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UWB室内定位系统

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UWB初的定义是来自于60年代兴起的脉冲通信技术,又称为脉冲无线电(Impulse Radio)技术。与在当今通信系统中广泛采用的载波调制技术不同,这种技术用上升沿和下降沿都很陡的基带脉冲直接通信,所以又称为基带传输(baseband transmission)或无载波(carrierless)技术。脉冲UWB技术的脉冲长度通常在亚纳秒量级,信号带宽经常达数千兆赫兹,比任何现有的无线通信技术的带宽都大得多,所以终在1989年被美国国防部称为超宽带技术。早期超带宽技术(UWB)用来大数据的近距离传输,近年来被应用在无线定位应用中。
一、UWB室内定位系统介绍
UWB室内定位系统是采用先进的无线定位技术,能在极短时间内完成定位测距,同时采用无线激活方式,实现精确定位和低功耗完美结合,既可以实现高精度的实时定位又可以切换到超低功耗的区域定位。能够帮助终端用户实现不同的定位业务需求,灵活配置,即使客户的应用场景有较大差异,系统仍然能够通过灵活的结构变化,满足现场的实际功能需求,并大限度帮助客户节省投入,获取高性价比。
UWB室内定位系统采用多种无线宽带定位技术,在启用测量宽带窄脉冲信号的到达时间差来计算终端的位置,能获取高位置精度;与基于信号强度的RFID、Wi-Fi定位系统不同,即使在复杂工程环境中,用户仍然能够可重复地获取0.5米定位精度。在启用区域触发定位时,可以以房间为单位,实现到达房间感应定位标签。极大的降低标签的使用功耗,可长时间佩戴,实现长时间不用充电。


二、系统构架
UWB室内定位系统支持灵活的网络架构,从而实现不同应用环境下定位功能。一个典型的定位网络由四部分构成:定位基站(Anchor)、移动终端(Tag)、数据传输通道(DataChannel)、定位引擎服务器(Location Engine)。其中定位基站分布于场景区域的几何边缘,并对该区域进行信号覆盖;移动终端附着在定位对象表面;当终端进入基站的信号覆盖范围内,即自动与基站建立联系;基站依据内置规则完成TDOA数据的获取,并通过数据传输通道发送至定位引擎服务器,进而计算出移动终端的实际位置;定位引擎服务器支持大容量标签网络的原始数据获取、位置解算与坐标输出。
 

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三、系统特点
定位精度:厘米级、10厘米级、亚米级。
定位范围:基站之间布设数十米,该范围内可定位,一般需3点或4点定位。
定位算法:tdoa/tof(飞行时间法),单纯tdoa精度较低且分布不均匀,综合应用保证精度。
系统架构:tof无需同步;tdoa的上一代技术需要复杂同步设备,新一代技术无需同步机提升了系统可靠性。
性能优势:精度高(唯一能满足亚米级的室内无线定位方案)、容量高、功耗低,是未来精确定位的主流。


四、系统功能
人员、物资、车辆实时监控
电子地图实时显示工厂所有人员、重要物资、车辆的位置信息,监控人员可动态掌握各类前端点位数量和实时分布情况。
人员、车辆及物资查找定位
输入人员姓名或货物、车辆编号便可快速定位要查找的对象所在地点。
未按规定路线报警
指定某个终端在某段时间的行走轨迹,一旦发现该终端偏离指定的行走轨迹达一定的时间,发出报警信息。
进入禁区报警
限制区域,未经允许的定位终端进入将发出报警,在出入某些关口时,可设定好通过条件,当不符合要求的定位终端出入关口时将发出报警信息;或者某些区域只有在特定的时间才可进入,如在其他时段进入则被视为非法侵入,也会发出警报。
被访区域异常告警
在一定时间段,被访问者所在区域获取不到终端信息达到一定时间,发出报警信息。
活动轨迹回放
系统全天候记录人员、车辆经过地点和时间,可对人员、车辆运动路线进行跟踪回放,掌握其详细活动路线和时间。
自动人员点名
可定时自动进行人员清点,具体呈现进入人数、离开人数、停留人数。
滞留报警
当人员、车辆在规定的时间内,没有及时办理离开登记手续达到一定时间,发出报警信息。
出入口限制告警
可以规定人员、车辆进入和离开的出入口控制。如果人员、车辆不符合要求,发出告警。
联动集成
可结合已有先进的视频监控、门禁等技术,实现人员进出工厂的视频监控等联动集成。


五、使用范围
工厂、仓库、隧道、交通、电力、监狱、司法、办公等精度较高的室内外结合的场景;
此类场景下往往精度要求较高(10厘米级或亚米级),且有条件携带标签;往往是对象(人员、设备、车辆、资产)被动定位,而非主动定位(即非LBS服务)。


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