Part 0 |Tracker 設備定位概覽與系統架構
在開始算法與代碼之前,本章將從“高空視角”全面剖析一個嵌入式 Tracker 定位系統的整體架構:背景、目標與規劃、關鍵約束、開發環境配置、硬件清單與資源預算、邏輯框圖示意、通信鏈路與協議棧、軟件架構與任務劃分,以及低功耗管理策略,幫助你在后續章節中快速進入實戰。
一、背景
在智慧物流、資產管理、人員追蹤、車載防盜等物聯網場景中,Tracker 設備承擔著周期性或實時上報目標位置的重任。與智能手機或車載導航不同,Tracker 多為鋰電池供電,需要長時間待機(數周乃至數月),并在信號弱、網絡抖動環境中保持“米級”定位精度。
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市場痛點
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GPS 模塊功耗高、冷啟動慢,且室內無信號;
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Wi-Fi RTT/BLE AoA 精度高,但覆蓋范圍和部署成本受限;
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蜂窩網絡(NB-IoT/Cat-M1)覆蓋廣、功耗低,但上行帶寬與時延受限。
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工程挑戰
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資源受限:MCU 主頻、Flash 與 SRAM 受限,無硬件浮點單元;
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功耗極限:深度睡眠階段電流 ≈ 10 μA;Active 通信時峰值可達百毫安;
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多鏈路融合:Wi-Fi、BLE、GNSS、蜂窩、LoRa 等多源數據異構融合;
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成本與體積:BOM 必須受控,天線、傳感器、存儲等外設需盡量集成或貼片化。
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二、系列目標
本系列以 ESP32-S3 平臺(雙核 240 MHz、512 KB SRAM、8 MB Flash)為硬件載體,面向嵌入式/物聯網工程師,目標是:
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構建全景式知識體系
從系統架構到算法原理,再到前沿模型,全方位覆蓋定位技術脈絡; -
落地實戰示例
在 Ubuntu + ESP-IDF 環境中,用 C 語言實現算法,并進行性能、功