UWB高精度定位技术原理与应用分析

UWB⾼精度定位技术原理与应⽤分析
⾼德地图、百度地图、腾讯地图等⼿机地图上提供的定位导航、路况查询、位置搜索等实⽤功能,极⼤⽅便了⼈们的⽣活,这背后有赖于智能⼿机提供的定位能⼒(GPS、蜂窝、WIFI等),⽬标⽤户主要是⼈。与此同时,近些年物联⽹产业⾼速发展,越来越多的物联⽹终端连上了⽹络,实现了⼈与物,甚⾄物与物之间的互连互通。随着智能化要求的进⼀步提⾼和物联⽹应⽤的进⼀步拓展,除了互联互通,解决“物在where”问题也越来越迫切,即IoT定位。本⽂将介绍⼀种厘⽶级的⾼精度IoT定位技术 – 。安息香乙醚
⼀、什么是UWB
UWB(Ultra Wide Band,超宽带)技术是⼀种新型的⽆线通信技术,其与传统通信技术有很⼤的差异。
在传统通信体制中,数据传输⼀般都需要使⽤载波来承载,UWB则不需要,取⽽代之的是通过发送和接收具有纳秒甚⾄亚纳秒级的极窄脉冲来传输数据,⼀个信息⽐特可映射为数百个这样的脉冲。
根据傅⾥叶时频变换规则可知,单周期UWB脉冲时域宽度越短,对应的频域带宽就越宽,这种纳秒级时域脉冲信号,往往能产⽣具有GHz 量级的频域带宽,这种技术也称UWB超宽带技术(简单来说就是带宽⾮常⼤)。正是这些纳秒级的时域脉冲,使得UWB信号具有极⾼的时间分辨率,⾮常适合⾼精度定位。
⼆、UWB定位的技术特点
1. ⾼精度
具有厘⽶级的⾼精度定位能⼒。UWB信号时域宽度极窄,接收端在测量时,能获得极⾼的时间分辨率,简单讲就是时间测量准,这是实现⾼精度定位的基础。
同时它还具有很强的抗多径能⼒,不同⽅向到达的信号很难出现叠加⼲扰,这对⾼精度定位也⾮常有好处。
2. 低功耗
UWB系统使⽤周期性的脉冲来发送数据,脉冲持续时间很短,⼀般在0.20ns~1.5ns之间,占空⽐⾮常低,省去了发送连续载波的⼤量功耗,因此功耗可以做到很低。
彩钢板机房>淀粉酶抑制剂3. ⾼安全
UWB通信系统的物理层技术具有天然的安全性能,其带宽⼤,发射功率谱密度⽐噪声还要低,承载的信息淹没在噪声中,被截获和⼲扰的概率⾮常低。反之,影响其他⽆线通信(如WIFI)的概率也⾮常低。总结起来,就是⾃⼰既不⼲扰别⼈,别⼈也很难⼲扰⾃⼰。
4. 低成本
部署UWB定位系统,有⼀定的硬件采购成本,但UWB覆盖范围⼤,典型半径达50-150⽶,同样⾯积下,需部署的设备更少。同时,UWB系统⼀旦部署调试完毕,⼏乎不⽤再改动,⼀次投⼊,可⽤10年,运营成本极低。
三、UWB定位⽹络架构
整个UWB定位系统主要包含四个部分:UWB定位标签、UWB定位、IoT定位平台,以及应⽤平台。
垃圾分类机5. UWB定位标签
UWB定位标签携带在⽬标⼈员和物资中,其周期性发送上⾏UWB定位脉冲信号,有⼯牌、安全帽、腕表等多种形态,适⽤于不同的应⽤场景,具有低功耗、便携、防⽔防尘等特点。
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6. UWB定位
UWB定位固定安装在环境四周,其接收测量UWB定位标签的脉冲信号以得到⾼精度的定位数据,具有室内型、⼯业型、防爆型等多种形态,⽀持多种供电⽅式和数据接⼝。
7. IoT定位平台
接收UWB定位的测量数据,完成⾼精度位置计算。围绕⾼精度位置,还研发有热⼒图、电⼦围栏、轨迹呈现,以及设备管理等实⽤功能,同时也提供⽤户API,便于应⽤侧进⾏⼆次开发。
8. 应⽤平台
B端客户借助IoT定位平台提供的基础定位能⼒拓展业务,助⼒企业智能运营、安全⽣产、降本增效。
在实际部署中,与智能⼿机在公共区域定位不同,UWB定位常常⾯向的是⼯⼚、园区等⽣产制造场景,由于涉及到⽣产制造等核⼼企业环节,这类场景对定位精度的要求⽐⼿机定位要求⾼得多,通常需要在作业现场部署专门的定位⽹络(含定位和定位标签)。
UWB⼀般安装在定位区域四周,位置是固定的,⼀般要安装⾄少4个,位置和定位精度强相关,需要进⾏精确测量校正。
UWB标签⼀般是携带在⼈员或物资上,如⼯牌、⼿环、安全帽等,标签之间是相互独⽴的。总体⽽⾔,安装和部署都⽐较简单⽅便。
四、应⽤场景
UWB定位主要⾯向2B领域,可⼴泛应⽤于智慧⼯⼚、物流仓储、智慧楼宇、智慧园区、建筑施⼯、数字机房、港⼝机场、电⼒能源、公检法等场景,能深度参与到⽣产、运输、监管、安全等核⼼环节中,助⼒B端客户⾼效运营和安全⽣产,实现降本增效,期待未来更⼴泛多样化的应⽤。
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本文发布于:2024-09-21 04:22:38,感谢您对本站的认可!

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