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發(fā)布時間:2019-12-04
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EHIGH恒高室內定位系統(tǒng)已成功將UWB定位技術和物聯(lián)網的相結合,定位精度可高達10cm,實現(xiàn)了UWB定位系統(tǒng)在工業(yè)4.0、石油化工、電力能源、公安司法等領域的應用。
一、UWB定位系統(tǒng)定位方式
1、TOF技術
飛行時間法(Time of flight,TOF)是一種雙向測距技術,它通過測量UWB信號在基站與標簽之間往返的飛行時間來計算距離。其基本原理是基站連續(xù)發(fā)射UWB信號到被觀測物體(標簽)上,標簽接收到信號后,發(fā)送UWB信號給基站。通過測量UWB信號飛行(往返)時間來得到目標物距離。
2、TDOA技術
TDOA定位即雙曲線定位,二維定位中需要使用4個定位基站。通過測量標簽到每兩個基站之間的距離差,距離差等于常量即可繪制出雙曲線,而曲線交點即可確定標簽坐標。該方法實現(xiàn)過程中,標簽只需要廣播一次UWB信號即可,因此有利于標簽的功耗及標簽并發(fā)數(shù)量。
二、UWB定位系統(tǒng)的優(yōu)勢
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(時間分辨率極高,使定位誤差減小)、多源數(shù)據(jù)融合(有效提升定位系統(tǒng)的抗干擾能力)以及時間序列信號處理技術(在強多徑復雜環(huán)境中,提取出首達路徑信號),因此可以實現(xiàn)對定位目標的精準定位。
2)無線同步
EHIGH恒高UWB定位系統(tǒng)采用無線同步技術。各個基站通過不斷與其他基站交換本隊時鐘信息,最終達到并且保持全局時間協(xié)調一致。也就是說基站之間每隔一段時間進行UWB信號交互,告訴其他基站自己現(xiàn)在處于什么時間,然后各自調整自身時間與其他基站保持一致。
無線同步方法依賴于UWB的測量時間精度,時間精度越高,兩個基站之間的時間誤差越小,那么它們的時間同步程度越高。無線同步方式的優(yōu)勢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)工作時間短、設備功耗低
UWB定位系統(tǒng)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0.20ns~1.5ns之間,有很空的占空因數(shù),系統(tǒng)耗電可以做到很低,在高速通信時系統(tǒng)的耗電量僅為幾百μW~幾十mW。民用的UWB設備功率一般是傳統(tǒng)移動電話所需功率的1/100左右,是藍牙設備所需功率的1/20左右。因此,UWB設備的電池壽命,相對于傳統(tǒng)無線設備有著很大的優(yōu)越性。
4)對其他設備干擾小
由于UWB脈沖極窄、頻帶極寬,其帶寬相當于1000個電視頻道或3萬個FM廣播頻道,因此單位頻寬內的功率密度相當?shù)?。美國FCC對UWB的發(fā)射功率做了嚴格限制,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對其他設備的影響微乎其微。
5)1S內可同時工作的標簽多,容量高
UWB定位系統(tǒng)使用的帶寬在1GHz以上,甚至可高達幾個GHz,那么每發(fā)送一個UWB信號的持續(xù)時間就非常短了。通俗一點,我們可以將信號通信看作不同寬度車輛行駛,如自行車(UWB信號)、汽車(窄帶信號),馬路寬度一定(時間資源),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,自行車的容量會大大多于汽車。因此,UWB定位系統(tǒng)容量大,可同時容納成百上千個定位標簽同時工作。