UWB定位系统全面方案介绍

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煤矿定位系统1、UWB煤矿定位系统简介煤矿定位管理系统也叫做矿山人员定位管理系统或者矿井定位系统一般集人员考勤、区域跟踪定位、日常管理、轨迹追溯、电子围栏为一体的综合性运用系统。

每个矿工携带一个UWB标签，在矿山作业时能为预先安装在矿道内的定位基站，定位基站采集人员的移动位置信息，并上传到定位引擎系统进行计算和呈现，使管理人员能够随时掌握人员的运动轨迹，以便于进行合理的调度管理。

一旦意外事故发生，救援人员可根据该系统所提供的人员分布数据、图形，迅速了解有关人员的精确位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

目前该系统已经逐步从人员识别扩展到设备识别等方面。

2、UWB煤矿定位系统方案设计矿山人员定位(煤矿定位)管理系统包括定位标签、定位基站、UWB腕带、定位引擎、大数据平台等。

因此，在设计方案时，除了考虑其功能外，在稳定性、可靠性、抗干扰能力、容错能力及异常保护等方面也进行了充分考虑。

项目方案采用现有成熟的以太网和POE供电的方式为主传输平台，和相应的定位基站、人员UWB定位标签等设备与系统挂接，通过将采集的定位标签的位置信息进行后台数据交换从而实现作业人员的跟踪定位和安全管理。

系统总体设计主要体现在：实现矿山作业人员进出的有效识别和监测监控，使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”，实现数字化矿山/隧道人员管理的目标。

为矿山管理人员提供人员进出限制、考勤作业、监测监控、轨迹图、电子围栏、位置告警等多方面的管理信息，一旦发生安全事故，可以迅速定位到工作人员最后的精确定位地点及其数量，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。

系统设计的安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。

轻松联网，BS结构，轻松实现广阔地域联网监控2.1UWB煤矿定位系统原理矿山人员定位(煤矿定位)管理系统是由地面监控中心主计算机在系统软件支持下，通过数据传输接口和沿巷道铺设的通讯光/电缆，定时对安装的UWB定位基站进行数据巡检和信息采集，定位基站将自动采集有效识别距离内的UWB标签的信息，并根据系统指令，通过传输网络将相关数据传送至地面中心站。

UWB室内定位系统公司简介xxxx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”。

该系统包含传统意义的无线电三维空间合作式定位安防，并辅以视觉定位、视频联动的非合作式定位监管。

恒高旨在为客户提供全方位定位安防监管，以保障客户的人员物资安全。

恒高结合定位及视觉数据，精准分析企业客户的人员行为，规范人员作业方式。

在保障安全的同时，提升作业效率，为客户提供了丰厚的利润价值。

恒高依托电子科技大学前沿科学技术，及自身强劲的工程实践团队，在保证高精度定位系统优异效果的同时，将系统产品定价拉低了一个量级。

为客户提供价值，并减小客户的成本投入。

恒高现已申请专利技术二十余项，软件著作十余项，并不断有新技术转化为知识产权。

xx高拥有多个行业的系统解决方案，已实施于大型基建工地，石油化工，电力电网，xx，监狱，并积极跟进智能社区，政府机关，机器人导航，旅游，停车场等等。

xx高还在不断挖掘高精度定位系统的潜力，以期为更多行业服务。

让每一个位置，每一张图像都发挥价值。

匠心永xx，高山景行。

xx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！UWB无线定位系统方案定位概念UWB技术原理xx（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xx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。

xx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。

UWB-TDOA定位原理该技术采用TDOA（到达时间差原理），利用UWB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。

uwb室内定位原理UWB（Ultra-Wideband）室内定位原理概述：UWB（Ultra-Wideband）室内定位技术是一种基于无线通信的定位技术，其原理是利用宽带信号在室内环境中的多径传播特性，通过测量信号的到达时间、信号强度等参数，实现对移动目标的准确定位。

本文将详细介绍UWB室内定位的原理及其应用。

一、UWB室内定位原理1. 多径传播特性UWB室内定位的核心是利用宽带信号在室内环境中的多径传播特性。

多径传播是指信号在传播过程中，经过不同路径到达接收器，形成多个接收信号。

这些接收信号之间存在不同的路径长度、相位差和功率差，通过对这些参数的测量和分析，可以实现对移动目标的定位。

2. 时间测量UWB室内定位中最常用的测量参数是到达时间。

发送器发送一个宽带脉冲信号，接收器接收到信号后，通过测量信号到达接收器的时间差，可以计算出信号的传播距离。

利用多个接收器同时测量到达时间，可以得到多个距离值，从而实现对目标位置的定位。

3. 信号强度测量除了时间测量，信号强度也是UWB室内定位中常用的参数之一。

信号在传播过程中会受到衰减、散射等影响，这些影响因素会导致信号强度的变化。

通过测量接收到的信号强度，可以推算出移动目标与接收器之间的距离。

结合时间测量的结果，可以得到更准确的定位信息。

4. 定位算法UWB室内定位的核心是通过测量多径传播特性中的到达时间和信号强度等参数，利用定位算法计算出移动目标的位置。

常用的定位算法包括最小二乘法、贝叶斯滤波等。

这些算法可以通过对测量数据进行处理和分析，实现对目标位置的估计和预测。

二、UWB室内定位的应用1. 室内导航UWB室内定位技术可以应用于室内导航系统。

通过在建筑物内部布置UWB定位设备，可以实现对人员和物品的准确定位和导航。

这对于大型商场、机场、医院等场所来说，可以提高工作效率和用户体验。

2. 室内安全UWB室内定位技术在安防领域也有广泛的应用。

通过在室内环境中布置UWB定位设备，可以实现对人员和物品的实时监控和定位。

UWB室内定位系统整体解决方案设计介绍UWB（Ultra-Wideband）室内定位系统是一种基于无线通信技术，能够在室内环境中提供高精度定位的解决方案。

本文将介绍UWB室内定位系统的整体解决方案设计。

一、系统概述二、系统组成1.锚节点（Anchor Nodes）：锚节点是定位系统中的参考点，被安装在室内空间的固定位置，并通过无线信号发射和接收来与移动节点进行通信。

2.移动节点（Mobile Nodes）：移动节点是被需要定位的物体或个体，可以是人员、机器人、车辆等。

移动节点通过接收来自锚节点的信号来进行定位。

3.UWB通信模块：UWB通信模块是定位系统中的核心组件，负责发送和接收UWB信号。

UWB信号具有宽带和低功率特性，可以在室内环境中传输和接收高质量的信号。

4.定位算法：定位算法是UWB室内定位系统的核心算法，根据锚节点和移动节点之间的信号延迟和强度来计算移动节点的位置。

常见的定位算法包括多边定位法、加权最小二乘法等。

5.可视化界面：可视化界面是UWB室内定位系统的用户界面，用于显示定位结果和系统状态。

用户可以通过可视化界面查看移动节点的位置、轨迹等信息。

三、系统工作原理1.初始化阶段：在系统开始工作之前，需要进行初始化，即确定锚节点和移动节点的位置。

可以通过在室内环境中安装一组已知位置的锚节点并标定其位置，来建立室内空间的坐标系。

2.信号传输：锚节点通过发送UWB信号，移动节点通过接收UWB信号。

UWB信号的传输过程中会发生多路径效应、衰减等现象，这些都会对定位精度产生影响。

3.信号测量：移动节点接收到来自锚节点的UWB信号后，测量信号的时间延迟和强度。

时间延迟表示信号从锚节点发送到移动节点的时间，信号强度代表信号的功率大小。

4.定位计算：通过测量的信号延迟和强度数据，结合预先设置的定位算法，计算出移动节点的位置。

常见的定位算法利用多边定位法，根据锚节点和移动节点的距离差异来计算位置。

5.可视化展示：定位结果会显示在可视化界面上，用户可以实时查看移动节点的位置和轨迹等信息。

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。

美国时域公司高精度UWB定位系统介绍一：该系统特点精度高，定位精度2-5厘米标签位置稳定不飘标签发射状态和频率可动态更新美国时域公司的UWB系统具有部署简单，性能价格比高，精度高，标签位置稳定不飘移，信号抗干扰能力强，标签发射状态和频率可以动态更新等突出特点。

标签确认点TAP 向标签发射2.4 GHz 信号，可以动态地改变标签的发射频率（1~10Hz）和操作模式（活跃或者待机）。

这种设计可以使标签在非工作时间内处于待机状态，节省电池消耗，延长电池寿命。

8000+最多可以追踪8000 个标签标签可以几年不充电更抗干扰二：系统构成服务器显示器时间同步器定位基站定位标签12345三、标签、基站标签是一个超宽频信号发射装置，每秒发射1～10 次信号。

定位基站接收标签发来的标签识别号，记录到达时间（TOA），然后传给同步器进行同步处理，解析出到达时间差（TDOA）,然后把以上信号和其他一些验证信号例如信号强度等打包通过网络协议发送给服务器进行处理，就可以计算出标签（也就是需要被跟踪的人员或者物体）所处位置以及运动轨迹。

四、定位原理通过在固定场所布设定位接收装置，被定位人员佩戴射频信号发射标签的方式，实现指定区域内人员的实时精确定位并且被定位人员的坐标数据通过以太网实时传输给上层应用系统的要求。

标签位置偏差通常情况下不超过正负5cm。

如果部署在室外，标签的防护等级为IP64，满足建设要求。

信号中心频率为7.3GHz，带宽大约为1GHz；该频段为我国无线电管理开放频段，不会和现有通讯设备相互干扰，符合我国无线电管理规定。

五、系统特点（1）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）；（2）室内定位精度误差一般在正负5厘米之内；（3）最多可以追踪8000 个标签；（4）电池供电的有源标签更新频率为1 赫兹~10 赫兹,使用时间至少1 年以上；（5）室内穿墙操作；（6）到达时间差定位法（TDOA）定位和跟踪；（7）到达时间（TOA）的原始数据可以通过以太网接口传送；（8）使用屏蔽双绞线电缆（CAT5E）向阅读器网络提供电力，数据和时间同步信息；（9）FCC（联邦通讯委员会）认证；（10）ETL（美国电子测试实验室）认证。

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。