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uwb高精度定位，什么是UWB精準定位

來源：整理 時間：2023-08-30 20:21:13 編輯：智能門戶 手機版

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1，什么是UWB精準定位

首先UWB(Ultra Wideband)是一種無載波通信技術，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據。因為其特性，所以不管是TOF或者TDOA算法都可以利用其精準（誤差小）的時間信息來進行計算位置信息

什么是UWB精準定位

2，UWB定位技術原理是什么

EHIGH恒高解答：UWB實質上是以占空比很低的沖擊脈沖作為信息載體的無載波擴譜技術，它是通過對具有很陡上升和下降時間的沖擊脈沖進行直接調制。UWB開發(fā)了一個具有吉赫茲容量和最高空間容量的新無線信道?；贑DMA的UWB脈沖無線收發(fā)信機在發(fā)送端時鐘發(fā)生器產生一定重復周期的脈沖序列，用戶要傳輸的信息和表示該用戶地址的偽隨機碼分別或合成后對上述周期脈沖序列進行一定方式的調制，調制后的脈沖序列驅動脈沖產生電路，形成一定脈沖形狀和規(guī)律的脈沖序列，然后放大到所需功率，再耦合到UWB天線發(fā)射出去。在接收端，UWB天線接收的信號經低噪聲放大器放大后，送到相關器的一個輸入端，相關器的另一個輸入端加入一個本地產生的與發(fā)端同步的經用戶偽隨機碼調制的脈沖序列，接收端信號與本地同步的偽隨機碼調制的脈沖序列一起經過相關器中的相乘、積分和取樣保持運算，產生一個對用戶地址信息經過分離的信號，其中僅含用戶傳輸信息以及其他干擾，然后對該信號進行解調運算。UWB技術應用按照通信距離分大體可以分為兩類：一類是短距離高速應用，數據傳輸速率可以達到數百兆比特每秒，另一類是中長距離（幾十米以上）低速率應用，通常數據傳輸速率為1Mbit/s，主要應用于無線傳感器網絡和低速率連接。同時，由于UWB技術可以利用低功耗、低復雜度的收發(fā)信息實現高速數據傳輸，所以UWB技術在近年來得到了迅速發(fā)展。

UWB定位技術原理是什么

3，UWB定位技術的優(yōu)缺點

uwb定位和其他室內定位技術的區(qū)別，10cm高精度定位就不用說啦，除了精度高，uwb技術比其他定位技術相比還有這么多的優(yōu)勢喲！1）工作時間短、設備功耗低UWB系統(tǒng)使用間歇的脈沖來發(fā)送數據，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，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。2）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低。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。3）1S內可同時工作的標簽多，容量高UWB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，超寬帶系統(tǒng)容量大，可同時容納成百上千個定位標簽同時工作。

UWB定位技術的優(yōu)缺點

4，UWB定位技術和藍牙AOA有哪些不同

UWB定位系統(tǒng)與藍牙技術的對比：未來物聯網的數據有70%與位置數據相關，而其中有很大部分需要以位置數據為核心才能進行業(yè)務運營?？梢哉f目前市場上室內定位技術都會有自己適用的場合，就看誰能掌握定位競爭的主要市場，比如說UWB定位系統(tǒng)，藍牙AOA技術。面對目前這兩大定位技術，應用企業(yè)該如何找到合適的技術方案呢？UWB定位系統(tǒng) VS 藍牙AOA定位UWB定位系統(tǒng)有著卓越的定位精度，在惡劣環(huán)境下也能滿足企業(yè)需求的精度，藍牙AoA不僅精度不錯，生態(tài)也很成熟，但是更適用于簡單的辦公室環(huán)境或者商場環(huán)境，更傾向于實際室內定位導航。1、UWB定位系統(tǒng)在定位精度上是藍牙定位的2倍理想狀態(tài)下，UWB定位系統(tǒng)與藍牙AOA定位均能達到厘米級精度，UWB它通過發(fā)送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來實現無線傳輸的，藍牙則是根據AOA技術進行定位。因此，在實際場景當中，UWB穿透障礙物的能力更強于藍牙；且UWB無線定位的有效傳輸距離在10m以上，是藍牙定位的兩倍左右。2、藍牙定位在運營維護上較UWB定位系統(tǒng)有優(yōu)勢以相同場景下的基站為例，UWB定位系統(tǒng)中的硬件設備比如：UWB基站，在進行大量位置數據傳輸時需要有源供電、太陽能供電的方式，而藍牙定位中一塊電池就可工作很久，在運營維護上具有明顯的優(yōu)勢。3、UWB定位系統(tǒng)成本高于藍牙定位UWB定位系統(tǒng)應用上UWB基站相鄰兩點在20-50米左右，如果遮擋物多還會相應增加設備，而藍牙定位受制于信號傳播距離，基站相鄰兩點距離在6米左右。所以在距離上配置的設備，藍牙的需求就更多。但是目前在市場應用上，UWB定位系統(tǒng)需求的設備要求導致成本更高于藍牙，所以在建設成本以及應用場景上說，可能藍牙的成本更低，但是應用上，UWB應用更廣。但隨著UWB技術的不斷進步完善，兩者間成本的差距會越來越小。4、應用場景不同藍牙定位在民用場景下如醫(yī)院、商超、停車場等更適用，此類場景以用戶為核心，更注重用戶在場景內的體驗，如尋車、尋位置等。UWB定位系統(tǒng)在企業(yè)場景下更契合，如工廠、化工、電廠等，此類場景以企業(yè)為核心，更注重人員的安全與管理，在定位精度的要求上更高，故UWB比藍牙更適合應用于更廣泛的場景，并且EHIGH恒高在UWB發(fā)張中，已經有1500+實際場景案例，幫助企業(yè)獲得了更好的發(fā)展。所以，目前來看UWB定位系統(tǒng)與藍牙兩種定位技術互有優(yōu)劣，如何選擇更多的還是要考慮適用性！

5，UWB定位技術是如何實現精確定位的

UWB簡介超寬帶技術是一種新型的無線通信技術，它通過對具有很陡上升和下降時間的沖激脈沖進行直接調制，使信號具有GHz量級的帶寬。它具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復雜度低、能提供數厘米的定位精度等優(yōu)點。在早前被用來應用在近距離高速數據傳輸，近年來國內外開始利用其亞納秒級超窄脈沖來做近距離精確室內定位。定位原理UWB的定位原理和衛(wèi)星導航定位原理很相似。如下圖，天上的衛(wèi)星坐標為已知，地上的接收設備同時接收到四個衛(wèi)星信號就能確定自己的位置坐標（平面和高程坐標）。UWB的定位原理就是通過在室內布置4個已知坐標的定位基站，需要定位的人員或者設備攜帶定位標簽，標簽按照一定的頻率發(fā)射脈沖，不斷和四個已知位置的基站進行測距，通過一定的算法精確的計算定位標簽的位置。
uwb定位和其他室內定位技術的區(qū)別，10cm高精度定位就不用說啦，除了精度高，uwb技術比其他定位技術相比還有這么多的優(yōu)勢喲！UWB系統(tǒng)使用間歇的脈沖來發(fā)送數據，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，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。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低。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。目前做uwb定位的公司有很多，但穩(wěn)定性和精度能達到要求的不高。唐恩科技是江蘇的一家uwb定位公司，公司是國內最早研究uwb定位的，室內定位精度高、非常穩(wěn)定，有多項發(fā)明專利。
uwb(ultra wideband)是一種無載波通信技術，利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據，通常利用tdoa（到達時間差）和tof（時間到達）算法實現人員或物品位置的信息。此外，對所需定位的物品或人員uwb技術需要鋪設基站和佩戴定位標簽。uwb信號的輻射非常低，通常只有手機輻射的千分之一，因此在化工廠人員定位應用時，其不存在對其他儀器儀表的干擾問題。由于考慮到化工廠人員應用的嚴謹性，無論是從定位精度、安全性、抗干擾、功耗等角度來分析，uwb無疑是最理想的化工廠人員定位技術之一。
UWB技術利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據，因此其所占的頻譜范圍很寬，并且時間分辨率較高。傳統(tǒng)的定位技術是根據無線正弦信號的飛行時間或者信號強弱來判別物體位置，但是易受多徑或外界環(huán)境的影響，定位出的位置與實際位置存在誤差，波動較大，定位精度不高。而恒高（EHIGH）的UWB精確定位系統(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?。⒍嘣磾祿诤希ㄓ行嵘ㄎ幌到y(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），因此可以實現對定位目標的精準定位。

6，什么是UWB室內定位技術

UWB室內定位技術采用 TDOA（到達時間差原理），利用 UWB 定位技術測得定位標簽相對于兩個不同定位基站之間無線電信號傳播的時間差，從而得出定位標簽相對于四組定位基站的距離差。使用 TDOA 技術不需要定位標簽與定位基站之間進行往復通信，只需要定位標簽只發(fā)射或只接收 UWB 信號，故能做到更高的定位動態(tài)和定位容量。恒高科技 UWB室內定位系統(tǒng)產品由感知層、傳輸層、服務層、網絡層、應用層組成。室內定位系統(tǒng)架構示意圖感知層由定位基站、通信基站、通信定位基站共 3 類定位基站和定位標簽組成，通過定位基站與定位標簽的 UWB 定位信道實現對定位標簽的定位，通過通信基站與定位標簽的 Zigbee 通信信道實現定位基站對定位標簽的參數配置、定位標簽的狀態(tài)回傳以及定位標簽上下行的數據。定位基站通過 Zigbee 通信信道與通信基站、通信定位基站實現參數配置、狀態(tài)回傳、上下行數據。傳輸層分為無線傳輸網和有線傳輸網，無線傳輸網通過 WIFI 信道為定位基站提供數據傳輸鏈路，有線傳輸網通過有線以太網方式為定位基站提供數據傳輸鏈路，并且有線傳輸網還為無線傳輸網提供數據傳輸鏈路。服務層由 UWB 定位引擎軟件、UWB 定位系統(tǒng)管理軟件、對內和對外接口軟件組成，這些軟件部署在系統(tǒng)服務層服務器。UWB 定位引擎軟件實現定位數據的解算，得到定位標簽的坐標；UWB 定位系統(tǒng)管理軟件實現定位網、通信網、無線傳輸網的管理及維護功能，并作為應用層到感知層的數據交換橋梁。網絡層分為互聯網和局域網，局域網由用戶方部署。應用層包括系統(tǒng)應用軟件和應用層對外接口軟件，系統(tǒng)應用軟件實現定位顯示、軌跡回放等基礎功能及應用定位數據的電子圍欄、巡檢、過程管理、考勤分析等拓展功能；應用層對外接口軟件提供接口以便集成商或其他用戶使用本系統(tǒng)的數據。正是因為UWB室內定位技術具有：功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復雜度低、定位精度極高等優(yōu)點，使得其在眾多無線定位技術中脫穎而出。那么UWB室內定位技術可以應用于哪些行業(yè)？給這些行業(yè)帶來哪些改變呢？工業(yè)倉庫：在工廠中，UWB室內定位系統(tǒng)可以幫助傳統(tǒng)工廠實現數字化管理，可實時查看員工位置、在崗時間、離崗時間、移動軌跡，提高崗位巡查效率。通過后臺對倉儲貨物位置的監(jiān)管，可查看物品位置、所屬倉庫等數據，防止物資設備的丟失。養(yǎng)老院： 在養(yǎng)老院，通過給老人佩戴智能手環(huán)或胸牌，不僅能夠實時查看老人位置，還能夠通過設置電子圍欄來圈定安全活動范圍，一旦老人走出安全區(qū)域，系統(tǒng)就會及時預警，通知管理人員前往查看，避免老人走失。因為護工人員不可能24小時陪在每一個老人身邊，難免會有疏漏，所以可以將一鍵報警功能集成在手環(huán)或胸牌之中，一旦老人遇到危急情況，按下按鈕就能夠通知護工人員及時予以救助，避免危及老人生命健康安全。司法監(jiān)獄：監(jiān)獄安全管理一直是備受關注的問題，通過UWB室內定位技術如何杜絕監(jiān)獄犯人管理漏洞、降低監(jiān)管執(zhí)法風險呢？在監(jiān)獄，通過UWB室內定位系統(tǒng)，將定位標簽集成至犯人定位腕帶中，能夠對服刑犯人進行實時監(jiān)控。包括：實時掌握人員的實時位置、人數清點、犯人腕帶防拆報警、電子圍欄、聚眾分析、行動軌跡跟蹤、 回放、攝像聯動警報等，能夠很大程度的降低監(jiān)管執(zhí)法的風險，防止意外事故的發(fā)生。
UWB室內定位技術系統(tǒng)特點：定位基站之間使用無線同步，減少施工成本網絡簡單，部署規(guī)劃成本極低，自恢復能力強定位標簽續(xù)航時間一年以上uwb室內定位原理超寬帶（Ultra Wide-Band，UWB）是一種新型的無線通信技術，根據美國聯邦通信委員會的規(guī)范，UWB的工作頻帶為3.1~10.6GHz，系統(tǒng)-10dB帶寬與系統(tǒng)中心頻率之比大于20%或系統(tǒng)帶寬至少為500MHz。UWB信號的發(fā)生可通過發(fā)射時間極短（如2ns）的窄脈沖（如二次高斯脈沖）通過微分或混頻等上變頻方式調制到UWB工作頻段實現。超寬帶的主要優(yōu)勢有，低功耗、對信道衰落（如多徑、非視距等信道）不敏感、抗干擾能力強、不會對同一環(huán)境下的其他設備產生干擾、穿透性較強（能在穿透一堵磚墻的環(huán)境進行定位），具有很高的定位準確度和定位精度。UWB-TDOA定位原理uwb室內定位技術采用TDOA（到達時間差原理），利用UWB技術測得定位標簽相對于兩個不同定位基站之間無線電信號傳播的時間差，從而得出定位標簽相對于四組定位基站的距離差。使用TDOA技術不需要定位標簽與定位基站之間進行往復通信，只需要定位標簽只發(fā)射或只接收UWB信號，故能做到更高的定位動態(tài)和定位容量。 恒高uwb室內定位系統(tǒng)產品即使用UWB-TDOA技術實現了高精度、高動態(tài)、高容量、低功耗的定位系統(tǒng)。
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