近年来,由于智慧家庭的横空出世,导致各种智能硬件产品如雨后春笋一样的都迸发出来了,定位系统也成为了网络上的热搜关键词。虽然室外定位有比较成熟GPS(Global Positioning System)系统解决方案,并且该定位系统的定位精度达到了M级,对室外定位的需求基本可以满足。但生活中,人们不仅有对室外定外的需求,随着科技的发展,人们对与室内定位的呼声越来越高。但是由于GPS在室内定位中存在严重的多径干扰以及室内环境的复杂性,导致了GPS应用在室内定位精度大幅度下降,基本很难满足用户的需求。为此,提出了一种基于UWB的无线传感器网络室内定位系统的设计方案,只需要在定位的室内部署传感器节点,分为四个锚节点和一个被定位的标签节点。通过锚节点与标签节点信息交互,得到时间差,通过nRF24L01把时间差传送给上位机,上位机软件利用改进的TDOA算法和卡尔曼滤波算法,对得到的数据进行误差分析,数据融合,通过一系列的算法计算出目标物体相对于锚节点的相对位置,并以圆点的方式在上位机中显示出来,便于用户观察目标物体的相对位置。传统的定位算法难点在于各个节点之间的时钟同步,以及时钟漂移带来的误差累计,这样会导致定位误差越来越大。在本文中,首先改进了TDOA算法,利用其中一个Anchor节点作为整个系统的时钟参考点,其广播一条通信帧到整个系统中,启动所有的Anchor节点,从而达到了Anchor之间的时钟同步,降低了时钟同步的难度,为减少时钟漂移的误差,并且在改进的TDOA算法中嵌入了卡尔曼滤波算法,修正和减少了时钟误差,提高了定位精度。最后的真实环境的测试结果表明,本论文中的定位系统的定位精度可以达到20cm左右,并且抗多径能力强、稳定性高。本文的研究成果可以为在复杂室内环境的情况下,实现无线传感器室内高精度定位提供理论参考,同时本文中的无线传感器室内定位系统的设计与实现,可以对市面上的室内定位的商业化做出有益的探索。