UWB室内定位全面解决方案 - 图文

高精度人员定位全面解决方案

一、应用背景

现代制造业生产设备繁多，生产车间广阔，生产工人数量多，如何实现生产工程的安全管理，进一步提高生产效率，突破生产瓶颈，同时实现对员工的智能化管理及生产设备的维护，是现代制造业面临的难题。

为此有必要提供一套集人员设备定位管理的UWB高精度定位系统。

二、适用行业

UWB高精度定位技术应用于石油与天然气，化工，钢铁制造等高危环境。

三、方案介绍

通过在生产车间部署基于UWB技术的定位设备，并为工作人员及相关生产设备配置标签卡（具有唯一ID），标签卡接收基站下发信号，通过接收信号时间

差，利用UWB定位TDOA算法实现定位功能，结合视频联动等技术，实现对生产车间的智能化管理。

系统由应用层、解算层、传输层和设备层（定位基站和定位标签）构成，传输层主干网通信方式采用无线主干网（现场不方便布线），基于无线主干网的系统架构，下图1所示。

恒高UWB室內定位系统由硬件定位设备、定位引擎和应用软件构成。系统采用UWB定位技术，通过TDOA到达时间差的算法实现三维定位，定位精度优于30cm，单区域支持多于1000张/秒的定位标签，精度高，容量大。 该UWB定位系统应用软件支持PC端和移动端访问，并提供位置实时显示、历史轨迹回放、人员考勤、电子围栏、行为分析、多卡判断、智能巡检等功能。 恒高高精度UWB定位系统多用于室内定位行业，应用场景包括：化工厂人员定位、监狱犯人定位、养老院定位、施工人员定位、隧道人员定位、室内管廊定位、车辆定位、物资定位、仓储定位等。

基于无线主干网的系统架构

1、系统性能指标

下文将详细介绍系统的各项性能指标。

2、定位准确度、精度

所谓定位准确度是，空间实体位置信息（通常为坐标）与其真实位置之间的接近程度，本系统中通俗讲就是系统定位引擎计算出来的标签位置与标签真实位置之间的偏差，系统2维定位准确度为10cm。

2维定位精度即定位系统输出定位标签坐标值的方差，系统2维定位的3σ精度（3σ精度即最多有0.3%的测量结果超过该精度）为0.3m。

3、基站性能指标

本次系统定位设备采用两类基站，其中通信定位基站主要功能如下： 1) 现场人员精确定位； 2) 接收定位基站的原始数据； 3) 与WIFI之间的数据传输； 4) 小区时间同步； 5) 定位标签卡的接入调度。 定位基站主要功能如下： 1）现场人员精确定位；

2）进行通信功能，将定位标签卡与自身的原始数据发送给通信定位基站。 基站外形如图2、图3所示。

图2通信定位基站图3定位基站

表1为两类基站性能指标。

表1基站性能指标

基站类型 定位精度（m） 覆盖范围（m） 数据传输 供电方式 外形尺寸（mm） 产品重量 工作温度 存储温度 工作湿度/无凝结 防护等级 通信定位基站（定向室内WIFI工业型） 0.3 200 有线/无线 220V 224*224*107 2.9kg -20℃~65℃ -40℃~80℃ 0~95% IP67 定位基站（定向室内电池型） 0.3 100 无线 电池 160*110*60 1.8kg -20℃~65℃ -40℃~80℃ 0~95% IP67 4、标签卡性能指标

本次定位采用工牌型标签卡，如图4所示。

图4 工牌型定位标签

具体性能指标，如表2所示。

表2工牌型标签卡性能指标