[開源項目] 藍點無限 UWB Python版本上位機

初衷：           
           進一步降低學習門檻，使用純Python 編寫GUI 上位機，Python 易於編程，算法資料算法豐富。  
          TWR 算法上位機一般使用Deca官方提供的GUI上位機，使用QT C++編寫，代碼臃腫，不適合學習，同時三邊定位算法部分晦澀難懂。
          之前在論壇開源了底層固件，再次補充一個開源版本上位機，實現了全流程的開源。

界面預覽：


源碼文件：
1.twr_51uwb_v2.py  主函數入口，同時處理TCP連接和界面顯示
2.twr_main.py 主要負責數據結構解析，並實現定位計算，這個文件有三邊定位算法，大家可以替換嘗試其他算法
3.Coordinate_process.py 基站坐標處理，匹配預設基站地址，確定基站坐標
4. globalvar.py 共享全局變量，主要多文件共享基站地址和坐標信息
5.mainwindow.py 界面文件，使用qtdesign 繪制，並使用pyuic 自動生成的文件

主要功能：
1 通過TCP 獲取信息，串口轉TCP參見視頻https://www.bilibili.com/video/BV1rv411p7Hj/
2 解析收到的數據並完成解算
3 在界面顯示基站和標簽相對位置
4 統計框中顯示標簽坐標
5 上位機支持多基站，並且可以根據checkbox 確認是否使能基站
6 支持調試接口，可以將想要的數據打印到調試界面
7 支持標簽history 定位點數量設定，默認5，最大20
8 支持標簽根據歷史信息顯示不同透明度

開發環境：
Python 3.6（64bit），推薦集成開發環境PyCharm 社區版
主要庫：pyqt5，numpy

其他：
目前找的三邊算法，只支持2D 定位，並且需要4個基站。大家可以根據需要替換定位算法。

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

數據格式說明：
&&&:20$0005:AD$0001:0080:11#0002:0080:22#0003:0081:33#0004:0079:44$AA##
TODO

源碼：

論壇開源鏈接下載:http://51uwb.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=401&extra=page%3D1

改上位機可以匹配我們全新開源固件，可以應用與隧道等復雜定位場景。目前可以使用已有代碼簡單修改為4基站，若干標簽定位。 多基站+若干標簽定位全新固件已經開發完成，鏈接  http://51uwb.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=402&extra=page%3D1     




同時該上位機支持現有BP30/BP400固件，只需要定位固件代碼修改3個地方：
1 修改最大基站數目

#define MAX_ANTHOR 4

2 修改tx_main.c 數據格式　

點擊查看代碼

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, "\r\n");
                   
                    while(msg_f_send.messageData[str_len] != '\n')
                    {
                            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 上傳數據量

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

說明：
按照如上修改固件，分別編譯標簽和4個基站，將定位距離數據通過地址為0x0001 的基站串口輸出，並通過串口轉WIFI模塊傳入到上位機。

整體TODO
上位機：     上位機動態選取最優4個基站定位(RSSI最大)
固件增強：  固件目前沒有提取RSSI，固定使用4基站，后期可以改成動態，通過動態發現周圍基站並測距，然后匯總。