UWB定位技术原理及场景应用的简单介绍

谈到定位技术我们并不陌生，从车辆导航到外卖、打车软件，定位技术已经和我们的生活密不可分。通常我们按照使用场景将定位技术分为室内定位和室外定位两种，室外定位主要依赖于GPS、北斗、GLONASS、GALILEO这些全球卫星定位导航系统，此外还有差分定位技术、电信运营商的基站蜂窝网定位技术；室内定位技术主要是蓝牙、WiFi、Zigbee、RFID、地磁、UWB等无线技术。今天主要与大家分享的超宽带UWB无线定位原理。

什么是UWB?
UWB全称Ultra Wide Band，超宽带技术。通过发送和接收极窄脉冲来实现无线传输,由于脉冲时间宽度极窄，使用的带宽在500MHz以上。最初UWB是作为一种通信技术出现，目的是用于短距离、宽带无线通信，后因其超宽频的特点优势，人们意识到它在高精度定位领域的价值，UWB在定位领域应用逐渐成为主流。

UWB定位技术原理
UWB定位第一步就是测距，采用双向飞行时间法（TW-TOF，two way-time of flight），通过测量两点之间来回的无线电飞行时间，此即双向飞行时间，双向飞行时间x光速，就是发射与接收之间的双向飞行距离，此距离除2，就是单向距离。

与WIFI、蓝牙等测量信号强度（RSSI）、信号到达角度（AOA）的间接测距技术相比，光速极其稳定，不会受到电池电压、无线电信道、天线制作工艺的影响。

UWB定位第二步就是定位，通过TOA（到达时间）和TDOA（到达时间差）的方式，测出物体（标签）与几个已知位置的基准点（基站）的距离或者距离差之后，就可以算出标签的位置。

UWB应用场景
UWB定位技术可提供室内/室外厘米级高精度定位，为人/车/物增加了位置、距离等空间信息，使得系统决策具有更高精细度。另外UWB定位本身的价值，不仅仅体现在定位，在物联网及大数据时代，它还拥有诸多附加值应用，如历史轨迹、热点提取、电子考勤、安防预警等，通过此类应用的数据分析，提升工作效率、增强安全保障等。

■智慧工厂
在生产制造过程中，“人、机、料”所在的位置管理越来越重要，通过精准的位置数据分析，实时掌握每一个人、车、料的位置轨迹和工作状态分析，以提升安全管理和产能效率的优化。
■智慧电厂
智慧电厂建设的推动下，引入UWB定位系统，融合两票管理，视频系统，门禁系统等，管理人员可在三维虚拟电厂中实时查看作业/外协人员的活动轨迹；人数的统计；危险告警等。
■智慧司法
将UWB定位系统与传统的监管方式相结合，满足司法对访客、指定区域人员更智慧的管理，弥补监管漏洞，极大地降低了管理上的安全风险，进而实现事前预防、事中管控、事后查证等。
■智慧工地
建立一套实时精准定位系统，联动门禁系统，视频系统，大屏系统等，实现建筑工地、地下隧道/地铁等施工的人员管理，数量统计，行为轨迹追踪，异常告警，提升工地人员的安全管理和生产效率。
■智慧仓储
智慧仓储货物定位管理系统，实现对于物资的动态管理，帮助仓库库存物资的入库、出库、盘点、查找为一体的流程管理系统，提升现有的仓库货物管理水平。
另外UWB定位管理系统还可应用于医院、养老、展馆、楼宇、港口码头等场景，在应急管理、安全执法提供强有力的数据支撑。