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發(fā)布時(shí)間:2019-12-04
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EHIGH恒高室內(nèi)定位系統(tǒng)已成功將UWB定位技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的相結(jié)合,定位精度可高達(dá)10cm,實(shí)現(xiàn)了UWB定位系統(tǒng)在工業(yè)4.0、石油化工、電力能源、公安司法等領(lǐng)域的應(yīng)用。
一、UWB定位系統(tǒng)定位方式
1、TOF技術(shù)
飛行時(shí)間法(Time of flight,TOF)是一種雙向測(cè)距技術(shù),它通過(guò)測(cè)量UWB信號(hào)在基站與標(biāo)簽之間往返的飛行時(shí)間來(lái)計(jì)算距離。其基本原理是基站連續(xù)發(fā)射UWB信號(hào)到被觀測(cè)物體(標(biāo)簽)上,標(biāo)簽接收到信號(hào)后,發(fā)送UWB信號(hào)給基站。通過(guò)測(cè)量UWB信號(hào)飛行(往返)時(shí)間來(lái)得到目標(biāo)物距離。
2、TDOA技術(shù)
TDOA定位即雙曲線定位,二維定位中需要使用4個(gè)定位基站。通過(guò)測(cè)量標(biāo)簽到每?jī)蓚€(gè)基站之間的距離差,距離差等于常量即可繪制出雙曲線,而曲線交點(diǎn)即可確定標(biāo)簽坐標(biāo)。該方法實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,標(biāo)簽只需要廣播一次UWB信號(hào)即可,因此有利于標(biāo)簽的功耗及標(biāo)簽并發(fā)數(shù)量。
二、UWB定位系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
1)10cm高精度
EHIGH恒高UWB定位系統(tǒng)采用了寬帶窄脈沖通訊技術(shù)(時(shí)間分辨率極高,使定位誤差減?。⒍嘣磾?shù)據(jù)融合(有效提升定位系統(tǒng)的抗干擾能力)以及時(shí)間序列信號(hào)處理技術(shù)(在強(qiáng)多徑復(fù)雜環(huán)境中,提取出首達(dá)路徑信號(hào)),因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)定位目標(biāo)的精準(zhǔn)定位。
2)無(wú)線同步
EHIGH恒高UWB定位系統(tǒng)采用無(wú)線同步技術(shù)。各個(gè)基站通過(guò)不斷與其他基站交換本隊(duì)時(shí)鐘信息,最終達(dá)到并且保持全局時(shí)間協(xié)調(diào)一致。也就是說(shuō)基站之間每隔一段時(shí)間進(jìn)行UWB信號(hào)交互,告訴其他基站自己現(xiàn)在處于什么時(shí)間,然后各自調(diào)整自身時(shí)間與其他基站保持一致。
無(wú)線同步方法依賴于UWB的測(cè)量時(shí)間精度,時(shí)間精度越高,兩個(gè)基站之間的時(shí)間誤差越小,那么它們的時(shí)間同步程度越高。無(wú)線同步方式的優(yōu)勢(shì)在于基站與基站之間不需要有線連接,因此部署難度較低,成本也低。
3)工作時(shí)間短、設(shè)備功耗低
UWB定位系統(tǒng)使用間歇的脈沖來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù),脈沖持續(xù)時(shí)間很短,一般在0.20ns~1.5ns之間,有很空的占空因數(shù),系統(tǒng)耗電可以做到很低,在高速通信時(shí)系統(tǒng)的耗電量?jī)H為幾百μW~幾十mW。民用的UWB設(shè)備功率一般是傳統(tǒng)移動(dòng)電話所需功率的1/100左右,是藍(lán)牙設(shè)備所需功率的1/20左右。因此,UWB設(shè)備的電池壽命,相對(duì)于傳統(tǒng)無(wú)線設(shè)備有著很大的優(yōu)越性。
4)對(duì)其他設(shè)備干擾小
由于UWB脈沖極窄、頻帶極寬,其帶寬相當(dāng)于1000個(gè)電視頻道或3萬(wàn)個(gè)FM廣播頻道,因此單位頻寬內(nèi)的功率密度相當(dāng)?shù)?。美?guó)FCC對(duì)UWB的發(fā)射功率做了嚴(yán)格限制,其功率密度甚至低于一般的噪聲水平(比如,低于一部筆記本電腦的輻射)。因此,UWB對(duì)其他設(shè)備的影響微乎其微。
5)1S內(nèi)可同時(shí)工作的標(biāo)簽多,容量高
UWB定位系統(tǒng)使用的帶寬在1GHz以上,甚至可高達(dá)幾個(gè)GHz,那么每發(fā)送一個(gè)UWB信號(hào)的持續(xù)時(shí)間就非常短了。通俗一點(diǎn),我們可以將信號(hào)通信看作不同寬度車輛行駛,如自行車(UWB信號(hào))、汽車(窄帶信號(hào)),馬路寬度一定(時(shí)間資源),車輛越窄,馬路上容納的車輛就越多,如只有自行車在馬路上行駛和只有汽車在馬路上行駛時(shí),自行車的容量會(huì)大大多于汽車。因此,UWB定位系統(tǒng)容量大,可同時(shí)容納成百上千個(gè)定位標(biāo)簽同時(shí)工作。