在工業(yè)領(lǐng)域?qū)χ腔郯踩w系的逐漸拓展完善過程中,UWB定位技術(shù)受到越來越多的重視,本篇文章將對UWB的硬件設(shè)施部分進行闡述,讓讀者能夠更快速的理解UWB在工業(yè)中是如何精準定位的。
UWB的定位原則
人員定位技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的應用會根據(jù)不同的需求進行不同模式的定位,主要分為存在性的零維定位、只需要檢測相對位置的一維定位、區(qū)域內(nèi)精準需求的二維和對高度有一定要求的三維定位。
零維定位,也被稱作存在性檢測,區(qū)域內(nèi)安裝1臺定位基站,可實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)人員的存在性檢測和統(tǒng)計,一般用于小型房間等區(qū)域。
一維定位,一維定位主要應用于測距,在隧道、礦井、巷道等對定位精度不高的場景,定位精度在0.3米左右,測距定位只需要定位目標在這個巷道的相對位置,一般會忽略巷道的寬度。
二維定位,二維定位需要確定空間的橫縱坐標,通過三個以上的基站,確定區(qū)域內(nèi)標簽的位置,能夠精準得出基站的二維坐標。
三維定位,三維定位常用于立體建筑物,需要得到定位設(shè)備的三維坐標,在安裝定位及展示,需要特別注意高度的問題,確保在高度上的精確度來實現(xiàn)三維的精準定位。例如電廠中的鍋爐房(80m)、汽機房(40m)、轉(zhuǎn)運機(20m)等區(qū)域,在高空作業(yè)的過程中需要定位目標所在的空間位置,這些區(qū)域?qū)Ω叨榷ㄎ痪哂幸欢ǖ囊蟆?/span>
UWB硬件設(shè)施
1、定位基站
UWB定位基站分布于定位區(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)信息并上傳至服務器進行匯總分析。
一個定位系統(tǒng)一般需要三個以上的定位基站組成,它們可以接收定位終端(定位標簽)發(fā)送的UWB信號,并進行互相關(guān)聯(lián)分析,通過特定的算法計算出待定定位標簽與基站之間的距離,從而達到定位的目的。
2、定位標簽
定位標簽一般佩戴在被定位人的身上,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,發(fā)送信號確定標簽位置,每一個標簽都有獨立的ID號,可通過ID號將定位的對象聯(lián)系起來,使定位基站聽過標簽找到實際定位的位置。
3、激勵器
主要用于喚醒定位標簽、定點定位、標定標簽高度的作用,主要安裝在室內(nèi)門口、樓梯口等處。在工業(yè)領(lǐng)域的復雜作業(yè)環(huán)境中,激勵器在定位精度與控制建設(shè)成本上具有不可替代的作用。
4、通訊基站
通訊基站可以實現(xiàn)多信道的數(shù)據(jù)傳輸,主要用于與其它定位設(shè)備進行通訊,將終端設(shè)備與中心服務器連接起來,是低功耗物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點設(shè)備。通訊基站安裝在高處,與通訊的定位錨點之間盡量無墻體遮擋,安裝位置距金屬10cm以上。
UWB定位系統(tǒng)在領(lǐng)域內(nèi)的應用
1、電力能源行業(yè)
UWB定位系統(tǒng)通過在電廠部署一定數(shù)量的定位基站、通訊基站、激勵器以及為電廠人員佩戴標簽的形式,實時獲取人員精確位置,做到亞米級的高精度定位。
電廠人員定位系統(tǒng)可以集風險管控、人員管理、電子圍欄、巡檢過程實時顯示、應急救援等功能為一體,幫助電力能源行業(yè)實現(xiàn)安全生產(chǎn)可控制、安全建設(shè)可控制、日常人員管理可控制,全面落實安全生產(chǎn)責任,確保實現(xiàn)安全生產(chǎn)的工作目標。
2、化工行業(yè)
通過在化工廠區(qū)域(車間、道路、倉庫)內(nèi)布置一定數(shù)量的防爆定位基站,以及為人員、車輛、物資佩戴防爆定位標簽卡的形式,來實現(xiàn)實時定位,精度可達到10cm。
UWB人員定位系統(tǒng)通過車間超/缺員報警,實時位置查詢、電子圍欄、超時滯留/靜止報警等功能,可實現(xiàn)廠區(qū)安全區(qū)域管控;通過巡檢管理、脫崗/串崗報警,可實現(xiàn)廠區(qū)工作人員工作考核管理;同時系統(tǒng)還可聯(lián)動各類現(xiàn)場傳感器、視頻監(jiān)控、報警系統(tǒng)、智能化二道門,可實現(xiàn)化工精細化安全管理和生產(chǎn)過程管控。
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