一、什么是UWB定位系統(tǒng)

UWB，全稱Ultra Wideband，超寬帶技術(shù)。是一種起源于20世紀60年代興起的脈沖通信技術(shù)。UWB不同于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，其工作原理是通過發(fā)送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來實現(xiàn)無線傳輸?shù)?，因此其所占的頻譜范圍很寬，并且時間分辨率較高。

EHIGH恒高室內(nèi)定位系統(tǒng)就是基于UWB定位技術(shù)開發(fā)的定位系統(tǒng)。該室內(nèi)定位系統(tǒng)應(yīng)用軟件支持PC端和移動端訪問，主要應(yīng)用于隧道、監(jiān)獄、化工、工廠、煤礦、工地、電廠、養(yǎng)老、展館、整車、機房、機場等行業(yè)。

二、UWB定位系統(tǒng)原理

EHIGH恒高UWB定位系統(tǒng)由應(yīng)用層、服務(wù)層、傳輸層和感知層（定位基站和定位標簽）構(gòu)成，傳輸層主干網(wǎng)通信方式采用有線或無線的通信方式。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：

感知層

感知層主要包括定位基站和定位標簽?；竞蜆撕炇嵌ㄎ幌到y(tǒng)的核心設(shè)備，標簽會按時隙廣播攜帶有自身ID號的無線電信號，定位基站接收到標簽發(fā)送的信號后，將接收到信號的時間戳和標簽ID卡號通過主干網(wǎng)傳輸給服務(wù)層，完成對標簽卡的定位，基站也可以接收到應(yīng)用層下發(fā)的指令，完成相關(guān)的設(shè)置。

傳輸層

傳輸層也稱主干通信網(wǎng)（簡稱“主干網(wǎng)”），是基站與服務(wù)層、應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)傳輸通道，向下將應(yīng)用層相關(guān)指令傳輸給基站，向上將定位原始數(shù)據(jù)（標簽與基站之間距離）傳輸給服務(wù)層，采用有線光纖方式進行數(shù)據(jù)傳輸。

服務(wù)層

通過標簽與覆蓋該區(qū)域定位基站進行測距，頂層通過各基站的位置和標簽距離，通過TDOA算法或者TOA算法解算出標簽坐標。除此之外，服務(wù)層還提供了靈活的設(shè)備管理和網(wǎng)絡(luò)管理功能，以及各項前端功能和應(yīng)用接口。

應(yīng)用層

通過服務(wù)層獲取定位標簽的具體位置，以一維、二維或三維地圖的形式實時顯示標簽的位置，并提供軌跡回放，人員信息管理和呼叫求救等功能。

此外，應(yīng)用層還提供websocket接口和http接口，通過websocket接口可獲取標簽卡的實時位置數(shù)據(jù)，通過http接口可獲取系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，因此，該定位系統(tǒng)易于二次開發(fā)和集成。

三、UWB定位系統(tǒng)硬件支持

室內(nèi)定位基站、定位標簽是UWB定位系統(tǒng)的硬件組成部分。

定位基站分布于場景區(qū)域的幾何邊緣，并對該區(qū)域進行信號覆蓋。室內(nèi)定位基站主要功能就是探測標簽的數(shù)據(jù)信息并上傳至服務(wù)器進行匯總分析。

定位標簽附著于定位對象的表面，當標簽進入基站的信號覆蓋范圍內(nèi)，即自動與基站建立聯(lián)系。定位標簽可根據(jù)應(yīng)用得需求制定不同的附著方案，如懸掛、粘貼等形式，大小和外形也會根據(jù)定位對象的不同而有所不同。

四、UWB定位系統(tǒng)的優(yōu)勢

1、高精度

在室內(nèi)定位領(lǐng)域，能夠做到厘米級高精度定位的技術(shù)非UWB定位莫屬。UWB采用TDOA（到達時間）算法，測量電磁波從發(fā)射端到達接收端所用的時間，分布在房間內(nèi)的幾個接收端同時接收到發(fā)射端發(fā)射的電磁波信號，根據(jù)電磁波的傳播速度即精準計算出發(fā)射端在房間內(nèi)的位置，定位精度最高可達10cm，基本上滿意了絕大部分室內(nèi)定位場景對高精度定位的需求！

2、可擴展

EHIGH恒高UWB定位系統(tǒng)不僅能提供定位功能，而且可在定位的基礎(chǔ)上，擴展了全面的位置服務(wù)功能，比如歷史軌跡回放、人員考勤、電子圍欄、行為分析、智能巡檢等。這些基于位置數(shù)據(jù)的服務(wù)功能，能夠協(xié)助管理人員對企業(yè)進行安全管理，可有效減少安全事故的發(fā)生。

3、低功耗

UWB無線通信系統(tǒng)接收機沒有本振、功放、鎖相環(huán)(PLL)、壓控振蕩器(VCO)、混頻器等，因而結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本將很低。由于UWB信號無需載波，而是使用間歇的脈沖來發(fā)送數(shù)據(jù)，脈沖持續(xù)時間很短，一般在0.20～1.5ns之間，有很低的占空因數(shù)，所以它只需要很低的電源功率。UWB定位系統(tǒng)只需要50～70mW的電源，是藍牙技術(shù)的十分之一，對于能源的節(jié)省非常重要。