精準(zhǔn)位置系統(tǒng)（UWB）化工、?；返葓@區(qū)重點(diǎn)人車物安全管理的應(yīng)用
乾位智通KWIcomm開發(fā)的石油、化工園區(qū)UWB定位人車物位置管理方案，依托自行研發(fā)的UWB定嵌入式軟硬件開發(fā)、UWB厘米級(jí)定位算法研發(fā)、應(yīng)用層軟件開發(fā)，園區(qū)內(nèi)安裝UWB微基站，工作人員佩戴UWB定位標(biāo)簽，可在后臺(tái)隨時(shí)查看工作人員的實(shí)時(shí)位置，給園區(qū)人員安全管理提供方便快捷的高精度定位技術(shù)支撐，賦能石油化工等園區(qū)的規(guī)范化、數(shù)字化建設(shè)。
一、石油化工園區(qū)人車物實(shí)時(shí)精確定位應(yīng)用的重要性
石油、化工行業(yè)的油庫(kù)、煉油廠是高危行業(yè)，其安全生產(chǎn)關(guān)系著整個(gè)廠區(qū)運(yùn)行的安全和效率。油庫(kù)、煉油廠的日常運(yùn)維巡檢需要實(shí)時(shí)定位、視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)、異常事件報(bào)警、人員危險(xiǎn)求助、歷史數(shù)據(jù)查詢、運(yùn)維工作考核等功能，來(lái)確保油料生產(chǎn)工作的安全和運(yùn)維工作的效率。經(jīng)過(guò)多年應(yīng)用調(diào)研和技術(shù)積累， 我們推出的UWB室內(nèi)定位技術(shù)基于高精度實(shí)時(shí)多維定位園區(qū)內(nèi)人員、車輛、主要物品定位管理系統(tǒng)。隨著位置物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)地不斷升級(jí)，以技術(shù)為支撐的智能化管控手段已經(jīng)成為水電廠安全管理的首選。乾位智通公司可提供更全面、更高效、更智慧化的安全管控解決方案，推動(dòng)電力行業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。
二、UWB工作原理及系統(tǒng)功能
UWB是超寬帶(Ultra-wideband)的縮寫，主要專注于室內(nèi)定位，又稱為脈沖無(wú)線電（Impulse Radio）技術(shù)。早在上個(gè)世紀(jì)60年代，UWB技術(shù)就被應(yīng)用于軍用雷達(dá)、定位和低截獲率/低偵測(cè)率的通信系統(tǒng)中。UWB目前主要應(yīng)用在靜止或動(dòng)態(tài)的人車物高精度定位領(lǐng)域的位置服務(wù)應(yīng)用。從頻域來(lái)看，超寬帶有別于傳統(tǒng)的窄帶和寬帶，它的頻帶更寬，窄帶是指相對(duì)帶寬(信號(hào)帶寬與中心頻率之比)小于1%，相對(duì)帶寬在1%-25%之間的被稱為寬帶，相對(duì)帶寬大于25%、或者中心頻率大于500MHz的被稱為超寬帶，又稱為基帶傳輸或無(wú)載波技術(shù)。脈沖UWB技術(shù)的脈沖長(zhǎng)度通常在亞納秒量級(jí)，信號(hào)帶寬經(jīng)常達(dá)數(shù)千兆赫茲，比任何現(xiàn)有的無(wú)線通信技術(shù)的帶寬都大得多， (超寬帶在軍事上的應(yīng)用最主要就是超寬帶雷達(dá)，雷達(dá)的主要功能就是定位和測(cè)距)近年來(lái)被應(yīng)用在無(wú)線定位和雷達(dá)測(cè)距應(yīng)用中，因此作為民用雷達(dá)和民用測(cè)距取得了較快的發(fā)展。
（一）UWB定位系統(tǒng)的組成
1、定位系統(tǒng)主要的硬件有定位微基站、定位微基站（或稱定位閱讀器），布設(shè)于被定位空間內(nèi)，相當(dāng)于GPS中的“定位衛(wèi)星”，是定位系統(tǒng)的重要組成，定位系統(tǒng)的微基站有多種品類，適合于室內(nèi)外多種環(huán)境。
2、定位標(biāo)簽，同為定位系統(tǒng)的重要組成部分，分為腕帶型、工牌型、資產(chǎn)型等多種類型，高度適配于人員、車輛、資產(chǎn)等的定位追蹤。
3、基礎(chǔ)定位系統(tǒng)，無(wú)線定位系統(tǒng)的標(biāo)配軟件，提供位置地圖服務(wù)、實(shí)時(shí)軌跡顯示、組織架構(gòu)管理、電子圍欄及告警管理、軟件權(quán)限管理等基礎(chǔ)定位應(yīng)用功能。
（二）UWB高精度定位系統(tǒng)的特點(diǎn)
首先是精準(zhǔn)度極高。UWB可以到厘米級(jí)的精準(zhǔn)度，目前在眾多定位技術(shù)中沒有比這精度級(jí)別更高的，場(chǎng)地實(shí)測(cè)定位標(biāo)簽在靜止或動(dòng)態(tài)時(shí)，定位精度可控制在30厘米內(nèi)。
第二是可靠度高。對(duì)于不同的物體直接傳輸識(shí)別，抗多徑干擾，UWB 的能力是最強(qiáng)的。
第三是實(shí)時(shí)。延時(shí)特別短，毫秒級(jí)，比GPS的響應(yīng)時(shí)間快50倍，這個(gè)是一個(gè)非常好的性能，未來(lái)會(huì)有很好的應(yīng)用。
第四實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)易，功耗比較低，各種手持產(chǎn)品都是可以非常方便應(yīng)用的。
第五高安全性,一般手機(jī)里是有安全單元，UWB本身符合IEEE 802.15.4a/z邊界協(xié)議，數(shù)據(jù)包里面含有加密的字段，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。還可以結(jié)合手機(jī)里的SE安全單元，做更高的安全級(jí)別。
第六運(yùn)營(yíng)成本低，因標(biāo)簽與基站間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集傳輸，無(wú)需支付其他通信費(fèi)用。
（三）定位原理分析
UWB工作的方式比較直接，當(dāng)一個(gè)射頻信號(hào)源發(fā)出去以后，接收源會(huì)第一時(shí)間收到直線距離到達(dá)的信號(hào)。通過(guò)接收的時(shí)間戳，可以計(jì)算信號(hào)飛行距離。對(duì)于UWB來(lái)講，所有的反射對(duì)它來(lái)說(shuō)都可以忽略不計(jì)，直接可以接收分辨出最先到達(dá)的信號(hào)。不止這些，還可以通過(guò)到達(dá)相位差、計(jì)算出角度差，最后通過(guò)距離和角度來(lái)定位出接收端的目標(biāo)在什么相對(duì)位置。
無(wú)線定位技術(shù)是指用來(lái)判定移動(dòng)用戶位置的測(cè)量方法和計(jì)算方法，即定位算法。目前最常用的定位技術(shù)主要有：時(shí)差定位技術(shù)、信號(hào)到達(dá)角度測(cè)量(AOA)技術(shù)、到達(dá)時(shí)間定位(TOA)和到達(dá)時(shí)間差定位(TDOA)等。其中，TDOA技術(shù)是目前最為流行的一種方案，除了用于GSM系統(tǒng)，在其他諸如AMPS和CDMA系統(tǒng)中也廣泛應(yīng)用，UWB定位采用的也是這種技術(shù)。TDOA保證了UWB定位的高精度可以達(dá)到10cm左右。TDOA測(cè)距本質(zhì)上就是脈沖序列設(shè)備信號(hào)，采用非?？畹念l譜所以抗干擾能力比較強(qiáng)。
（四）系統(tǒng)功能
其具體實(shí)現(xiàn)路徑為：通過(guò)在室內(nèi)空間布設(shè)合理數(shù)量的微基站，精確定位人員、車輛、資產(chǎn)上的定位微標(biāo)簽，并借助基于GIS的標(biāo)準(zhǔn)型定位應(yīng)用軟件（基礎(chǔ)定位系統(tǒng)、增值應(yīng)用系統(tǒng)），開放的定位引擎API接口、位置大數(shù)據(jù)平臺(tái)，在精確定位基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)軌跡追蹤、區(qū)域報(bào)警、攝像聯(lián)動(dòng)、大數(shù)據(jù)分析等多種應(yīng)用功能。
具體的應(yīng)用功能有：
1.實(shí)時(shí)追蹤：實(shí)時(shí)追蹤警員、訪客、重點(diǎn)人員等的位置
2.快速查找：各種查詢功能，包括人員的查詢、警員的查詢、地點(diǎn)的查詢、時(shí)段的查詢、位置的查詢
3.軌跡回放：歷史軌跡根據(jù)時(shí)空定義進(jìn)行回放
4.緊急求救：人員主動(dòng)求救報(bào)警
5.滯留報(bào)警：人員滯留告警、滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)告警
6.聚集報(bào)警：人員聚集報(bào)警
7.危險(xiǎn)報(bào)警：非法進(jìn)入、非法離開報(bào)警
8.視頻聯(lián)動(dòng)：支持?？?、大華等廠商對(duì)接
9.圖像處理：視頻拼接、打包下載
10.設(shè)備異常：設(shè)備斷電、斷網(wǎng)等異常報(bào)警
11.低電壓報(bào)警：終端低電壓提供報(bào)警
12.電子圍欄：人員行為有效管控，減少違章，增強(qiáng)安全
13.重要物資監(jiān)管：重要物質(zhì)監(jiān)管，保證按照操作規(guī)程/程序執(zhí)行
（五）UWB定位系統(tǒng)在化工園區(qū)功能實(shí)現(xiàn)
UWB定位人員安全管理系統(tǒng)組成：顯示終端、UWB定位引擎、UWB定位標(biāo)簽、UWB定位基站。
1.顯示終端：UWB定位引擎計(jì)算出的定位標(biāo)簽坐標(biāo)，要在顯示終端（PC、平板電腦、手機(jī)）上呈現(xiàn)。
2.UWB定位引擎：化工園區(qū)區(qū)域的UWB定位基站實(shí)時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將原始位置數(shù)據(jù)發(fā)送給UWB定位引擎，然后UWB定位引擎運(yùn)行定位算法，實(shí)時(shí)計(jì)算出佩戴UWB定位標(biāo)簽的人員的坐標(biāo)位置。
3．UWB定位標(biāo)簽：給待定位的人員、設(shè)備上配備UWB定位標(biāo)簽，定位標(biāo)簽發(fā)射UWB信號(hào)，與UWB定位基站相互通信，使標(biāo)簽自身被定位。UWB定位標(biāo)簽可以是手環(huán)型、工牌工卡型、也可以是固定在安全帽的模塊型等。
4．UWB定位基站：UWB定位基站通過(guò)UWB信號(hào)和定位標(biāo)簽進(jìn)行通信，再通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器端定位引擎解算，實(shí)現(xiàn)對(duì)UWB定位標(biāo)簽的精準(zhǔn)定位功能。
三、UWB高精度定位系統(tǒng)在化工重點(diǎn)園區(qū)的應(yīng)用
在化工重點(diǎn)園區(qū)人車物定位管理方案中，乾位智通（深圳）技術(shù)有限公司提供多款UWB定位產(chǎn)品，包括UWB定位基站、UWB定位手環(huán)、UWB定位工卡標(biāo)簽、安全帽UWB定位標(biāo)簽。
重點(diǎn)園區(qū)UWB定位人員安全管理系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)。
1．工作人員實(shí)時(shí)定位和跟蹤
在化工園區(qū)活動(dòng)區(qū)域內(nèi)部署UWB定位基站，在后臺(tái)顯示終端可隨時(shí)查看被人員活動(dòng)軌跡定位、?；?/a>的實(shí)時(shí)分布情況，解決實(shí)時(shí)監(jiān)控難的問題。
2．工作人員動(dòng)態(tài)點(diǎn)名、統(tǒng)計(jì)、管理等
重點(diǎn)園區(qū)運(yùn)營(yíng)管理人員可在終端上查看當(dāng)前應(yīng)到人數(shù)、實(shí)到人數(shù)、缺少人數(shù)及未到人員等信息。
3．工作人員運(yùn)動(dòng)軌跡存儲(chǔ)和回放
可通過(guò)UWB定位系統(tǒng)查看被定位人員的歷史運(yùn)動(dòng)軌跡，追溯每一個(gè)細(xì)節(jié)，追責(zé)有據(jù)可依，還可對(duì)異常運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分析。
4．危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)部署電子圍欄
可在化工園區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)置電子圍欄，監(jiān)控此區(qū)域內(nèi)人員的進(jìn)出情況。
5、危險(xiǎn)情況一鍵求救
6、告警功能
包括實(shí)時(shí)性預(yù)警，多種類預(yù)警（SOS、低電、離線、停留超時(shí)、圍欄），預(yù)警數(shù)據(jù)記錄并分析等。
四、公司產(chǎn)品功能優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)
（一）公司產(chǎn)品功能優(yōu)點(diǎn)
1．公司軟硬件一體自主設(shè)計(jì)開發(fā)，UWB基站、標(biāo)簽、客戶應(yīng)用端平臺(tái)全自主開發(fā)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可快速響應(yīng)客戶功能需求，因面對(duì)的多為項(xiàng)目型客戶，應(yīng)用場(chǎng)景、個(gè)性需求各異，也提高了軟硬件運(yùn)行的穩(wěn)定性。
2．公司自主開發(fā)UWB定位引擎算法，擁有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并形成公司專利。強(qiáng)化了公司設(shè)備的高穩(wěn)定、高精準(zhǔn)、長(zhǎng)距離、低功耗等功能。
3．為減輕設(shè)備集成商開發(fā)難度及減輕工作量、節(jié)約開發(fā)時(shí)間，公司開發(fā)了定位引擎服務(wù)器，設(shè)備集成商可快速簡(jiǎn)易調(diào)取數(shù)據(jù)，快速集成投入商用。
4．公司設(shè)備快速組網(wǎng)，解決了后期需增加基站、標(biāo)簽需重新安裝調(diào)試的工作量，實(shí)現(xiàn)即插即用。支持網(wǎng)頁(yè)端應(yīng)用，可使用Chrome / Microsoft edge (Microsoft IE不支持）直接訪
5．因公司軟硬件一體自主開發(fā)，不僅提高效率，更節(jié)約了成本。
（二）公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢(shì)
我們現(xiàn)擁有一支能打硬仗，有實(shí)力有擔(dān)當(dāng)，具備多年實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，及具有穩(wěn)定的技術(shù)售前、售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)。
五、乾位智通技術(shù)公司簡(jiǎn)介
乾位智通（深圳）技術(shù)有限公司應(yīng)用自主掌握的UWB精準(zhǔn)定位算法，致力于多維高精度定位，專注于嵌入式軟硬件開發(fā)、UWB厘米級(jí)定位算法研發(fā)、應(yīng)用層軟件開發(fā)，已實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景復(fù)雜環(huán)境下的多基站快速組網(wǎng)的應(yīng)用。
UWB具有超寬帶寬、定位精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特性，可用于實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)、測(cè)距、數(shù)字密鑰、消費(fèi)電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)或靜止人車物的精準(zhǔn)位置管理。
（功能實(shí)現(xiàn)以具體應(yīng)用需求為準(zhǔn)）
