基于无线通信的数字钥匙实验系统

融合 UWB 测距、PDoA 测角与卡尔曼滤波的无线数字钥匙实验系统。

基于无线通信的数字钥匙实验系统

谢秋实‡, 朱拓源, 庞亚宸, 夏景圆*, 肖看*

2026年7月—8月 · 2026年全国大学生电子设计竞赛(湖北赛区) · 湖北赛区一等奖

基于 UWB ToF 测距、四天线 PDoA 测角和卡尔曼滤波,完成 4 位身份验证、三区域实时判定、迎宾声光提示与自动开闭锁。

2026 年为全国大学生电子设计竞赛省赛年,当届不设置全国赛;湖北赛区一等奖为该年度赛事的最高奖项。

数字钥匙实验系统 · 原理与验证UWB ToF / PDoA · Identity · Zone Control · Smart Lock

数字钥匙端与智能门锁端系统框图
系统闭环 · UWB 发送、定位接收、主控与门锁执行
双天线 PDoA 方位角测量原理
测角原理 · 到达相位差解算方位角
四天线 UWB 接收模块结构
接收结构 · 四天线基线与主控数据链路
数字钥匙实验系统完整实物
完整实物 · 120° 定位基站、门锁控制与上位机
数字钥匙开锁区运行界面
运行界面 · ID、距离、方位角、区域与门锁状态
数字钥匙系统程序流程
控制流程 · 验证、滤波、区域判定与动作
UWB 数字钥匙信标
数字钥匙 · 一键启动与 4 位身份信标
智能门锁执行端
执行端 · 声光迎宾、自动开锁与离区闭锁
定位精度与身份区域功能测试结果
测试数据 · 定位精度、身份验证与三区域功能
0.04 m最大距离误差2.3°最大方位角误差4 bit可设置身份 ID6 / 6功能判断正确

‡ 队长 · * 指导教师

华中科技大学 全国大学生电子设计竞赛
数字钥匙实验系统整体实物
数字钥匙软件运行界面

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