搞定物聯(lián)網(wǎng)定位：UWB 高精度定位技術(shù)原理

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搞定物聯(lián)網(wǎng)定位：UWB 高精度定位技術(shù)原理

一、什么是 UWB

        UWB（Ultra Wide Band，超寬帶）技術(shù)是一種新型的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，其與傳統通信技術(shù)有很大的差異。

        在傳統通信體制中，數據傳輸一般都需要使用載波來(lái)承載，UWB 則不需要，取而代之的是通過(guò)發(fā)送和接收具有納秒甚至亞納秒級的極窄脈沖來(lái)傳輸數據，一個(gè)信息比特可映射為數百個(gè)這樣的脈沖。

        根據傅里葉時(shí)頻變換規則可知，單周期 UWB 脈沖時(shí)域寬度越短，對應的頻域帶寬就越寬，這種納秒級時(shí)域脈沖信號，往往能產(chǎn)生具有 GHz 量級的頻域帶寬。因此這種技術(shù)也稱(chēng) UWB 超寬帶技術(shù)（簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是帶寬非常大）。

        正是這些納秒級的時(shí)域脈沖，使得 UWB 信號具有極高的時(shí)間分辨率，非常適合高精度定位。


二、UWB 定位的技術(shù)特點(diǎn)

1. 高精度

        具有厘米級的高精度定位能力。UWB 信號時(shí)域寬度極窄，接收端在測量時(shí)，能獲得極高的時(shí)間分辨率，簡(jiǎn)單講就是時(shí)間測量準，這是實(shí)現高精度定位的基礎。

        同時(shí)它還具有很強的抗多徑能力，不同方向到達的信號很難出現疊加干擾，這對高精度定位也非常有好處。

2. 低功耗

        UWB 系統使用周期性的脈沖來(lái)發(fā)送數據，脈沖持續時(shí)間很短，一般在 0.20ns～1.5ns 之間，占空比非常低，省去了發(fā)送連續載波的大量功耗，因此功耗可以做到很低。

3. 高安全

        UWB 通信系統的物理層技術(shù)具有天然的安全性能，其帶寬大，發(fā)射功率譜密度比噪聲還要低，承載的信息淹沒(méi)在噪聲中，被截獲和干擾的概率非常低。反之，影響其他無(wú)線(xiàn)通信（如 WIFI）的概率也非常低�？偨Y起來(lái)，就是自己既不干擾別人，別人也很難干擾自己。

4. 低成本

        部署 UWB 定位系統，有一定的硬件采購成本，但 UWB 基站覆蓋范圍大，典型半徑達 50-150 米，同樣面積下，需部署的設備更少。同時(shí)，UWB 系統一旦部署調試完畢，幾乎不用再改動(dòng)，一次投入，可用 10 年，運營(yíng)成本極低。


三、UWB 定位網(wǎng)絡(luò )架構

        整個(gè) UWB 定位系統主要包含四個(gè)部分：UWB 定位標簽、UWB 定位基站、IoT 定位平臺，以及應用平臺。

1. UWB 定位標簽

        UWB 定位標簽攜帶在目標人員和物資中，其周期性發(fā)送上行 UWB 定位脈沖信號，有工牌、安全帽、腕表等多種形態(tài)，適用于不同的應用場(chǎng)景，具有低功耗、便攜、防水防塵等特點(diǎn)。

2. UWB 定位基站

        UWB 定位基站固定安裝在環(huán)境四周，其接收測量 UWB 定位標簽的脈沖信號以得到高精度的定位數據，具有室內型、工業(yè)型、防爆型等多種形態(tài)，支持多種供電方式和數據接口。

3. IoT 定位平臺

        接收 UWB 定位基站的測量數據，完成高精度位置計算。圍繞高精度位置，還研發(fā)有熱力圖、電子圍欄、軌跡呈現，以及設備管理等實(shí)用功能，同時(shí)也提供用戶(hù) API，便于應用側進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。


4. 應用平臺

         BS 端客戶(hù)借助 IoT 定位平臺提供的基礎定位能力拓展業(yè)務(wù)，助力企業(yè)智能運營(yíng)、安全生產(chǎn)、降本增效。

        本文由銥微云UWB室內定位系統小編整理發(fā)布，銥微云物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)提供UWB室內人員定位、超寬帶室內定位、高精度室內定位、高精度定位、二維定位、化工廠(chǎng)人員定位、養老院人員定位、隧道人員定位、煤礦井下定位、電廠(chǎng)人員定位、資產(chǎn)定位等產(chǎn)品及整體解決方案。