【应用】UWB自组网定位解决方案及应用场景介绍

时间： 2022-08-20 来源：天工测控

技术问答

目前国内应急救援市场都是基于被动定位应用，在特殊情况下救援也大多处于单兵作战的情况，并不能及时知道自己和自己组员的位置信息和状态，且没有场景感知和室内外一体位置信息结合，使相关救援人员处于更加危险境地。本篇就带大家详细了解一下微能信息（天工测控的子公司）针对消防救援（室内&野外）、司法系统高端博物馆、化工、电厂、隧道、矿道、管廊、疫情应急等应用场景的高精度人员位置信息&环境感知需求推出的UWB自组网定位解决方案。

UWB自组网定位系统

由UWB基站（加基站电源、固定支架等），UWB标签（工卡，手表，资产标签，安全帽标签），UWB定位引擎算法，UWB定位软件等组成。

工作原理：

自组网定位技术，基于UWB TWR双向测距，抛弃了原有多基站布局方案，使用标签之间相互测距来实现位置拓扑的建立，并在基站部分解析坐标。为了实现相对位置到绝对位置的转化，通常会在定位基站中安装北斗高精度定位模块，并安装3个相对于基站已知坐标的测距标签作为位置初始化参考。

自组网定位优点

1.基站和标签移动性强

基站端配备北斗高精度定位模块，可以实时更新自身的绝对位置，周围三个定点标签可以固定在基站的周围，比如放到车上，可以实时跟进定位标签，以获取最佳的定位效果。

2.定位精度高

北斗定位静态精度高达10cm，UWB测距定位精度也是10cm，组合精度可以实现20cm的圆误差，动态精度跟标签的测距频率，后台处理速度有关，一般可以做到50cm以内的精度。

3.覆盖范围广

UWB属于中短距离范围内的通讯技术，非常适合构建室内环境的实时定位系统。目前标准功率的UWB基站的覆盖距离可以达到100米无遮挡。扩展功率，如煤安标准下的功率可以做到1公里的覆盖范围。

4.穿透力强

UWB信号使用低信道CH2（3.9936GHz）时具有很强的穿透力，穿透性介于2.4G WiFi和5GWiFi之间。UWB信号能穿混凝土、玻璃、木板等，而且能够保持信号较好的完整性，受到介质影响较小，其空间的传输模型建立也比较理想，所以基于此模型解算出的坐标位置精度就比较理想。

自组网定位的应用场景

1.应急救援应用

本系统采用1+N的方式，1个中心节点（车载远距离接收基站）+N个定位标签（救援人员携带）。中心节点功能主要用于指挥调度，获取所有定位标签的位置。定位标签采用AI自组网方式，自主学习，和附近的3个标签互相测距，并把测距信息传回中心节点。另外，定位标签触发求救模式后，可以通知中心节点和附近三个标签前来救援，而收到求救信息的标签则可以用PDOA和TWR方式测量报警标签的角度和距离，进而前去支援。

2.社交距离保持

本系统采用1+N的方式，1个中心节点使用蓝牙网关或者远距离UWB基站，来收集标签测距数据，N个测距标签（如下图所示UWB+蓝牙手表），用来两两测距。

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型号- SKM2101,WG209,SKG122C,SKM88,SKW92B,SKM89,SKW92A,SKM2102,SKG17DT,SKM2105FR,SKM86,TR6260,SKM2505,MT7612E,SKM2105,MT7688A,SKG12D,SKG122S,SKG12F,SKW496C,SKM2308DR,SKG12A,SKG092C,SKG122Y,SKW497,SKM80,SKM81,SKM82,SKG09BL,SKW3000,SKG093Q,SKG122GR,SKG093N,SKB501,SKG1223,SKG121S,SKG121T,RTL8812,SKM61C,RTL8811,ESP32-H2,MT7610E,SKG12BL,SKM2505NR,SKG16BL,SKG12DT,WG822,SKG123NRD,WG821,SKG12UR,SKM2305NDR,SKM2102SR,SKG09DT,SKM2105QR,MT7601,RTL8821CS,SKM2102CR,SKG123L,SKG122ER,SKG123N,SKG17D,LCS6260,SKG123Q,SKW101,SKW100,SKW103,SKG123NR,SKG121SA,MT7620A,WG243,SKM2308,SKG09,ESP32-S3,SKM2302,SKM2305,SKG123NT,QCA9887,MT7628,SKM-6DM,SKW78,LCS2028,BK7231,SKM2302DR,RTL8822CS,ESP32-C2,MT7981,ESP32-C5,SKM2102ER,SKB380,SKB381,WG239,BL2028,SKG8212,SKM65C,WG233,SKW77,WG231,MT7603E,WG238,ESP8266,WG237,WG236,WG235,ESP32,WG241,QCA9531,WG240,RTL8852,SKM81F,SKG123ND,SKM65,WG229,SKM61,SKM2105DR,SKW17AE,SKB376,WG222,SKB379,SKB378,ECR6600,WG226,WG225,SKB369AA,SKM80D,SKG172T,MT7697D,SKM2101MR,SKM80F,SKG16,SKG17,SKM55,WG219,SKB360,WG217,SKW93A,SKG12,SKB362,SKM51,SKB361,SKM52,SKM53,SKG09D,ESP8285,SKG09F,SKW99,MT7621A,SKG09A,SKB369,WG215,SKG09L,SKM51G,SKM51F,SKM51C,MT7628N,SKB360I,IPQ6000,SKM2105NR

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