基于“控制投入規(guī)模、保障核心車間、實(shí)現(xiàn)廠區(qū)覆蓋”的原則進(jìn)行，采用“UWB/藍(lán)牙雙模融合定位”的模式實(shí)現(xiàn)，藍(lán)牙定位與uwb定位區(qū)別和相互配合使用場景案例方案介紹。
一、項(xiàng)目目標(biāo)
UWB/藍(lán)牙雙模融合定位”是當(dāng)今業(yè)界的定位方式，它很好的實(shí)現(xiàn)了基于定位精度的定位安全管理，和基于覆蓋范圍的定位跟蹤的融合。包含：
（1）基于UWB的高精度定位能力，用于實(shí)現(xiàn)基于安全的實(shí)時(shí)定位，定位精度可達(dá)到15厘米-30厘米，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的安全定位管理，限度避免安全事故的發(fā)生。
（2）基于藍(lán)牙的廣覆蓋定位追蹤能力，用于室外對用戶追蹤時(shí)提高單個(gè)設(shè)備的覆蓋范圍。
藍(lán)牙定位的技術(shù)特性決定了其誤差達(dá)到3米-5米，通過軟件優(yōu)化可依靠慣性修正，實(shí)現(xiàn)估算式的軌跡跟蹤。因藍(lán)牙定位大偏差的特性，此方式適用于精準(zhǔn)度要求不高的室外定位，不能使用在生產(chǎn)場景中。
（3）融合定位的能力：因本次項(xiàng)目投入受限，為保障的部署靈活性，采用UWB和藍(lán)牙雙模同設(shè)備的方式，提供更強(qiáng)的部署靈活性，同時(shí)也保障了未來發(fā)展中設(shè)備融合的需要。
“UWB/藍(lán)牙雙模融合定位”方案的目標(biāo)設(shè)定：
| 高精度室內(nèi)定位 | 生產(chǎn)車間/廠房實(shí)現(xiàn)UWB高精度定位，定位精度達(dá)到30厘米，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全的定位保障。 |
| 廣覆蓋室外定位 | 廠區(qū)道路的藍(lán)牙廣范圍覆蓋，犧牲定位的精度和實(shí)時(shí)性，提高單設(shè)備的定位覆蓋距離，以更少的設(shè)備投入實(shí)現(xiàn)盡量大的覆蓋范圍。 |
| UWB/藍(lán)牙一機(jī)雙模 | 同一臺(tái)設(shè)備同時(shí)具有UWB和藍(lán)牙的雙模定位功能，在當(dāng)前投入受限的情況下，通過設(shè)備的通用性，提供高、低精度覆蓋靈活規(guī)劃調(diào)整的能力。 |
二、方案總體設(shè)計(jì)
１、主要定位技術(shù)
（1）UWB定位系統(tǒng)
UWB是一種采用基于超寬頻無載波通信原理實(shí)現(xiàn)定位的技術(shù)，UWB技術(shù)利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號(hào)，UWB能在100米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。
UWB技術(shù)抗干擾性能強(qiáng)，傳輸速率高，系統(tǒng)容量大。UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率實(shí)現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長系統(tǒng)電源工作時(shí)間。而且，發(fā)射功率小，其電磁波輻射對人體的影響也會(huì)很小。
UWB定位由于精度較高，一般采取被動(dòng)式進(jìn)行定位，定位標(biāo)簽只執(zhí)行簡單的發(fā)送UWB信號(hào)功能，具體位置由UWB定位基站在接收到UWB信號(hào)后交由后臺(tái)運(yùn)算得出。此方式極大減輕定位標(biāo)簽計(jì)算自身位置的算力消耗，實(shí)現(xiàn)長續(xù)航的目的。
（2）被動(dòng)式藍(lán)牙定位
被動(dòng)式藍(lán)牙定位系統(tǒng)的標(biāo)簽同樣不具備自主進(jìn)行運(yùn)算，只是持續(xù)向外發(fā)射藍(lán)牙信號(hào)的能力。典型的被動(dòng)式藍(lán)牙定位系統(tǒng)由藍(lán)牙定位基站和藍(lán)牙定位標(biāo)簽（胸卡、手環(huán)、標(biāo)簽等）組成。
定位基站接收到藍(lán)牙設(shè)備發(fā)出的信息后通過服務(wù)器的運(yùn)算后，在展示平臺(tái)實(shí)時(shí)了解人員和物品位置的。此定位系統(tǒng)多用于后臺(tái)定位監(jiān)控前臺(tái)人或物的使用。由于無需定位標(biāo)簽具備運(yùn)算能力，此方式定位標(biāo)簽待機(jī)時(shí)間長，廣泛應(yīng)用于工廠道路定位、單位訪客管理、養(yǎng)老院等場景。
（3）主動(dòng)式藍(lán)牙定位
主動(dòng)式藍(lán)牙定位是通過手持設(shè)備（手機(jī)、平板等）掃描iBeacon基站，進(jìn)行定位的方式。
主動(dòng)藍(lán)牙定位要求定位設(shè)備本身具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，通過“發(fā)現(xiàn)beacon”、“執(zhí)行計(jì)算”、“上傳計(jì)算結(jié)果”等步驟。
beacon作為低功耗藍(lán)牙的代表，其實(shí)際是大幅縮減了傳輸功率。在傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，低功率信號(hào)因衰減會(huì)產(chǎn)生較大漂移，因beacon的這一特性，beacon定位網(wǎng)絡(luò)在beacon部署的時(shí)候雖然號(hào)稱覆蓋50米范圍，但實(shí)際上在50米范圍的基礎(chǔ)上是需要至少6個(gè)beacon以上才能達(dá)到標(biāo)稱精度，
這也是實(shí)際工程中的藍(lán)牙beacon實(shí)際需要10米左右就布設(shè)一個(gè)的原因，即使是這樣部署beacon，這種測距方式的理想定位精度也不過達(dá)到1-2米，在一些鍋爐、洗煉池、人機(jī)混合區(qū)的工業(yè)場景下，1米的定位精度根本不能避免危險(xiǎn)性。
２、項(xiàng)目技術(shù)選擇
本項(xiàng)目在室內(nèi)采用UWB厘米級(jí)定位，在室外廠區(qū)主要道路采用定位精度3-5米的藍(lán)牙定位解決。前者可以提供工業(yè)生產(chǎn)安全管理所需要的高精度定位，后者可提供廠區(qū)道路廣覆蓋的能力。
（一）UWB/藍(lán)牙融合定位基站
本項(xiàng)目具有資金投入小，定位覆蓋區(qū)域廣，并且包含了車間定位等特點(diǎn)，為保障項(xiàng)目的成功，且為保障項(xiàng)目具有可擴(kuò)展性，經(jīng)請示特批，本項(xiàng)目使用UWB/藍(lán)牙融合定位基站為項(xiàng)目提供保障。
１、靈活部署能力
本項(xiàng)目投資金額較小，覆蓋廠房/車間較多，且存在鍋爐需要進(jìn)行定位的情況，為滿足鍋爐、轉(zhuǎn)爐、余熱發(fā)電具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其規(guī)劃定位基站數(shù)量與實(shí)際工程數(shù)量有可能出現(xiàn)較大調(diào)整。UWB/藍(lán)牙雙模融合定位的方式，限度的保障了室內(nèi)定位基站和室外定位基站的通用性，提供了靈活部署的能力，限度保障項(xiàng)目的成功。
２、靈活切換能力
UWB/藍(lán)牙雙模融合定位基站在同一個(gè)設(shè)備中，同時(shí)具有UWB和藍(lán)牙兩種定位功能，用戶可通過設(shè)置，使設(shè)備運(yùn)行在UWB或藍(lán)牙任一模式下，提供了靈活的切換能力。在定位精度需要提高/降低時(shí)，無需更換基站，只需通過設(shè)置使設(shè)備運(yùn)行在UWB/藍(lán)牙模式下，即可實(shí)現(xiàn)切換定位方式的目的，具有高度的靈活性。
３、無縫擴(kuò)展能力
基于融合基站UWB和藍(lán)牙一體的特性，當(dāng)前工廠“室內(nèi)UWB、室外藍(lán)牙”的要求可滿足。在此基礎(chǔ)上，如果廠里需要將室外定位調(diào)整為UWB以提高精度，或者擴(kuò)大室外定位覆蓋范圍時(shí)，只需要接入新的融合定位基站并進(jìn)行設(shè)置，即可達(dá)到無縫擴(kuò)容的目的，無需像單一UWB基站或單一藍(lán)牙基站那樣，陷入模式不可調(diào)、覆蓋范圍無法擴(kuò)大的情況。
（二）典型場景的技術(shù)實(shí)現(xiàn)
整個(gè)廠區(qū)包含以廠區(qū)道路和變電站為代表的室外開闊室外定位場景、以車間為代表室內(nèi)廠房定位場景，和以鍋爐樓塔為代表的開放式樓塔定位場景等三大類典型定位場景。
１、開闊室外定位場景
生產(chǎn)廠區(qū)的公共區(qū)域依托藍(lán)牙定位，能實(shí)現(xiàn)軌跡跟蹤、電子圍欄進(jìn)入報(bào)警功能。人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域信息中心會(huì)收到報(bào)警，提醒及時(shí)制止危險(xiǎn)。
室外定位基站通過設(shè)置運(yùn)行在藍(lán)牙模式下，通過提高基站的藍(lán)牙發(fā)射功率，主動(dòng)對胸牌進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，可提供更高的基站覆蓋半徑，同時(shí)減少胸卡信息回復(fù)的耗電量。
２、室內(nèi)廠房定位場景
室內(nèi)廠房往往具有較強(qiáng)的規(guī)范性。廠房內(nèi)往往設(shè)備較多，情況相對復(fù)雜，但空間上遮蔽不是太嚴(yán)重，增加基站情況下可以適應(yīng)。高層的設(shè)備較少，可按常規(guī)部署基站，并使基站運(yùn)行在UWB模式下即可。
３、開放式鍋爐/轉(zhuǎn)爐定位場景
鍋爐/轉(zhuǎn)爐是易門銅業(yè)最復(fù)雜的開放式樓塔場景，以鍋爐樓塔為例可清楚的確定UWB定位的技術(shù)可行性。
鍋爐塔具有相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，每層之間均為水泥隔板隔斷，旁邊為開放式、電磁波可穿透控件。整個(gè)鍋爐塔的結(jié)構(gòu)為一圈走道（平臺(tái)）圍著一個(gè)從上到下的巨大鍋爐設(shè)備。
基于該鍋爐樓塔以上兩點(diǎn)較為復(fù)雜的情況，場景會(huì)發(fā)生UWB微波的樓層穿透，導(dǎo)致無法定位人員在哪個(gè)樓層，和開放式樓塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜的UWB基站部署問題。
會(huì)員1.png)
