超宽带定位在人员定位物资监控应用

1.1 系统功能

U-Loc室内厘米级实时定位系统具有传输速率高、抗多径干扰能力强、功耗低、成本低、穿透能力强、低截获概率、定位精度高、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点。因此，采用U-Loc室内厘米级实时定位系统进行人员和设备定位将会展现出现有定位产品所无法达到的效果与功能。其主要功能如下:

1)     多模式定位：支持多种模式，包括0维（粗略模式），1维（流水线/走廊配置），2维（精确平面定位）和2.5维（精确平面定位加上楼层区域信息）。

图3.4  多模式定位

2)     精准定位：采用先进的IR-UWB定位技术，在室内可达到10cm-15cm的定位精度。

3)     实时定位：0.1Hz-100Hz可调的刷新速率，确保位置实时更新。

4)     全局显示：可在后台电子地图中全局化显示和查询区域内所有目标的位置。

5)     轨迹显示：记录待定位人员的运动轨迹，显示不同的颜色，便于人员分类管理。

6)     分类跟踪：对于不同目标，可配置不同等级的标签以作区别，达到更大限度的定位需求，使后台管理更加便利、完善。

7)     历史数据查询：可回放查询历史时刻或时间段目标的位置、轨迹、停留时间等信息。

8)     安全区域报警：后台可划分定位区域内安全区电子围栏、警报区和禁区电子围栏等不同级别和类型的区域，目标一旦进入便触发相应级别的报警。

9)     终端多样化：管理人员可通过手机端APP、平板电脑APP、后台APP进行实时移动查询。

1.2 技术指标

U-Loc室内厘米级实时定位系统的技术指标如下：

?  定位精度：10-15cm

?  频率范围：3.1GHz～7GHz   （中心频率可调）

?  带宽：    500MHz、1GHz       (可调)

?  比特率：  110Kbps、850Kbps、6.81Mbps

?  发射功率谱密度：≤-41.3dBm/MHz

?  每个标签具有全球唯一的64位电子编码，可用于标识人员或物体

?  支持0.1-100Hz多种刷新速率

?   标签容量：和位置刷新速率有关，在5个基站单位区间内每秒刷新一次时，最多可同时追踪2000+个标签信号（刷新速率越高，容量越小）。

?   作用距离：单基站作用距离为35-150m。

1.3 系统优势

和传统的室内定位技术相比，U-Loc室内厘米级实时定位系统主要有以下几个优势：

1)     高实时性

基于IR-UWB技术的无线实时高精度定位平台，依靠由多个强大的数据采集传感器组成的集成网络来即时发送信号，相当于室内的GPS，更精准，动态地告诉你“现在正在发生什么”。

2)     厘米级定位精度

优化的定位算法，保证在室内等多径效应显著的应用场合的高精度定位，能够同步、精准、实时地提供给定区域内的人员和设备的瞬间位置和运动信息，便于管理者直观、全局化地把握现场情况，从而做出决策。

3)     强抗多径干扰能力

U-Loc系统采用超宽带（UWB）技术，利用无载波的超短脉冲进行通信，纳秒级的极窄脉冲具有较高的时间分辨率，能将直达信号和多径信号分离，具有较强的抗多径干扰能力。

4)     高稳定性

极窄脉冲间的时隙容易识别，结合到达时间差定位法（TDOA）定位目标，与基于接收信号强度的传统定位技术相比，对应用环境的电磁、物理干扰不敏感，能够实现较高的定位精度。

5)     布设简便

自组网的无线连接架构，使系统部署更简单、稳定可靠。

6)     高安全性

辐射极小，不到手机辐射的1%。

1.4 系统应用

U-Loc高精度实时定位系统的应用场所可分为以下四类：

一、需要获取目标精准、实时的瞬间位置和运动信息的场所

如：养老院、监狱、戒毒所管理、军事训练、人防安全、消防急救等；

二、需要详细的历史轨迹信息的场所

如：大型超市消费习惯分析、精准广告投放、电力巡检、体育训练等；

三、需要解决室内导航、路径规划等问题的场所

如：智能物流系统、智能工厂调度系统、机器人自主导航、机场人员、行李定位导航；

四、需要防爆、抗干扰等的复杂多径环境

如：石化工厂、煤矿井下等。