UWB定位技術(shù)與應(yīng)用場(chǎng)景分析

UWB（Ultra-Wide-Band）是一種利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線通信方式，該技術(shù)采用高帶寬、快速脈沖的方式，具有優(yōu)秀的穿透性和抗干擾性。

本定位系統(tǒng)采用TOF/TDOA/TOA算法，基于UWB測(cè)距技術(shù)與時(shí)間差定位技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，定位精度達(dá)到10cm以內(nèi)；在普通環(huán)境下，定位精度依然能保持在30厘米以內(nèi)。其中產(chǎn)品測(cè)距精度達(dá)到2.5厘米。

系統(tǒng)具有精度高、功耗低、成本低、抗干擾能力強(qiáng)、易部署等優(yōu)點(diǎn)，用于復(fù)雜環(huán)境下的人員、物品等高精準(zhǔn)定位，解決基于0維、一維、二維、三維場(chǎng)景下的精準(zhǔn)定位需求。

UWB技術(shù)原理

UWB是一種新型的無(wú)線通信技術(shù)，UWB的工作頻帶為3.1GHz~10.6GHz，系統(tǒng)-10dB帶寬與系統(tǒng)中心頻率之比大于20%或系統(tǒng)帶寬至少為500MHz。UWB信號(hào)的發(fā)生可通過****時(shí)間極短（如2ns）的窄脈沖（如二次高斯脈沖）通過微分或混頻等上變頻方式調(diào)制到UWB工作頻段實(shí)現(xiàn)。

UWB定位原理

UWB的室內(nèi)定位功能和衛(wèi)星原理很相似，就是利用標(biāo)簽于****之間的相對(duì)距離及****的坐標(biāo)，計(jì)算標(biāo)簽的坐標(biāo)。在需要定位的人員或者物體進(jìn)行攜帶定位標(biāo)簽，標(biāo)簽按照一定的頻率****脈沖，不斷和****進(jìn)行測(cè)距，通過一定的精確算法定出標(biāo)簽的位置！

UWB定位優(yōu)勢(shì)

（1）抗多徑能力強(qiáng)，定位精度高：帶寬決定了信號(hào)在多徑環(huán)境下的距離分辨能力（成正比關(guān)系）。UWB的帶寬很寬，多徑分辨能力強(qiáng)，能夠分辨并剔除大部分多徑干擾信號(hào)的影響，得到精度很高的定位結(jié)果。UWB可以在距離分辨能力上高于其他傳統(tǒng)系統(tǒng)，復(fù)雜環(huán)境下其精度甚至可以達(dá)到Wi-Fi、藍(lán)牙等傳統(tǒng)系統(tǒng)的百倍以上。

（2）時(shí)間戳精度高：超寬帶脈沖信號(hào)的帶寬在納秒級(jí)，由定時(shí)來(lái)計(jì)算位置時(shí)，引入的誤差通常小于幾厘米。

（3）電磁兼容性強(qiáng)：UWB 的****功率低，信號(hào)帶寬寬，能夠很好地隱蔽在其它類型信號(hào)和環(huán)境噪聲之中，傳統(tǒng)的接收機(jī)無(wú)法識(shí)別和接收，必須采用與****端一致的擴(kuò)頻碼脈沖序列才能進(jìn)行解調(diào)，所以不會(huì)對(duì)其他通信業(yè)務(wù)造成干擾，同時(shí)也能夠避免其他通信設(shè)備對(duì)其造成干擾。

（4）能效較高：UWB具有500MHz以上的射頻帶寬，能夠提供極大的擴(kuò)頻增益，使得UWB通信系統(tǒng)能效較高。這意味著對(duì)于電池供電設(shè)備，系統(tǒng)的工作時(shí)間可以大大延長(zhǎng)，或是同樣****功率限制下，覆蓋范圍比傳統(tǒng)技術(shù)大得多。

UWB定位應(yīng)用場(chǎng)景

隧道管廊：在隧道施工現(xiàn)場(chǎng)，通過部署UWB超寬帶定位系統(tǒng)，將定位標(biāo)簽集成至員工胸卡、安全帽等穿戴設(shè)備內(nèi)，可以提供的集風(fēng)險(xiǎn)管控、人員管理、實(shí)時(shí)顯示、應(yīng)急救援等功能能夠準(zhǔn)確定位工人位置，保障工人施工安全、施工質(zhì)量、施工進(jìn)度。

工業(yè)制造：在工廠中，UWB超寬帶定位系統(tǒng)可以幫助傳統(tǒng)工廠實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，可實(shí)時(shí)查看員工位置、在崗時(shí)間、離崗時(shí)間、移動(dòng)軌跡，提高崗位巡查效率。通過后臺(tái)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)貨物位置的監(jiān)管，可查看物品位置、所屬倉(cāng)庫(kù)等數(shù)據(jù)，防止物資設(shè)備的丟失。

司法監(jiān)獄：監(jiān)獄安全管理一直是備受關(guān)注的問題，通過UWB超寬帶定位技術(shù)如何杜絕監(jiān)獄犯人管理漏洞、降低監(jiān)管執(zhí)法風(fēng)險(xiǎn)呢？在監(jiān)獄，通過UWB超寬帶定位系統(tǒng)，將定位標(biāo)簽集成至犯人定位腕帶中，能夠?qū)Ψ谭溉诉M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。包括：實(shí)時(shí)掌握人員的實(shí)時(shí)位置、人數(shù)清點(diǎn)、犯人腕帶防拆報(bào)警、電子圍欄、聚眾分析、行動(dòng)軌跡跟蹤、 回放、攝像聯(lián)動(dòng)警報(bào)等，能夠很大程度的降低監(jiān)管執(zhí)法的風(fēng)險(xiǎn)，防止意外事故的發(fā)生。

養(yǎng)老院：在養(yǎng)老院，通過給老人佩戴智能手環(huán)或胸牌，不僅能夠?qū)崟r(shí)查看老人位置，還能夠通過設(shè)置電子圍欄來(lái)圈定安全活動(dòng)范圍，一旦老人走出安全區(qū)域，系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)預(yù)警，通知管理人員前往查看，避免老人走失。因?yàn)樽o(hù)工人員不可能24小時(shí)陪在每一個(gè)老人身邊，難免會(huì)有疏漏，所以可以將一鍵報(bào)警功能集成在手環(huán)或胸牌之中，一旦老人遇到危急情況，按下按鈕就能夠通知護(hù)工人員及時(shí)予以救助，避免危及老人生命健康安全。

展廳：在會(huì)展、展廳內(nèi)，UWB定位系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)智能化導(dǎo)覽服務(wù)，一方面可以實(shí)時(shí)導(dǎo)引觀眾前往想去的展位，另外也可以對(duì)觀眾的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)，查看參展客戶及工作人員在展廳內(nèi)的觀覽軌跡、停留時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)辦展效果精準(zhǔn)分析。讓展方了解參展人員感興趣產(chǎn)品，為后期提升展會(huì)質(zhì)量工作提供明確方向。