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人員定位將成煤礦行業強制標準,UWB定位產業迎來大利好

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

該模式下,定位信標發送藍牙信號,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射器和接收器直接的到達方向,然后通過三角定位獲得發射 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, 它的工作原理是發射器在以陣列排布的有源天線之間切換時,發送特 殊的數據封包,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,在了解發射器內的天線排布后,通過數據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一般由定位標簽、定位基站及解算軟件構成。通過在特定區域布設合理數量的定位基站,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據,實現室內空間實時精確定位、監控、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劣。

為什么是UWB?

在該規范中,并沒有限制使用某種特定的無線定位技術,事實上,規范中也有提到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定性與可靠性等因素之后,可以發現,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,該規范明確指出了"煤礦井下人員精確定位系統最大靜態定位誤差不大于 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,在該規范的最后編制說明內容中,也明確指出了,規范規定"0.3米"定位精度數值,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管部門的認可,有豐富并且長久穩定的應用案例是必不可少的一個環節,UWB定位技術的性能已經得到了監管部門的認可。

最后,就是UWB的成本也在降低與優化,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定位技術產業在快速的發展與完善,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化。

當然,其他的定位技術也不是沒有市場,在定位技術行業里大家都認可一句話:技術沒有絕對的優劣之分,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境、不同的煤礦規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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