随着城市化的进程与万物联网时代的到来,人们的各种社会活动大多发生在室内场所,而获取自身的位置是人们各种社会活动的基础与前提,然而北斗等卫星导航系统受建筑等障碍物的遮挡无法直接应用在室内定位领域,因此如何有效的实现对室内人员的定位成为当前研究的热点与难点。为此,本文在分析比较了多种室内定位技术后,研究并设计了一套基于UWB(Ultra-Wideband)的室内人员定位系统,具有较高的定位精度及实用性,能够基本满足室内人员的定位需求。首先,总结了国内外室内定位领域的研究现状,分析了UWB的技术特点及工程实现方案。为了解UWB脉冲信号在室内环境中视距(Line-of-Sight,LOS)和非视距(NonLine-of-Sight,NLOS)下的传播特性,对IEEE 802.15.4a信道的四种典型室内信道模型进行MATLAB仿真分析。其次,针对影响室内定位的主要因素非视距误差进行了深入研究,分析了室内环境下非视距误差来源,建立了非视距误差的数学模型,归纳了非视距误差的特性。为减弱非视距误差带来的影响,本文提出了一种改进的联合定位算法。通过MATLAB仿真验证表明,该算法具有良好的非视距误差的鉴别与抑制能力。然后,根据系统总体设计方案对定位基站、人员定位标签、嵌入式软件进行相应设计与实现。考虑到定位基站的实用性设计了有源以太网(Power over Ethernet,Po E)及直流两种兼容式供电方案,提供了以太网与Zig Bee两种数据传输功能。考虑到人员定位应用场景的不同,分别设计了胸卡型与腕表型标签结构,对UWB射频电路进行了优化设计,增加了外部功放与低噪声放大器,引入了运动传感器实时监测人员标签运动状态以减少功耗损失,设计了两种不同的电源管理方案能够解决人员定位标签的供电与充电需求。设计并实现了定位基站与人员定位标签的相应嵌入式软件。最后,搭建了实验平台,测试验证了系统各模块的基本功能与通信的稳定性,对系统的定点测距、动态测距进行了测试分析。模拟了室内实际应用场景,进行了系统定位实验,统计并分析了实验数据。实验结果表明,本系统具有良好的测距及定位精度,能够基本满足室内人员定位需求。