2020

08.10

UWB超宽带定位技术原理及应用

UWB全称Ultra Wide Band,超宽带技术。因其高精准度、高稳定性、高抗干扰性,逐渐成为主流。

       谈到定位技术我们并不陌生,从车辆导航到外卖、打车软件,定位技术已经和我们的生活密不可分。通常我们按照使用场景将定位技术分为室内定位和室外定位两种,室外定位主要依赖于GPS、北斗、GLONASS、GALILEO这些全球卫星定位导航系统,此外还有差分定位技术、电信运营商的基站蜂窝网定位技术;室内定位技术主要是蓝牙、WiFi、Zigbee、RFID、地磁、UWB等无线技术。今天主要与大家分享的超宽带UWB无线定位原理。

什么是UWB?

      UWB全称Ultra Wide Band,超宽带技术。通过发送和接收极窄脉冲来实现无线传输,由于脉冲时间宽度极窄,使用的带宽在500MHz以上。最初UWB是作为一种通信技术出现,目的是用于短距离、宽带无线通信,后因其超宽频的特点优势,人们意识到它在高精度定位领域的价值,UWB在定位领域应用逐渐成为主流。

UWB定位技术工作原理

      UWB定位第一步就是测距,采用双向飞行时间法(TW-TOF,two way-time of flight),通过测量两点之间来回的无线电飞行时间,此即双向飞行时间,双向飞行时间x光速,就是发射与接收之间的双向飞行距离,此距离除2,就是单向距离。

      与WIFI、蓝牙等测量信号强度(RSSI)、信号到达角度(AOA)的间接测距技术相比,光速极其稳定,不会受到电池电压、无线电信道、天线制作工艺的影响。

      UWB定位第二步就是定位,通过TOA(到达时间)和TDOA(到达时间差)的方式,测出物体(标签)与几个已知位置的基准点(基站)的距离或者距离差之后,就可以算出标签的位置。

UWB应用场景

      UWB定位技术可提供室内/室外厘米级高精度定位,为人/车/物增加了位置、距离等空间信息,使得系统决策具有更高精细度。另外UWB定位本身的价值,不仅仅体现在定位,在物联网及大数据时代,它还拥有诸多附加值应用,如历史轨迹、热点提取、电子考勤、安防预警等,通过此类应用的数据分析,提升工作效率、增强安全保障等。

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      在生产制造过程中,“人、机、料”所在的位置管理越来越重要,通过精准的位置数据分析,实时掌握每一个人、车、料的位置轨迹和工作状态分析,以提升安全管理和产能效率的优化。

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      优发国际手机版网站电厂建设的推动下,引入UWB定位系统,融合两票管理,视频系统,门禁系统等,管理人员可在三维虚拟电厂中实时查看作业/外协人员的活动轨迹;人数的统计;危险告警等。

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      将UWB定位系统与传统的监管方式相结合,满足司法对访客、指定区域人员更优发国际手机版网站的管理,弥补监管漏洞,极大地降低了管理上的安全风险,进而实现事前预防、事中管控、事后查证等。

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      建立一套实时精准定位系统,联动门禁系统,视频系统,大屏系统等,实现建筑工地、地下隧道/地铁等施工的人员管理,数量统计,行为轨迹追踪,异常告警,提升工地人员的安全管理和生产效率。

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      优发国际手机版网站仓储货物定位管理系统,实现对于物资的动态管理,帮助仓库库存物资的入库、出库、盘点、查找为一体的流程管理系统,提升现有的仓库货物管理水平。

      另外UWB定位管理系统还可应用于医院、养老、展馆、楼宇、港口码头等场景,在应急管理、安全执法提供强有力的数据支撑。