SKYLAB參展的2018慕尼黑上海電子展已經圓滿閉幕，有不少工程師在E4館的SKYLAB展位上體驗了一把厘米級UWB室內定位，不但能夠實時了解關鍵物體（攜帶定位標簽的人員、設備）的位置，準確的記錄關鍵物體移動的行為軌跡，對設備點的定期巡檢，實時監(jiān)控還能夠對危險區(qū)域進行告警，提醒訪客和其他非相關人員不要靠近危險區(qū)域。本篇SKYLAB君就來詳細為大家介紹一下SKYLAB厘米級UWB超寬帶定位方案的系統(tǒng)架構及功能。

展會現場演示UWB超寬帶定位

UWB超寬帶定位概述

UWB（Ultra Wide Band ）即超寬帶技術，它是一種無載波通信技術，利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據，因此其所占的頻譜范圍很寬。傳統(tǒng)的定位技術是根據信號強弱來判別物體位置，信號強弱受外界影響較大，因此定位出的物體位置與實際位置的誤差也較大，定位精度不高，而UWB定位采用了寬帶脈沖通訊技術，具備極強的抗干擾能力，使定位誤差減小。

UWB超寬帶定位主要設備和組件

UWB定位系統(tǒng)框圖

UWB定位系統(tǒng)大致分為位置感知層、網絡傳輸層和定位應用層，主要包括：UWB定位基站、UWB定位標簽、UWB模塊、軟件接口等。

UWB定位基站

UWB基站

定位基站（定位傳感器）可以通過到達時間差（TDOA）測量技術，來確定標簽的位置，并將數據傳輸至網絡控制器及定位引擎軟件，定位精度達到厘米級。

UWB定位標簽

UWB標簽

定位標簽為有源標簽，能做成不同的形態(tài)固定在物體、車輛或佩戴在人員身上使用，在不同應用環(huán)境下擁有多變性。它的定位精度最高可達到5-10cm，標簽發(fā)出的UWB脈沖信號，通過定位基站（定位傳感器）接收和傳輸。每一個標簽都有唯一的ID號，可通過這個ID號將定位的物體聯系起來，使定位基站（定位傳感器）通過標簽找到實際定位的位置。標簽傳輸信號持續(xù)時間很短，能夠允許成百上千的標簽同時定位。

UWB模塊（SKU603）

UWB模塊（SKU603）

UWB模塊SKU603集成了DecaWave的DW1000超寬帶UWB收發(fā)器IC和GD32F130G8U6 MCU。 該模塊將天線，所有RF電路，電源管理和時鐘電路集成在一個模塊中。為了節(jié)省模塊處于靜態(tài)時的模塊功耗，該模塊集成了一個三軸線性加速度計。它可用于雙向測距或TDOA定位系統(tǒng)，以將資產定位到10厘米的精度，并支持高達6.8 Mbps的數據傳輸速率。

軟件接口

軟件接口

全局位置顯示，歷史軌跡，電子圍欄，并提供位置信息對接客戶應用服務器，具體協(xié)議雙方協(xié)商；

UWB超寬帶定位流程

（1）每個定位標簽以UWB脈沖重復不間斷發(fā)送數據幀；

（2）定位標簽發(fā)送的UWB脈沖串被定位基站接收；

（3）每個定位基站利用高敏度的短脈沖偵測器測量每個定位標簽的數據幀到達接收器天線的時間；

（4）定位引擎參考標簽發(fā)送過來的校準數據，確定標簽達到不同定位基站之間的時間差，并利用三點定位技術及優(yōu)化算法來計算標簽位置。

（5）采用多基站定位多采用TDOA（Time difference of Arrival）算法。

厘米級UWB超寬帶定位具體應用：

實時位置系統(tǒng)

人員定位

資產定位

智能機器人

無人機

除草機

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