隨著物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的需求日益增多，定位的需求日益增多，像傳統(tǒng)的停產(chǎn)場(chǎng)、商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、精準(zhǔn)營(yíng)銷、設(shè)備、物流等都需要不同等級(jí)的定位技術(shù)。目前市場(chǎng)上相對(duì)主流的室內(nèi)定位方案有藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位方案、藍(lán)牙終端側(cè)定位方案以及UWB高精度定位方案。至于為什么UWB定位方案能夠快速占領(lǐng)室內(nèi)定位市場(chǎng)，就是本篇SKYLAB君要重點(diǎn)介紹的重點(diǎn)了！

UWB定位技術(shù)

相比其他無(wú)線定位技術(shù)，UWB超寬帶根據(jù)信號(hào)的定義及特點(diǎn)，UWB技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）系統(tǒng)容量大，傳輸速度快

根據(jù)信道容限公式，系統(tǒng)的最大傳輸速率與系統(tǒng)帶寬成正比例關(guān)系。UWB通信的帶寬都在500MHz以上，其傳輸速率也達(dá)到1Gbps以上。而傳統(tǒng)的無(wú)線載波通信系統(tǒng)由于頻帶窄，要使傳輸速率達(dá)到100Mbps以上，必須采用多進(jìn)制調(diào)制等方法，這樣對(duì)信噪比提出了很高的要求，同時(shí)也加大了系統(tǒng)構(gòu)建的復(fù)雜性。

（2）發(fā)射功率低

UWB具有1GHz以上的頻帶寬度，極大的帶寬保證了較低的發(fā)射功率。在短距離無(wú)線通信應(yīng)用中，發(fā)射機(jī)發(fā)射的UWB信號(hào)功率要低于1mW，這大大延長(zhǎng)了電池壽命，保證了較長(zhǎng)的系統(tǒng)工作時(shí)間，同時(shí)對(duì)人體的輻射危害也更小。

（3）多徑分辨率高

UWB信號(hào)采用持續(xù)時(shí)間很短的窄脈沖，具有較強(qiáng)的時(shí)間和空間分辨率，系統(tǒng)的多徑分辨率高，整個(gè)系統(tǒng)能夠充分利用發(fā)射信號(hào)的能量。此外，UWB信號(hào)具有良好的抗多徑性能，對(duì)于信道衰減不敏感，接收機(jī)通過分級(jí)便可以獲得很強(qiáng)的康衰減能力，在室內(nèi)或者建筑物比較密集的場(chǎng)合可以獲得良好的定位效果，同時(shí)在進(jìn)行測(cè)距、定位、跟蹤時(shí)也能達(dá)到更高的精度。

（4）系統(tǒng)保密性好

UWB發(fā)射功率低，僅在1mW以下。它可以把信號(hào)彌散在一個(gè)極寬的頻帶范圍內(nèi)，對(duì)于一般的通信信號(hào)而言，UWB信號(hào)類似于白噪聲可以安全低隱藏起來(lái);而UWB信號(hào)的功率譜密度要低于普通的環(huán)境噪聲，要將UWB信號(hào)從環(huán)境噪聲中甄別出來(lái)不是一件容易的事情，這很好地保證了UWB信號(hào)的安全性。

（5）穿透能力強(qiáng)

窄脈沖具有很強(qiáng)的穿透能力，可以幫助比如警察搜尋隔墻的逃犯，以及解救那些被圍困在建筑物里面的人們。

（6）定位精度高

UWB信號(hào)具有超寬頻帶的特性，使得UWB系統(tǒng)的距離分辨精度是其他系統(tǒng)的成千上百倍。UWB信號(hào)的距離分辨能力可達(dá)到厘米級(jí)，這是其它窄帶系統(tǒng)望塵莫及的。

依賴于上述這些優(yōu)點(diǎn)，UWB信號(hào)可以輕松穿透常見障礙物的阻隔，并能準(zhǔn)確測(cè)距定位，因此可以用來(lái)構(gòu)建具有較強(qiáng)通信和測(cè)距定位功能的無(wú)線定位系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于消防、智能化工廠、機(jī)場(chǎng)安檢、軍事訓(xùn)練等領(lǐng)域。

SKYLAB高精度UWB室內(nèi)定位方案

UWB定位系統(tǒng)大致分為位置感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和定位應(yīng)用層，主要包括：定位引擎服務(wù)器、智能終端、POE交換機(jī)、UWB基站、UWB標(biāo)簽、UWB模塊、軟件接口等。

UWB定位系統(tǒng)框圖

UWB的定位原理和衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理很相似。UWB的定位原理是通過在室內(nèi)布置4個(gè)已知坐標(biāo)的UWB定位基站，需要定位的人員或者設(shè)備攜帶定位標(biāo)簽，標(biāo)簽按照一定的頻率發(fā)射脈沖，不斷和四個(gè)已知位置的基站進(jìn)行測(cè)距，通過TDOA算法精確的計(jì)算定位標(biāo)簽的位置。

UWB定位流程：

UWB定位原理

（1）每個(gè)定位標(biāo)簽以UWB脈沖重復(fù)不間斷發(fā)送數(shù)據(jù)幀；

（2）定位標(biāo)簽發(fā)送的UWB脈沖串被定位基站接收；

（3）每個(gè)定位基站利用高敏度的短脈沖偵測(cè)器測(cè)量每個(gè)定位標(biāo)簽的數(shù)據(jù)幀到達(dá)接收器天線的時(shí)間；

（4）定位引擎參考標(biāo)簽發(fā)送過來(lái)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，確定標(biāo)簽達(dá)到不同定位基站之間的時(shí)間差，并利用三點(diǎn)定位技術(shù)及優(yōu)化算法來(lái)計(jì)算標(biāo)簽位置。

（5）采用多基站定位多采用TDOA（Time difference of Arrival）算法。

UWB定位主要應(yīng)用于室內(nèi)高精度定位，用于在一定空間范圍內(nèi)獲取人或物的位置信息，同時(shí)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的室內(nèi)精確定位和導(dǎo)航，能夠滿足隧道、監(jiān)獄、化工、工廠、煤礦、工地、電廠、養(yǎng)老、展館、整車、機(jī)房、機(jī)場(chǎng)等高精度室內(nèi)定位需求。

以上，就是UWB定位方案能夠優(yōu)于其他定位方式，快速搶占室內(nèi)定位市場(chǎng)的原因。想了解更多UWB高精度室內(nèi)定位方案應(yīng)用可直接訪問SKYLAB官網(wǎng)或阿里店鋪。