[行業(yè)解決方案]通用-無線精確定位

1、清研訊科無線定位系統(tǒng)方案清研訊科(北京)科技有限公司2015-3-30清研訊科（北京）科技有限公司1方案概述1.1 場景概述LocalSense®高精度無線定位系統(tǒng)可以滿足工業(yè)上對(duì)人員、設(shè)備 等的定位需求。LocalSense®系統(tǒng)可以提供最優(yōu)達(dá) 10cm 級(jí)、一般 情況下 30cm 以下定位精度，系統(tǒng)定位微基站支持多定位單元擴(kuò)展， 定位微標(biāo)簽支持刷新率在線調(diào)整功能。系統(tǒng)基于先進(jìn)的基于無線超窄 脈沖波的無線定位原理，抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，架設(shè)簡 單，維護(hù)方便，適合工業(yè)應(yīng)用。1.2 無線超窄脈沖定位技術(shù)特點(diǎn)傳統(tǒng)的無線定位系統(tǒng)使用 WiFi、藍(lán)牙及 Zigbee 等技

2、術(shù)，基于接 收信號(hào)強(qiáng)度法（RSSI）來對(duì)標(biāo)簽位置進(jìn)行粗略估計(jì)，定位精度低，且 容易受到干擾，定位穩(wěn)定性難以適應(yīng)室內(nèi)應(yīng)用的要求?；诔}沖 技術(shù)的無線定位技術(shù)，從根本上解決了這一問題。下圖說明了無線定位技術(shù)的發(fā)展路線。RFID WiFi iBeacon UWB識(shí)別 位置估計(jì) 精確定位無線超窄脈沖電磁波，使用脈沖寬度為 ns 級(jí)的無線脈沖信號(hào)作為定位載波，是無線定位領(lǐng)域的定位精度最高，性能最為穩(wěn)定的技術(shù)。在頻域上，由于其占用的頻帶較寬（也被稱為超寬帶技術(shù)，UWB 技 術(shù)），且無線功率密度較低，對(duì)于其他的無線設(shè)備來說相當(dāng)于噪聲信號(hào)，不會(huì)對(duì)其造成干擾，也加強(qiáng)了自身的抗干擾性。LocalSense&#

3、174; 無線定位系統(tǒng)基于超窄脈沖技術(shù)，成為國內(nèi)領(lǐng)先的高精度無線定位產(chǎn) 品。1.3 基本定位原理LocalSense®無線定位系統(tǒng)使用先進(jìn)的超窄脈沖精確測量飛行 時(shí)間技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了底層的精確測距/計(jì)時(shí)；結(jié)合 LocalSense®位置 解算算法，實(shí)現(xiàn)了上層的精確定位。其基本原理如下圖所示。1.4 LocalSense 無線定位系統(tǒng)架構(gòu)LocalSense®無線定位系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。系統(tǒng)主要包 括定位微基站、定位微標(biāo)簽、定位解算服務(wù)器、定位解算引擎及 POE 交換機(jī)、網(wǎng)線等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成。下圖中，綠色框選的區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)定位 單元區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的定位基站使用 POE

4、網(wǎng)線供電并通訊；人員或設(shè)備通過佩戴或安裝 LocalSense 定位微標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)位置定位。定位解算服務(wù)器 POE交換機(jī)顯示監(jiān)控設(shè)備以太網(wǎng)線定位區(qū)域LocalSense微基站LocalSense微標(biāo)簽LocalSense微基站在大區(qū)域工業(yè)應(yīng)用場合，本系統(tǒng)使用分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如下圖所示。定位微基站同時(shí)具有 WiFi 回傳信道，可以通過 WiFi 將采集到 的數(shù)據(jù)回傳到解算服務(wù)器進(jìn)行解算（需要客戶提供 WiFi 覆蓋）。室內(nèi)定位基站超5類網(wǎng)線光纖··· 室外定位基站光纖定位解算服務(wù)器核心交換機(jī)/路由器 光纖···POE交換機(jī)吸頂

5、定位基站1.5 LocalSense 系統(tǒng)優(yōu)勢LocalSense®無線定位系統(tǒng)使用先進(jìn)的超窄脈沖技術(shù)，精確測量 飛行時(shí)間，使產(chǎn)品定位精度達(dá)到高精度，并具有以下特點(diǎn)：高精度 典型定位精度1530cm架構(gòu)簡潔 無需同步機(jī)，設(shè)備簡單，施工方便接口豐富 支持100M有線以太網(wǎng)和WiFi上傳供電方便 支持548V，三種供電方式可選支持定制 可針對(duì)客戶的特殊需求進(jìn)行開發(fā)系統(tǒng)參數(shù)LocalSense 系統(tǒng)國外某系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)無線同步架構(gòu)無需同步機(jī)需要專門的同步機(jī)進(jìn)行基站間的同步，設(shè)備繁雜，布線量大基站安裝使用全向天線無需天線角度校準(zhǔn)需要使用水平儀精確校準(zhǔn)天線角度，布設(shè)時(shí)間長系統(tǒng)供電POE 供電方式

6、，另有 5.5mm供電口和 MiniUSB 供電口可 選POE 供電數(shù)據(jù)回傳有線以太網(wǎng)+WiFi 回傳，可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活調(diào)整有線以太網(wǎng)回傳標(biāo)簽形態(tài)車載磁吸式、普通腕帶式、防拆腕帶式，多種形式可選形式固定標(biāo)簽刷新率0.01Hz30Hz 可調(diào)整不可調(diào)整基站防護(hù)鑄鋁外殼，防雷底板（供電 防雷、天饋防雷），防塵防水，IP65工程塑料,不可防雷軟件功能支持二次開發(fā)； 提供完善的技術(shù)支持；提供強(qiáng)大的演示軟件功能。支持原生軟件。1.6 應(yīng)用領(lǐng)域LocalSense 無線定位系統(tǒng)，以其系統(tǒng)的穩(wěn)定性、定位的準(zhǔn)確性， 以應(yīng)用到包括軍方、工業(yè)、民用在內(nèi)的百余個(gè)項(xiàng)目中，行業(yè)覆蓋工廠 內(nèi)人員定位、倉庫內(nèi)資產(chǎn)定位、車輛

7、與機(jī)器人定位、無人機(jī)定位、高 端會(huì)場人員定位、電力與數(shù)據(jù)中心人員定位、隧道與礦井工人定位等。1.7 系統(tǒng)硬件介紹1.7.1 定位微基站基站布設(shè)點(diǎn)位的選擇應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，選擇視距覆蓋范圍大，便 于區(qū)域間復(fù)用、便于工程安裝的位置。由于墻體等遮擋物體會(huì)對(duì)定位 精度造成較大影響，因此在基站布設(shè)過程中，應(yīng)注意同一區(qū)域的基站 避免穿過墻體或建筑物等遮擋物體。產(chǎn)品特點(diǎn)：l 高精度無線定位，典型定位精度為 10cm;l 單個(gè)基站有效覆蓋面積大，超過 1000 平米；l 數(shù)據(jù)上傳支持 100M 有線以太網(wǎng)接口；l 數(shù)據(jù)上傳支持 2.4G WiFi 接口；l 支持信號(hào)頻段：3.5G-6.5G；1.7.2 定位微標(biāo)

8、簽客戶可根據(jù)需要同時(shí)定位的人員和設(shè)備數(shù)量，選購相應(yīng)數(shù)量的標(biāo) 簽。LocalSense 提供多種標(biāo)簽形式，以滿足不同的因公場合。產(chǎn)品特點(diǎn)：l 高精度無線定位，典型定位精度為 10cm;l 根據(jù)實(shí)際需求，可選多種定位模式；l 電池可充電，實(shí)時(shí)上傳電量；l 自定義通信協(xié)議，可檢測標(biāo)簽狀態(tài)；l 支持信號(hào)頻段：3.5G-4.5G；l 形式多樣，適用于多種場景。l 刷新率可在線調(diào)整。1.8 通信及供電設(shè)備LocalSense®定位基站支持 WiFi 和有線以太網(wǎng)兩種數(shù)據(jù)上傳方 式。為了施工方便，減少布線，推薦使用 POE 方式解決供電、通信 問題。1.9 解算主機(jī)設(shè)備本案例使用獨(dú)立計(jì)算機(jī)，運(yùn)行

9、LocalSense TY_Engine_V2.0 定位引 擎和 TY_Loc_V2.0 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序，用于計(jì)算和顯示定位信息，并通過 網(wǎng)絡(luò)與定位基站連接到同一網(wǎng)段?？蛻籼峁┑莫?dú)立計(jì)算機(jī)應(yīng)滿足以下 基本要求：·CPU 方面：雙核主頻 2.0G 以上，推薦英特爾 i5 處理器·操作系統(tǒng)： Windows XP/Win7/Win8/Linux 內(nèi)核 2.6 以上·內(nèi)存方面： 4G DDR3 及以上·磁盤空間： 40G 以上可用硬盤·顯卡方面： NVIDIA 系列顯卡·網(wǎng)絡(luò)方面： 100M 以太網(wǎng)卡(有線)及以上1.10 系統(tǒng)軟件Local

10、Sense 無線定位系統(tǒng)提供基于 PC 的顯示軟件和數(shù)據(jù) API 接口。PC 端顯示軟件具有實(shí)時(shí)定位、軌跡回放、電子圍欄等基本功 能，軟件界面如下圖所示。軟件可實(shí)現(xiàn)的功能包括：1，實(shí)時(shí)位置定位；2，歷史軌跡回放：3，定位標(biāo)簽管理（包括電量管理、組別管理、人員對(duì)應(yīng)）；4，電子圍欄報(bào)警；5，SOS 呼救報(bào)警（需要標(biāo)簽硬件支持）；6，腕帶剪斷報(bào)警（需要標(biāo)簽硬件支持）；7，失蹤報(bào)警。 軟件截圖：1，人員管理。2，位置監(jiān)控。3，電量監(jiān)控。4，多格式地圖支持。5，告警信息掌握。6，電子圍欄功能。8，基站設(shè)置功能。2聲明本方案為清研訊科（北京）科技有限公司為指導(dǎo)客戶使用本公司 LocalSense®系列產(chǎn)品而制定的初步意見方案。本方案中述