[开源项目] 蓝点无限 UWB Python版本上位机

初衷：           
           进一步降低学习门槛，使用纯Python 编写GUI 上位机，Python 易于编程，算法资料算法丰富。  
          TWR 算法上位机一般使用Deca官方提供的GUI上位机，使用QT C++编写，代码臃肿，不适合学习，同时三边定位算法部分晦涩难懂。
          之前在论坛开源了底层固件，再次补充一个开源版本上位机，实现了全流程的开源。

界面预览：


源码文件：
1.twr_51uwb_v2.py  主函数入口，同时处理TCP连接和界面显示
2.twr_main.py 主要负责数据结构解析，并实现定位计算，这个文件有三边定位算法，大家可以替换尝试其他算法
3.Coordinate_process.py 基站坐标处理，匹配预设基站地址，确定基站坐标
4. globalvar.py 共享全局变量，主要多文件共享基站地址和坐标信息
5.mainwindow.py 界面文件，使用qtdesign 绘制，并使用pyuic 自动生成的文件

主要功能：
1 通过TCP 获取信息，串口转TCP参见视频https://www.bilibili.com/video/BV1rv411p7Hj/
2 解析收到的数据并完成解算
3 在界面显示基站和标签相对位置
4 统计框中显示标签坐标
5 上位机支持多基站，并且可以根据checkbox 确认是否使能基站
6 支持调试接口，可以将想要的数据打印到调试界面
7 支持标签history 定位点数量设定，默认5，最大20
8 支持标签根据历史信息显示不同透明度

开发环境：
Python 3.6（64bit），推荐集成开发环境PyCharm 社区版
主要库：pyqt5，numpy

其他：
目前找的三边算法，只支持2D 定位，并且需要4个基站。大家可以根据需要替换定位算法。

tril2d = Trilateration()
tril2d.setDistances(Info['distance'])
tril2d.setAnthorCoor(Info['anthor'])
result_x, result_y = tril2d.trilaterate2D()

数据格式说明：
&&&:20$0005:AD$0001:0080:11#0002:0080:22#0003:0081:33#0004:0079:44$AA##
TODO

源码：

论坛开源链接下载:http://51uwb.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=401&extra=page%3D1

改上位机可以匹配我们全新开源固件，可以应用与隧道等复杂定位场景。目前可以使用已有代码简单修改为4基站，若干标签定位。 多基站+若干标签定位全新固件已经开发完成，链接  http://51uwb.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=402&extra=page%3D1     




同时该上位机支持现有BP30/BP400固件，只需要定位固件代码修改3个地方：
1 修改最大基站数目

#define MAX_ANTHOR 4

2 修改tx_main.c 数据格式　

点击查看代码

static void Send_Dis_To_Anthor0(void)
    {
             // printf("Debug here");
        static int framenum = 0 ;
                    char crc_byte = 0;
        //only send this message to anthor0:short address equal 0x0001
        msg_f_send.destAddr[0] =(0x0001) &0xFF;
        msg_f_send.destAddr[1] =  ((0x0001)>>8) &0xFF;

        msg_f_send.seqNum = distance_seqnum;

        msg_f_send.messageData[0]='M';
                    uint8 *pAnthor_Str = &msg_f_send.messageData[1];
                    int str_len = 0x20;
              sprintf(pAnthor_Str, "&&&:%02X$%04X:%02X",str_len,SHORT_ADDR,msg_f_send.seqNum);//AA55 ANTHORID
        pAnthor_Str = pAnthor_Str + 15;
              //printf(pAnthor_Str);
             //0001:A1B1:11#
              uint16 shortaddress = 0x0001;
              uint8 rssi = 0x11;
              sprintf(pAnthor_Str, "%04X:%04X:%02X#",shortaddress,Final_Distance[0],rssi);
        pAnthor_Str = pAnthor_Str + 13;

                    shortaddress = 0x0002;
              rssi = 0x22;
              sprintf(pAnthor_Str, "%04X:%04X:%02X#",shortaddress,Final_Distance[1],rssi);
        pAnthor_Str = pAnthor_Str + 13;

                    shortaddress = 0x0003;
              rssi = 0x33;
              sprintf(pAnthor_Str, "%04X:%04X:%02X#",shortaddress,Final_Distance[2],rssi);
        pAnthor_Str = pAnthor_Str + 13;

                    shortaddress = 0x0004;
              rssi = 0x44;
              sprintf(pAnthor_Str, "%04X:%04X:%02X$AA##",shortaddress,Final_Distance[3],rssi);
        pAnthor_Str = pAnthor_Str + 17;

              sprintf(pAnthor_Str, "
");
                   
                    while(msg_f_send.messageData[str_len] != '
')
                    {
                            crc_byte =crc_byte^msg_f_send.messageData[str_len];
                            str_len++;
                    }
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, !GPIO_PIN_RESET);//PA node ,enable pa
        dwt_writetxdata(11 + str_len,(uint8 *)&msg_f_send, 0) ;  // write the frame data
        dwt_writetxfctrl(11 + str_len, 0);
        dwt_starttx(DWT_START_TX_IMMEDIATE);
        while (!(dwt_read32bitreg(SYS_STATUS_ID) & SYS_STATUS_TXFRS))
        { };
                    dwt_write32bitreg(SYS_STATUS_ID, SYS_STATUS_TXFRS);
        framenum++;
        LCD_Display_Distance();
    }

3 修改rx_main.c 上传数据量

case 'M':
         USART_puts(&msg_f->messageData[1],72);
    break;

说明：
按照如上修改固件，分别编译标签和4个基站，将定位距离数据通过地址为0x0001 的基站串口输出，并通过串口转WIFI模块传入到上位机。

整体TODO
上位机：     上位机动态选取最优4个基站定位(RSSI最大)
固件增强：  固件目前没有提取RSSI，固定使用4基站，后期可以改成动态，通过动态发现周围基站并测距，然后汇总。