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人員定位將成煤礦行業(yè)強制標準,UWB定位產業(yè)迎來大利好

2020-11-09 17:09 性質:轉載 作者:銀匠 來源: 物聯(lián)傳媒
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終端測量定位:

該模式下,定位信標發(fā)送藍牙信號,由定位終端進行信號測量,回傳至服務器進行定位。

藍牙終端測量定位網絡架構

終端測量定位方案中,藍牙信標一般采用電池供電,1-2 年需要更換電池,大幅度增加了網絡后期維護成本。網絡測量定位方案中,藍牙網關需要通過 PoE 網線供電,大幅增加了網絡建設成本和施工復雜度。

藍牙定位技術規(guī)模應用時的精度多在 3m 以上。市場中有部分場景需求為 1m 精度,該場景用藍牙定位精度略顯不足。用UWB 等高精度定位,成本又過高,難以實施。隨著藍牙AOA 技術的逐漸成熟,將有望解決該問題。

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藍牙 5.1 定位技術

定位方式及性能:

藍牙 5.1 相比藍牙 4.2,最大的變化就是定位精度提升到厘米級別,且引入了尋向功能。目前高精度的室內定位需求很多,例如通過導航軟件找到酒店門口,但是最后的 100 米其實也很關鍵,藍牙尋向功能就可以解決這個問題,從酒店門口可以直接導航到客房。

藍牙 5.1 基于 AoA 或 AoD 技術將定位精度提升到厘米級,它的基本原理就是利用無線電的相位差換算出位置信息。

AoA 測量技術通過測試發(fā)射器和接收器直接的到達方向,然后通過三角定位獲得發(fā)射 器和目的物的方位和距離的技術。

AoD 測量也是利用信號相位差技術, 它的工作原理是發(fā)射器在以陣列排布的有源天線之間切換時,發(fā)送特 殊的數(shù)據(jù)封包,而接收器通過單一天線接收信號,然后從接收到的信 號中獲取 IQ 樣本,在了解發(fā)射器內的天線排布后,通過數(shù)據(jù)計算得出信號的相對方向和距離。該技術定位精度最小可達到 10 厘米。

安裝難:由于藍牙 5.1 技術是基于角度測量,基站功率消耗大, 無法使用電池供電,需要PoE 供電,且藍牙 5.1 基站布放密度為十米量級,因此每個基站都需要解決直流供電問題,為安裝造成了困難。

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UWB定位技術

基于UWB 技術的無線定位系統(tǒng)一般由定位標簽、定位基站及解算軟件構成。通過在特定區(qū)域布設合理數(shù)量的定位基站,并不間斷地采集人員、車輛、資產、工具上的定位標簽回傳的各個要素的時空坐標數(shù)據(jù),實現(xiàn)室內空間實時精確定位、監(jiān)控、引導、預警等功能。

UWB 主要采用飛行時間(TOA/TOF)、飛行時間差(TDOA)、到達角度(AOA)三種定位方法。三種定位方法各具優(yōu)劣。

為什么是UWB?

在該規(guī)范中,并沒有限制使用某種特定的無線定位技術,事實上,規(guī)范中也有提到UWB、ZigBee、WiFi甚至是4G、5G都可以,但綜合考慮定位精度的要求,以及在煤礦場景中的定位穩(wěn)定性與可靠性等因素之后,可以發(fā)現(xiàn),UWB定位技術將是最為值得期待的定位技術。

為什么是UWB能夠在這么多的定位技術脫穎而出?

首先是定位精度方面,該規(guī)范明確指出了"煤礦井下人員精確定位系統(tǒng)最大靜態(tài)定位誤差不大于 0.3 米",而目前市場上,能達到這個定位精度的無線定位技術也只有UWB定位技術,事實上,在該規(guī)范的最后編制說明內容中,也明確指出了,規(guī)范規(guī)定"0.3米"定位精度數(shù)值,就是參考了UWB定位技術的精度。

其次,UWB定位技術已經在包括煤礦行業(yè)的諸多垂直應用領域進行了多年的應用,一項技術要得到市場乃至監(jiān)管部門的認可,有豐富并且長久穩(wěn)定的應用案例是必不可少的一個環(huán)節(jié),UWB定位技術的性能已經得到了監(jiān)管部門的認可。

最后,就是UWB的成本也在降低與優(yōu)化,最近一兩年,UWB技術在蘋果、三星、小米等大廠的推動之下,走向了風口,目前整個UWB定位技術產業(yè)在快速的發(fā)展與完善,包括芯片方案、基站方案、標簽產品等等產品在市場上的選擇也會越來越多,整體的價格也將會迅速優(yōu)化。

當然,其他的定位技術也不是沒有市場,在定位技術行業(yè)里大家都認可一句話:技術沒有絕對的優(yōu)劣之分,只不過是不同的定位技術適合不同的應用場景。

就煤礦場景而言,除了在礦井里面對人員進行定位之外,還需要在礦井外面對人員進行管理,此外除了人員,還會有車輛、重要物資的管理,再加上不同的煤礦環(huán)境、不同的煤礦規(guī)模大小等等條件的不同,對于定位技術的需求也會有差異。

很多時候,一個煤礦的定位方案,是多種技術的融合方案,集多種技術之長,才能形成最有性價比的方案。

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