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UWB與藍芽丨高精度定位系統如何選擇?

目前高精度定位系統已成為企業實現人員安全管理的主流解決辦法,然而市場上各類人員定位方案五花八門,其中尤以主流的UWB定位、藍芽定位最多,作為企業應該如何在兩種技術中做選擇呢?

本篇文章將對兩種技術進行深入分析,讓企業在做選擇時有更明確的判斷。

UWB&藍芽

UWB技術始於20世紀60年代興起的脈衝通訊技術,利用頻譜極寬的超寬基帶脈衝進行通訊,故又稱基帶通訊技術、無線載波通訊技術等。UWB不同於傳統的通訊技術,它透過傳送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈衝來實現無線傳輸的,因此其所佔的頻譜範圍很寬,並且時間解析度較高。

UWB與藍芽丨高精度定位系統如何選擇?

藍芽技術始於1999年至今已有20餘年的歷史,經歷了藍芽2。0、2。1、3。0、4。0、4。2、5。0、5。1、5。2幾個重要階段的技術變遷,目前大家耳熟能詳的當屬低功耗藍芽4。0、藍芽5。1,其中藍芽5。1引入了新的“尋向”功能,可以利用AOA/AOD定位演算法實現高精度定位。

定位演算法

定位演算法是定位精度的核心,無論是UWB還是藍芽,目前主要的定位演算法就是三種:

TDOA、TOF、AOA

TOF即到達時間,TOF 透過分別測量移動終端與三個或更多基站之間訊號的傳播時間來定位,它採用了圓周定位。

UWB與藍芽丨高精度定位系統如何選擇?

TDOA 是基於到達時間差定位,系統中需要有精確時間同步功能。時間同步有兩種,一種是透過有線做時間同步,有線時間同步可以控制在 0。1ns 以內。另一種是透過無線做時間同步,採用無線同步一般可以達到 0。25ns,精度稍遜於有線時間同步。 基站時間同步之後,標籤傳送一個廣播報文,基站收到之後,標記接收到此報文的時間戳,將內容傳送到計算伺服器,計算伺服器根據其他基站的定位報文的時間戳,計算出被定為目標的位置。(見下圖)

UWB與藍芽丨高精度定位系統如何選擇?

AOA 定位一般是基於相位差的方式計算出到達的角度,一般不單獨使用,由於 AOA 涉及到角度解析度的問題,若單純 AoA 定位, 若離基站越遠,定位精度就越差。

UWB與藍芽丨高精度定位系統如何選擇?

演算法對比

UWB與藍芽丨高精度定位系統如何選擇?

透過上述內容,藍芽AOA的定義也就不難理解了,那麼採用

TOF/TDOA演算法的UWB定位與藍芽AOA之間有哪些優劣勢呢?

1、定位精度

理想狀態下,UWB定位與藍芽AOA定位均能達到釐米級精度,在實際場景當中,UWB穿透障礙物的能力更強於藍芽;且UWB的有效傳輸距離在10m以上,是藍芽定位的兩倍左右。

2、功耗

以相同場景下的基站為例,目前UWB基站需要有源供電、太陽能供電的方式,而藍芽一塊電池就可工作很久,在運營維護上具有明顯的優勢。

3、成本

受制於訊號傳播距離,藍芽基站相鄰兩點距離在6米左右,UWB基站相鄰兩點在20-50米左右,取決於遮擋情況,裝置量上藍芽定位若想達到理想精度,需要更多的裝置。

結論

藍芽定位在民用場景下如醫院、商超、停車場等更適用,此類場景以使用者為核心,更注重使用者在場景內的體驗,如尋車、尋位置等。UWB定位在企業場景下更契合,如工廠、化工、電廠等,此類場景以企業為核心,更注重人員的安全與管理,在定位精度的要求上更高。

UWB與藍芽丨高精度定位系統如何選擇?

在工業領域的市場反饋中,傳統的藍芽定位系統無法滿足工業環境下的精度要求,而藍芽AOA定位技術雖然在定位精度上可以達到要求,但在成本、部署簡易度方面與UWB定位相比無法取得優勢,且成熟度上還略遜於UWB定位,故UWB比藍芽更適合。

雲酷科技UWB高精度定位系統

雲酷科技的高精度人員定位系統定位採用UWB定位(中心頻點6。5ghz),TOF模式演算法,採用LORA2。4ghz的獨特方式進行資料回傳至通訊基站,再進行解算引擎計算定位位置,獨特的LORA無線傳輸方式也極大的降低了部署成本。

為了更好地實現三維方式定位,雲酷科技高精度定位系統採用增強基站(激勵器)實現跨樓層精準定位,即標籤到達關口時,增強基站進行激勵,利用我們的專利技術超級連結串列,使定位標籤只與樓上/樓下定位基站進行測距,最終實現三維的高精度定位,同時具有穩定性強、精度高、安裝便捷、易維護、操作簡便等特點。

近期雲酷科技開發了各類基站的低功耗版本,已應用於多家電廠定位專案,低功耗裝置在續航上有了極大的提升,結合LORA無線傳輸模式,補足了UWB定位裝置成本部署成本過高、功耗過大的缺點,真正做到工業定位領域的領先。

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