B)/(A*E-D*B);
  py = (A*F-D*C)/(A*E-D*B);
}