UWB超宽带室内定位方案介绍

UWB超宽带定位原理及系统架构介绍一、UWB超宽带定位原理该技术采用TDOA（到达时间差原理），利用UWB超宽带定位技术测得定位标签相对于两个不同定位基站之间无线电信号传播的时间差，从而得出定位标签相对于四组定位基站的距离差。

使用TDOA技术不需要定位标签与定位基站之间进行往复通信，只需要定位标签只发射或只接收UWB信号，故能做到更高的定位动态和定位容量。

恒高科技四维定位系统产品即使用UWB-TDOA技术实现了高精度、高动态、高容量、低功耗的定位系统。

二、UWB超宽带定位系统架构恒高科技UWB-TDOA定位系统产品由感知层、传输层、服务层、网络层、应用层组成。

系统架构示意图感知层由定位基站、通信基站、通信定位基站共3类定位基站和定位标签组成，通过定位基站与定位标签的UWB超宽带定位信道实现对定位标签的定位，通过通信基站与定位标签的Zigbee通信信道实现定位基站对定位标签的参数配置、定位标签的状态回传以及定位标签上下行的数据。

定位基站通过Zigbee通信信道与通信基站、通信定位基站实现参数配置、状态回传、上下行数据。

传输层分为无线传输网和有线传输网，无线传输网通过WIFI信道为定位基站提供数据传输链路，有线传输网通过有线以太网方式为定位基站提供数据传输链路，并且有线传输网还为无线传输网提供数据传输链路。

服务层由UWB超宽带定位引擎软件、UWB超宽带定位系统管理软件、对内和对外接口软件组成，这些软件部署在系统服务层服务器。

UWB超宽带定位引擎软件实现定位数据的解算，得到定位标签的坐标；UWB 超宽带定位系统管理软件实现定位网、通信网、无线传输网的管理及维护功能，并作为应用层到感知层的数据交换桥梁。

网络层分为互联网和局域网，局域网由用户方部署。

应用层包括系统应用软件和应用层对外接口软件，系统应用软件实现定位显示、轨迹回放等基础功能及应用定位数据的电子围栏、巡检、过程管理、考勤分析等拓展功能；应用层对外接口软件提供接口以便集成商或其他用户使用本系统的数据。

UWB室内定位技术研究随着智能化与数字化的发展，人们对于室内定位技术的需求越来越强烈。

目前，常见的室内定位技术包括红外线、Wi-Fi、蓝牙、超声波等技术。

然而，这些技术均存在不同程度的缺陷，如精度不高、易受干扰、无法满足多维度定位等问题。

为了解决这些问题，自适应室内定位技术的产生成为可行的选择，其中UWB技术是一种新兴的技术。

一、UWB技术简介UWB技术是超宽带技术的缩写，它是指利用极短的脉冲信号来传输信息的通信技术。

UWB技术在频率范围上非常宽阔，能够占据从几百兆赫兹到几吉赫兹的频段，这也就意味着在每秒钟内能够传输大量的信息，且具有极高的精度和抗干扰能力。

二、UWB技术的优势与其他技术相比，UWB技术有以下优势：1. 无需铺设基础设施，便可实现应用。

室内定位技术中，铺设基础设施是一个很耗时耗力的过程，同时也容易受到环境影响。

而使用UWB技术时，因为其本身的传输特性，无需进行复杂的基础设施铺设，将其部署在室内可直接获取定位信息。

2. 精度高、测量范围宽。

由于UWB技术传输特性的优越性，它在定位精度方面远远超过了传统的无线技术。

同时，UWB技术的测量范围也很宽，它能够穿透墙壁和其他障碍物进行定位。

这对于一些需要多维度定位的场景来说，是非常有优势的。

3. 抗干扰能力强。

与其他技术相比，UWB技术具有更高的信噪比，在强干扰环境下仍能稳定地传输信息，并且其本身的频率波动在通信范围内时很小，因此不易受到干扰而产生误差。

三、UWB技术在室内定位中的应用在室内定位方面，UWB技术已经有了广泛的应用，具体包括以下系统：1. 精准室内定位系统基于UWB技术开发的精准室内定位系统，能够在建筑物内的不同位置准确地识别用户，并提供实时定位、导航和信息提示等功能。

该技术可以应用于医院、商场、机场等场景，为人们提供更加优质的服务和体验。

2. 室内导航系统室内导航系统是一种能够提供具体建筑物内特定区域的室内导航的系统。

它利用UWB技术来确定用户的位置和方向，为用户提供实时的导航和指引，让用户更加容易地找到自己需要的位置和服务。

uwb定位技术原理UWB（Ultra Wideband）定位技术是一种新兴的室内定位技术，它使用超宽带信号来传输定位信息，以确定目标物体的准确位置。

UWB定位技术的起源可以追溯到1997年。

UWB定位技术使用非常窄的时间脉冲信号。

脉冲信号可以用脉冲频段来测量，实现比传统定位技术更高的精度和宽度。

之所以可以实现如此高的精度，是因为脉冲信号可以利用反射现象在更大的距离上传播，而且这种信号也比其他定位技术更具抗干扰性。

UWB定位技术比传统的定位技术有一定的优势：1. 无风险：由于没有电磁波的影响，使得UWB定位技术可以安全使用。

2. 高精度：UWB定位技术可以提供更高的精度，比传统定位技术要高得多。

3. 超小尺寸：UWB定位技术可以实现节点设备的超小尺寸，从而同事具有高性能和低功耗的优势。

4. 低功耗：UWB定位技术节点电源的构成非常简单，而且整体耗功低，因此f 无需额外的功耗支持。

UWB定位技术已经广泛地应用到室内定位、导航、目标跟踪、环境监测、安全防护、仓库管理等诸多领域。

1. 室内定位：UWB定位技术可以用于室内定位，实现室内“精准定位”功能，能够完成人和物品精确定位，实现精细智能化的室内导航。

2. 导航：UWB定位技术可以提供可靠的路径跟踪，可以对导航对象的定向运动和轨迹进行实时监控。

3. 目标跟踪：UWB定位技术可以实现无线智能可视化定位，能够高效、准确地跟踪移动目标。

4. 环境监测：UWB定位技术可以用于实时监测复杂环境中的温度、湿度、空气污染等因素，以便及时发现和预防环境危险。

5. 安全防护：UWB定位技术可以用于大范围实时防护，避免事前报警，并有效抑制犯罪行为。

6. 仓库管理：UWB定位技术可以用来实现大型仓库的运输和管理，可以协助搬运目标、控制作业流程、实时监控库存情况等。

UWB超宽带什么是UWB超宽带？UWB（Ultra-WideBand）超宽带是一种通过在超宽频带范围内传输数据的无线通信技术。

它基于短脉冲信号，能够在极短的时间内传输大量数据。

UWB超宽带技术在无线通信领域具有广泛应用，包括室内定位、物体追踪、雷达和无线传感器网络等。

UWB超宽带的特点1.宽频带范围： UWB超宽带技术的一项主要特点是其宽频带范围。

通常，UWB的频带范围从几百兆赫兹（MHz）到几千兆赫兹（GHz），因此能够支持高速数据传输和较长的传输距离。

2.低功率： UWB超宽带技术在传输数据时使用低功率，这使得它可以在不干扰其他无线设备的情况下工作。

3.高精度定位： UWB超宽带技术可以实现高精度的室内定位。

由于UWB信号能够穿透墙壁和障碍物，因此可以在室内环境中实现准确的物体定位。

4.抗多径干扰：多径干扰是指由于信号在传播过程中碰撞、反射和折射等原因导致信号传输路径的多样性。

UWB超宽带技术通过使用信号的多径特性来抵消多径干扰，提高信号传输的可靠性。

UWB超宽带的应用1. 室内定位UWB超宽带技术在室内定位方面具有特殊优势。

通过将UWB设备部署在建筑物内部，可以实现对人员和物体的高精度定位。

这在商场、医院和仓库等场所可以提供实时的位置信息，便于管理和安全监控。

2. 物体追踪利用UWB超宽带技术，可以实现对物体的追踪。

通过将UWB标签附着在物体上，可以准确追踪其位置和运动轨迹。

这在物流管理、仓库管理和供应链领域具有广泛应用。

3. 雷达应用UWB超宽带技术在雷达领域也得到了广泛应用。

与传统雷达相比，UWB雷达具有更高的分辨率和更好的目标检测能力。

它可以在不同的天气和环境条件下提供高质量的目标识别和跟踪。

4. 无线传感器网络UWB超宽带技术在无线传感器网络中起到重要作用。

通过使用UWB传感器，可以实现对环境参数（如温度、湿度和压力等）进行高精度和实时的测量。

这在工业自动化、环境监测和智能家居等领域有着广泛的应用前景。

UWB室内定位系统页脚内容11.公司简介成都恒高科技有限公司，致力于高精度无线定位技术与视觉图像处理技术，打造两者相结合的“四维高精度定位系统”。

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匠心永恒，高山景行。

恒高于2014年成立至今，秉持匠心不断打磨产品及系统，力求为客户提供最好的产品、系统和解决方案！页脚内容22.UWB无线定位2.1系统方案2.1.1定位概念2.1.1.1UWB技术原理超宽带（Ultra Wide-Band，UWB）是一种新型的无线通信技术，根据美国联邦通信委员会的规范，UWB的工作频带为3.1~10.6GHz，系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20%或系统带宽至少为500MHz。

UWB信号的发生可通过发射时间极短（如2ns）的窄脉冲（如二次高斯脉冲）通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。

超宽带的主要优势有，低功耗、对信道衰落（如多径、非视距等信道）不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强（能在穿透一堵砖墙的环境进行定位），具有很高的定位准确度和定位精度。

基于UWB的室内定位系统设计与实现共3篇基于UWB的室内定位系统设计与实现1概述室内定位系统是近年来研究和发展的热门领域之一。

随着智能手机、物联网以及智能家居等技术的迅速发展，室内定位解决方案已经成为实现室内导航、路径规划、资源管理、物品定位等应用的重要技术手段。

在这篇文章中，我们将讨论基于超宽带（UWB）技术的室内定位系统的设计和实现。

超宽带（UWB）技术简介超宽带（UWB）是一种无线通信技术，以其高速数据传输、低功耗、准确定位、强抗干扰等优点在室内定位方面得到广泛应用。

UWB技术的主要特点是它在超宽的频率范围内发送短脉冲信号。

根据这些脉冲信号的传播时间和到达位置，可以计算出接收器到发射器之间的距离。

利用多个发送器和接收器，就可以在室内快速准确地计算出移动物体的位置。

UWB室内定位系统设计UWB室内定位系统的主要设计包括传感器、接收器、算法和通信。

传感器用于检测物体的位置和移动信息，接收器接收传感器发送的信号，并利用算法计算物体的位置并输出。

通信模块用于向外传输数据和控制信号。

为了实现高精度的室内定位，需要设计合适的算法和动态定位算法，同时需要开发强大的软件和固件。

UWB室内定位系统实现UWB室内定位系统的实现需要以下步骤：1.硬件设计和制造硬件设计和制造是UWB室内定位系统实现的第一步。

需要想好传感器和接收器的数量和位置关系，确定射频模块、微控制器、通信模块等硬件的选型，并根据实际需求制造。

同时需要根据传感器和接收器的相关参数进行计算，诸如耦合效应、信噪比、定时误差等等。

2.软件设计和实现软件设计和实现是UWB室内定位系统实现的核心部分，它主要针对UWB 室内定位算法和动态定位算法等进行开发。

常常需要考虑到实时性和实时数据处理，因此需要使用高效可靠的算法和数据结构来优化计算速度和数据精度。

3.系统测试和调整系统测试和调整是UWB室内定位系统实现的最后一步。

需要对系统进行全面的测试，包括硬件、软件、通信等部分。

uwb 方案随着无线通信技术的不断发展，超宽带（Ultra-Wideband，简称UWB）技术作为一种新兴的无线通信方案，逐渐引起了人们的关注。

本文将介绍 UWB 方案的原理、应用和未来发展趋势。

一、原理UWB 技术是一种使用宽带传输信号的无线通信技术。

其原理是通过在时间域上传输短脉冲信号，利用超短脉冲信号的频率范围来传输数据。

这种传输方式使得 UWB 技术能够在宽带频谱上进行信号传输，从而提供更高的数据传输速率和更低的功耗。

二、应用1. 室内定位与导航：UWB 技术可以实现高精度的室内定位和导航功能，能够定位到厘米级别的精度，广泛应用于室内导航、仓储管理、智能家居等领域。

2. 车联网：UWB 技术可以用于实时监测车辆位置和行驶状态，实现车辆之间和车辆与道路基础设施之间的高精度通信和交互，提升交通安全性和智能化水平。

3. 物联网：UWB 技术可以实现物联网设备之间的快速、可靠的数据传输，支持大规模设备互联和高密度数据交换，为物联网应用提供了更好的通信基础。

4. 安防监控：UWB 信号可以穿透墙壁并准确定位人体、物体的位置，可以应用于安防监控系统，提供更准确的监控和报警功能。

5. 医疗健康：UWB 技术可以实现精准的生命体征监测和医疗设备之间的低功耗数据传输，应用于远程医疗、健康管理等领域，为人们提供更好的医疗保障。

三、未来发展趋势随着物联网和智能化的不断推进，UWB 技术将有更广泛的应用前景。

未来，UWB 技术有望实现更高的数据传输速率、更低的功耗和更高的精度要求，进一步提升其在各个领域的应用价值。

另外，UWB 技术的国际标准化工作正在进行中，各个厂商和组织正在积极推动 UWB 的标准化进程。

这将有助于推动 UWB 技术的快速发展和广泛应用。

总结：UWB 技术作为一种新兴的无线通信方案，具有广泛的应用前景。

通过在时间域上传输短脉冲信号，UWB 技术能够实现高速、低功耗的数据传输，适用于室内定位、车联网、物联网、安防监控、医疗健康等领域。

一、超宽带（UWB）定位方法简介超宽带是一种短距离的无线通信技术，但是同时它也可以应用在室内定位当中，跟蓝牙和WIFI定位方法不同，位置信息并不是基于信号强度（RSSI）进行计算，而是通过无线信号的飞行时间（ToF）计算的。

信号飞行的速度是光速（固定值），所以只要知道飞行时间就可以计算出两个设备的距离。

超宽带技术分为两种定位方法：到达时间差（TDoA）和飞行时间测距（ToF）。

超宽带设备分为两种角色：标签Tag和基站Anchor；例如在人员定位场景，每个人会佩戴有一个标签，基站会分布在被定位区域的多个位置。

图 1-1 定位系统示意图1.1 飞行时间测距（ToF）标签和基站之间会通过无线收发至少3次交互之后，可以得到标签和基站之间的距离信息。

以下图中最常用的3消息双向测距方法为例，标签和基站的测距流程如下图所看到，标签可以看做设备A（Device A），基站可以看做设备B（Device B），设备A主动发起第一次测距消息，设备B响应，得到4个时间戳，设备A等待Treply2之后再发起，设备B接收，再得到2个时间戳。

因此可以得到如下四个时间差：~ Tround1~ Treply1~ Tround2~ Treply2飞行时间计算方法，可以使用如下公式计算：最后乘以光速就可以得到设备A和B之间的距离。

图1-2是得到各个基站的距离之后，标签定位的过程。

标签和各个基站无线信号的交互如下图所示：图 1-2 标签与各个基站测距TOF流程图图1-3是根据到各个基站的测距信息，以基站为中心画圆，就可以得到一个交点，交点就是标签的位置。

图 1-3 双向测距方法定位流程图1.2 到达时间差（TDoA）到达时间差（TDoA）技术，分为有线同步和无线同步，由于有线同步技术对布线和网络的要求较高，成本比较高，因此一般会采用无线同步技术，本文介绍的到达时间差（TDoA）技术都是基于无线同步。

标签将数据包发送到被基站覆盖的区域内，附近的所有基站都会收到标签的无线信号，但不会返回任何无线信号。

UWB室内定位系统整体解决方案介绍UWB（Ultra-Wideband）室内定位系统是一种利用超宽带技术实现室内位置定位的解决方案。

其主要原理是通过在室内布置多个UWB基站，通过向目标物体发送短脉冲信号，再通过接收目标物体上的反射信号和计算确定物体的位置。

首先是基础设施部分。

这包括在室内环境中安装的一组UWB基站，通常是固定在墙壁上的设备，用于发送和接收信号。

这些基站之间的位置也需要精确测量，用于计算目标物体的位置。

通信模块是用于将基站和传感器之间的信号进行传输和通信的设备。

这些模块通常使用无线通信技术，如蓝牙或Wi-Fi，将基站和传感器连接在一起。

最后是定位算法。

这些算法用于分析接收到的信号数据，并计算出目标物体的准确位置。

常用的算法有ToF（Time of Flight）算法和TDoA （Time Difference of Arrival）算法。

ToF算法基于计算从基站到目标物体的信号传播时间来确定位置，而TDoA算法则利用不同基站之间的信号到达时间差来计算位置。

整个UWB室内定位系统的工作流程如下：首先，基站发送短脉冲信号。

然后，传感器接收到信号，并将反射信号发送回基站。

基站接收到传感器发送的信号后，将其传送到通信模块，并将数据传输给计算机。

最后，计算机使用定位算法分析接收到的数据，并计算出目标物体的准确位置。

UWB室内定位系统具有许多优点。

首先，其定位精度高，可以达到亚米级别的准确度，适用于对室内位置精确定位的需求，如物流、室内导航等领域。

其次，UWB技术可以穿透墙壁和其他障碍物，使得室内定位无需直线视线，并且可以在复杂的室内环境中工作。

此外，UWB的带宽相对较大，可以支持多个信号同时传输，提高传输效率。

总结起来，UWB室内定位系统是一种适用于室内环境的定位解决方案，利用超宽带技术实现室内位置的精确定位。

它由基础设施、硬件传感器、通信模块和定位算法等组件构成，并通过发送和接收信号以及分析数据来计算目标物体的位置。

国外uwb定位标准一、定位技术基础超宽带（UWB）是一种无线通信技术，其带宽大于中心频率的50%，且通常在3.1GHz至10.6GHz的频段内工作。

UWB具有高分辨率、高精度、低功耗和抗干扰能力强的特点，适用于室内外定位、导航和通信等领域。

二、UWB信号规范UWB信号由一系列脉冲信号组成，脉冲宽度在纳秒级别。

常见的UWB脉冲信号包括高斯脉冲、瑞利脉冲等。

为了实现精确的定位，UWB信号的波形、频谱和功率等参数需要满足一定的规范要求。

三、位置精度要求根据不同的应用场景，UWB定位系统的位置精度要求也不同。

一般来说，室内定位系统的位置精度要求在厘米级甚至毫米级，而室外定位系统的位置精度要求在米级。

为了实现高精度的定位，需要采用先进的算法和技术手段。

四、测距算法标准测距是实现定位的关键步骤之一。

UWB测距算法基于信号传输时间或信号强度等信息，通过一定的算法计算出信号传输距离。

常见的UWB测距算法包括基于到达时间（TOA）、到达时间差（TDOA）和基于接收信号强度（RSS）等算法。

这些算法需要有一定的标准来保证测距精度和可靠性。

五、定位系统架构UWB定位系统通常由多个UWB定位模块组成，每个模块包含一个UWB 发射器和接收器。

根据不同的应用场景，定位系统可以采用不同的架构，如星型架构、网状架构等。

不同的架构具有不同的特点和适用范围，需要根据实际需求进行选择。

六、通信协议标准为了实现UWB定位系统的互操作性和兼容性，需要制定统一的通信协议标准。

通信协议应包括数据传输格式、数据传输速率、数据加密等内容，以保证不同厂商生产的UWB定位模块能够相互通信和协作。

七、硬件接口规范为了方便不同厂商生产的UWB定位模块之间的互连互通，需要制定统一的硬件接口规范。

硬件接口规范应包括电气特性、机械特性等方面的要求，以保证不同厂商生产的UWB定位模块能够相互连接和替换。

八、安全与隐私保护UWB定位系统涉及到用户的位置信息等敏感信息，因此需要采取必要的安全措施和隐私保护措施，确保用户隐私不被泄露和滥用。

UWB简介及其定位方法1前言本文阐述有关UWB的简介及其定位的方案，定位方法介绍了TOA、AOA/DOA、TDOA、RSSI这几种定位方法。

2概述随着现在无线技术的发展，无线室内定位技术也得到了飞速的发展，现在常用的室内无线定位技术就有很多种，包括了基于WiFi的定位、蓝牙定位、小基站定位、LED可见光定位、超宽带定位、RFID、惯性导航、地磁定位、伪卫星等多种室内定位技术。

其中的超宽带定位技术是一种特别适合于应用在室内的定位技术，超宽带定位技术具有定位精度高(1~15cm)、抗干扰能力强、分辨率高、低功耗等优点。

表1 各种无线定位技术的对比超宽带(UWB)技术在军用和民用场景都有很多应用，并且具有光明的前景。

UWB技术的应用场景大致可以分为三个方面，分别是通信、雷达和定位，UWB技术科应用于智能家庭、无线网络、战术组网电台、探地雷达、车辆避撞雷达以及军用民用需要精确定位的系统中。

目前，市场是已经出现了基于UWB达到室内定位装置。

例如：英国的Ubisense公司推出了将TDOA和AOA相结合的室内定位系统，测距范围达到50-100m，精度可达15cm。

美国的Zebra公司推出了Dart UWB系统，该系统建立在Sapphire DART核心功能之上，能够快速、准确的进行定位，精度达到30cm，测距范围达到100m。

根据是否需要测量距离，无线定位方法分成测距定位和非测距定位两类。

从测距方法来看，以RSSI为主，也有使用TOA、TDOA、AOA/DOA以及多种测距手段联合的系统。

3UWB技术3.1UWB国内研究现状我国对于UWB技术的研究相对较。

2001年，第一次将超宽带技作为无线通信的共性技术与创新技术的研究内容列入国家终点研究课题，才开始对UWB技术进行研究。

在国家科研项目的支持和鼓励下，我国的不少高校在UWB技术上取得了积极的进展，对UWB天线的设计、UWB信号的发送、UWB定位算法以及多种定位方式融合进行了研究。

UWB定位系统全面方案介绍UWB（Ultra-Wideband，超宽带）定位系统是一种基于超宽带技术的室内定位系统，可以实现高精度、高可靠性的定位。

其原理是通过发送和接收超短脉冲信号，利用时间差测量方法计算目标位置。

1.硬件设备：UWB定位系统的硬件设备包括发射器、接收器和天线。

发射器用于发射超短脉冲信号，接收器用于接收反射回来的信号，天线用于增强信号的传输和接收。

这些设备需要具备高频率、高带宽和低噪声的特点，以确保定位系统的高精度和高可靠性。

2.信号处理：UWB定位系统的信号处理是整个系统的核心部分。

它包括信号的调制、解调、滤波、放大和时钟同步等处理过程。

信号的调制和解调可以实现信号的传输和接收，滤波和放大可以提高信号的质量和强度，时钟同步可以确保各个设备之间的时间同步，从而减小定位误差。

3.定位算法：UWB定位系统的定位算法是利用时间差测量方法计算目标位置的关键。

该算法根据接收到的信号的到达时间差，通过多边定位算法来计算目标位置。

常用的算法包括最小二乘法、卡尔曼滤波和粒子滤波等。

这些算法可以根据实际应用场景的需要进行选择和优化，以实现高精度的定位。

4.数据融合：UWB定位系统通常会与其他定位技术进行数据融合，以提高定位的准确性和可靠性。

常见的融合技术包括惯性导航系统、地磁定位、WiFi定位和视觉定位等。

数据融合可以通过多传感器信息的互补性，消除各个定位技术的局限性，进一步提高定位的性能。

5.应用场景：UWB定位系统可以广泛应用于室内定位、人员跟踪、智能家居、无人机导航等领域。

在室内定位方面，UWB定位系统可以实现室内导航、物体跟踪、室内定位服务等功能。

在人员跟踪方面，UWB定位系统可以用于安防监控、医院人员定位、活动场所人员管理等。

在智能家居方面，UWB定位系统可以实现室内定位、空调自动调节、智能灯光控制等功能。

在无人机导航方面，UWB定位系统可以实现无人机的精确定位和导航。

综上所述，UWB定位系统的全面方案包括硬件设备、信号处理、定位算法、数据融合和应用场景等多个方面。

基于UWB的室内定位技术综述本文旨在综述基于UWB（超宽带）技术的室内定位技术，介绍其现状、发展趋势、原理、算法和精度评估方法，并探讨其应用前景和研究方向。

UWB技术是一种利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据的无线通信技术，具有高带宽、低功耗、抗干扰能力强等优点。

在室内定位中，UWB技术通过测量信号传输时间差来实现位置定位。

室内定位技术是指通过无线信号、传感器、图像识别等技术，在室内环境中实现目标物体的位置定位。

根据定位原理，室内定位技术可分为基于测距的定位技术和基于非测距的定位技术。

其中，基于测距的定位技术包括TOA、TDOA、AOA等，基于非测距的定位技术包括指纹库定位、基于场景分析的定位等。

在室内环境中，UWB技术具有较高的定位精度和稳定性，是一种有效的室内定位技术。

UWB技术在室内定位中具有以下应用场景和优势：室内精确定位：UWB技术通过测量信号传输时间差，可以实现厘米级的室内定位精度，适用于工厂、仓库、医院等需要高精度定位的场所。

人员跟踪与定位：UWB技术可以用于人员跟踪与定位，实现智能监控、紧急救援等功能。

例如，在医院病房中，可以通过UWB技术对医护人员进行实时跟踪和定位，以便在紧急情况下快速找到医生。

物联网应用：UWB技术可以与其他无线通信技术相结合，实现物联网应用中的定位功能。

例如，在智能家居中，可以通过UWB技术对智能设备进行精确的定位和控制。

然而，UWB技术在室内定位中也存在一些挑战和限制。

UWB信号容易受到多径效应和噪声干扰，这可能导致定位精度的下降。

UWB技术在室内的覆盖范围相对较小，这限制了其应用场景。

UWB技术的硬件成本较高，这也限制了其广泛应用。

为了提高UWB室内定位技术的精度和稳定性，可以采取以下措施：引入多天线技术：通过在发射端和接收端使用多个天线，可以有效地减小多径效应和噪声干扰，提高信号的接收质量。

优化信号处理算法：针对UWB信号的特点，可以开发针对性的信号处理算法，以减小多径效应和噪声干扰对定位精度的影响。

UWB室内定位系统解决方案01系统简介02技术原理03解决方案04未来扩展目录COMPANYPart One 系统简介系统简介本系统使用物联网技术、无线网和大数据分析技术进行轮轴历史可溯、工序流水实时监控、提高检修工作效率的目的。

Part Two 技术原理红外线室内定位优势：红外线的技术已经非常成熟，用于室内定位精度相对较高；缺点：由于红外线只能视距传播，穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器)，当标识被遮挡时就无法正常工作，也极易受灯光、烟雾等环境因素影响明显；适用：红外线室内定位技术比较适用于实验室对简单物体的轨迹精确定位记录以及室内自走机器人的位置定位。

WiFi室内定位优势：总精度较高，硬件成本低，传输速率高；可应用于实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务。

缺点：传输距离较短，功耗较高，一般是星型拓扑结构。

适用：Wi-Fi定位适用于对人或者车的定位导航，可以于医疗机构、主题公园、工厂、商场等各种需要定位导航的场合。

蓝牙室内定位优势：设备体积小、短距离、低功耗，容易集成在手机等移动设备中；缺点：蓝牙传输不受视距的影响，但对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大且在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵；适用：蓝牙室内定位主要应用于对人的小范围定位，例如单层大厅或商店。

RFID室内定位优势：射频识别室内定位技术作用距离很近，但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息；标签的体积比较小，造价比较低。

缺点：不具有通信能力，抗干扰能力较差，不便于整合到其他系统之中，且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。

适用：射频识别室内定位已经被仓库、工厂、商场广泛使用在货物、商品流转定位上。

Zigbee室内定位优势：功耗低、成本较低、延时短、高容量以及高安全，传输距离较长；可支持网状拓扑，树状拓扑和星型拓扑结构，组网灵活，可实现多跳传输。

缺点：传输速率低，定位精度对算法要求较高。

适用：目前Zigbee系统定位已广泛应用于室内定位、工业控制、环境监测、智能家居控制等领域。

1方案概述1.1场景概述(技术咨询可联系北京华星智控公司)高精度无线定位系统可以满足工业上对人员、设备等的定位需求。

系统可以提供最优达10厘米级、一般情况下30厘米以下定位精度，系统定位微基站支持多定位单元扩展，定位微标签支持刷新率在线调整功能。

系统基于先进的基于无线超窄脉冲波的无线定位原理，抗干扰能力强，系统性能稳定可靠，架设简单，维护方便，适合工业应用。

1.2无线超窄脉冲定位技术特点传统的无线定位系统使用WiFi、蓝牙及Zigbee等技术，基于接收信号强度法（RSSI）来对标签位置进行粗略估计，定位精度低，且容易受到干扰，定位稳定性难以适应室内应用的要求。

基于超窄脉冲技术的无线定位技术，从根本上解决了这一问题。

下图说明了无线定位技术的发展路线。

RFID WiFi iBeacon UWB\无线超窄脉冲电磁波，使用脉冲宽度为ns级的无线脉冲信号作为定位载波，是无线定位领域的定位精度最高，性能最为稳定的技术。

在频域上，由于其占用的频带较宽（也被称为超宽带技术，UWB技术），且无线功率密度较低，对于其他的无线设备来说相当于噪声信号，不会对其造成干扰，也加强了自身的抗干扰性。

无线定位系统基于超窄脉冲技术，成为国内领先的高精度无线定位产品。

1.3基本定位原理无线定位系统使用先进的超窄脉冲精确测量飞行时间技术，实现了底层的精确测距/计时；结合位置解算算法，实现了上层的精确定位。

其基本原理如下图所示。

1.4L ocalSense无线定位系统架构无线定位系统的系统架构如下图所示。

系统主要包括定位微基站、定位微标签、定位解算服务器、定位解算引擎及POE交换机、网线等网络设备构成。

下图中，绿色框选的区域为基础定位单元区，该区域内的定位基站使用POE网线供电并通讯；人员或设备通过佩戴或安装LocalSense定位微标签实现区域内的实时位置定位。

LocalSense 微基站LocalSense微基站LocalSense微标签在大区域工业应用场合，本系统使用分层网络拓扑结构，如下图所示。

uwb超宽带⽆线通信技术（⾼精度定位）UWB(定位技术)超宽带⽆线通信技术⼀、UWB调制技术超宽带⽆线通信技术（UWB）是⼀种⽆载波通信技术，UWB不使⽤载波，⽽是使⽤短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到⼀个频率范围内。

它源于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。

传统通信⽅式使⽤的是连续波信号，即本地振荡器产⽣连续的⾼频载波，需要传送信息通过例如调幅，调频等⽅式加载于载波之上，通过天线进⾏发送。

现在的⽆线⼴播，4G通信，WIFI等都是采⽤该⽅式进⾏⽆线通信。

下图是⼀个使⽤调幅⽅式传递语⾳信号的的连续波信号产⽣⽰意图。

图1 连续波调幅信号⽽脉冲超宽带IR-UWB(Impluse Radio Ultra Wideband)信号，不需要产⽣连续的⾼频载波，仅仅需要产⽣⼀个时间短⾄nS级以下的脉冲，便可通过天线进⾏发送。

需要传送信息可以通过改变脉冲的幅度，时间，相位进⾏加载，进⽽实现信息传输。

下图是使⽤相位调制⽅式传输⼆进制归零码的IR-UWB信号产⽣⽰意图。

图2 IR-UWB调相信号从频域上看，连续波信号将能量集中于⼀个窄频率内，⽽UWB信号带宽很⼤，同时在每个频点上功率很低，如图3所⽰。

图3 IR-UWB信号频谱在⽆线定位中，使⽤IR-UWB信号相对于窄带信号的主要优势为，IR-UWB信号能准确分⽴⽆线传输中的⾸达信号和多径反射信号，⽽窄带信号不具备该能⼒。

主要有三种应⽤：成像、通信与测量和车载雷达系统，再宏观⼀点，可以分为定位、通信和成像三种场景。

·通信：因为⼤带宽，所以UWB⼀度被认为是USB数据传输的⽆线替代⽅案，蓝⽛的问题是传输速度太慢。

UWB还常⽤于军⽤保密通信，这主要也是因为UWB脉冲的能量很低，很容易低于噪声门限，不容易被其它⽆线电系统监听到。

UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能实现数百Mbit/s⾄2Gbit/s 的数据传输速率。

⽽且具有穿透⼒强、功耗低、抗⼲扰效果好、安全性⾼、空间容量⼤、能精确定位等诸多优点，可以说是个超级“潜⼒股”，很有可能在将来成为家庭主⽤的⽆线传输技术。

UWB室内定位技术1 引言本文探讨室内定位技术中的一种：UWB室内定位技术，并在定位技术系列最后对各种定位技术进行总结，敬请关注微信公众号“智物客”后续文章。

2 概述UWB（Ultra Wide Band ）即超宽带技术，它是一种无载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。

传统的定位技术是根据信号强弱来判别物体位置，信号强弱受外界影响较大，因此定位出的物体位置与实际位置的误差也较大，定位精度不高，而UWB定位采用了宽带脉冲通讯技术，具备极强的抗干扰能力，使定位误差减小。

UWB定位技术的出现填补了高精度定位领域的空白，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供厘米级的定位精度等优点。

3 UWB室内定位流程（1）每个定位标签以UWB脉冲重复不间断发送数据帧；（2）定位标签发送的UWB脉冲串被定位基站接收；（3）每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间；（4）定位引擎参考标签发送过来的校准数据，确定标签达到不同定位基站之间的时间差，并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置。

（5）利用单基站定位一般采用AOA（(Angle of Arrival）算法，采用多基站定位多采用TDOA（Time difference of Arrival）算法。

4 UWB室内定位系统架构及功能4.1 系统结构图4.2 主要设备及组件4.2.1 UWB定位标签定位标签为有源标签，能做成不同的形态固定在物体、车辆或佩戴在人员身上使用，在不同应用环境下拥有多变性。

它的定位精度最高可达到5-10cm，标签发出的UWB脉冲信号，通过定位基站（定位传感器）接收和传输。

每一个标签都有唯一的ID号，可通过这个ID号将定位的物体联系起来，使定位基站（定位传感器）通过标签找到实际定位的位置。

标签传输信号持续时间很短，能够允许成百上千的标签同时定位。

UWB室内人员定位技术原理与流程
UWB室内人员定位技术原理
UWB室内人员定位技术即超宽带技术，它是一种无载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。

传统的定位技术是根据信号强弱来判别物体外置，信号强弱受外界影响较大，因此定位出的物体位置与实际位置的误差也较大，定位精度不高，而UWB高精度人员定位采用了宽带脉冲通讯技术，具备极强的抗干扰能力，使定位误差减少。

UWB定位技术的出现填补了高精度定位领域的空白，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供厘米级的定位精度等优点。

UWB高精度人员定位技术流程
1、利用单基站定位一般采用AOA算法，采用多基站定位多采用TDOA算法。

2、定位引擎参考标签发送过来的校准数据，确定标签达到不同定位基站之间的时间差，并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置。

3、定位标签发送的UWB脉冲串被定位基站接收。

4、每个定位标签以UWB脉冲重复不间断发送数据帧。

5、每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间。

本文由铱微云UWB室内定位系统小编整理发布。