搞定物聯網定位：UWB 高精度定位技術原理

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搞定物聯網定位：UWB 高精度定位技術原理

一、什么是 UWB

        UWB（Ultra Wide Band，超寬帶）技術是一種新型的無線通信技術，其與傳統通信技術有很大的差異。

        在傳統通信體制中，數據傳輸一般都需要使用載波來承載，UWB 則不需要，取而代之的是通過發送和接收具有納秒甚至亞納秒級的極窄脈沖來傳輸數據，一個信息比特可映射為數百個這樣的脈沖。

        根據傅里葉時頻變換規則可知，單周期 UWB 脈沖時域寬度越短，對應的頻域帶寬就越寬，這種納秒級時域脈沖信號，往往能產生具有 GHz 量級的頻域帶寬。因此這種技術也稱 UWB 超寬帶技術（簡單來說就是帶寬非常大）。

        正是這些納秒級的時域脈沖，使得 UWB 信號具有極高的時間分辨率，非常適合高精度定位。


二、UWB 定位的技術特點

1. 高精度

        具有厘米級的高精度定位能力。UWB 信號時域寬度極窄，接收端在測量時，能獲得極高的時間分辨率，簡單講就是時間測量準，這是實現高精度定位的基礎。

        同時它還具有很強的抗多徑能力，不同方向到達的信號很難出現疊加干擾，這對高精度定位也非常有好處。

2. 低功耗

        UWB 系統使用周期性的脈沖來發送數據，脈沖持續時間很短，一般在 0.20ns～1.5ns 之間，占空比非常低，省去了發送連續載波的大量功耗，因此功耗可以做到很低。

3. 高安全

        UWB 通信系統的物理層技術具有天然的安全性能，其帶寬大，發射功率譜密度比噪聲還要低，承載的信息淹沒在噪聲中，被截獲和干擾的概率非常低。反之，影響其他無線通信（如 WIFI）的概率也非常低�？偨Y起來，就是自己既不干擾別人，別人也很難干擾自己。

4. 低成本

        部署 UWB 定位系統，有一定的硬件采購成本，但 UWB 基站覆蓋范圍大，典型半徑達 50-150 米，同樣面積下，需部署的設備更少。同時，UWB 系統一旦部署調試完畢，幾乎不用再改動，一次投入，可用 10 年，運營成本極低。


三、UWB 定位網絡架構

        整個 UWB 定位系統主要包含四個部分：UWB 定位標簽、UWB 定位基站、IoT 定位平臺，以及應用平臺。

1. UWB 定位標簽

        UWB 定位標簽攜帶在目標人員和物資中，其周期性發送上行 UWB 定位脈沖信號，有工牌、安全帽、腕表等多種形態，適用于不同的應用場景，具有低功耗、便攜、防水防塵等特點。

2. UWB 定位基站

        UWB 定位基站固定安裝在環境四周，其接收測量 UWB 定位標簽的脈沖信號以得到高精度的定位數據，具有室內型、工業型、防爆型等多種形態，支持多種供電方式和數據接口。

3. IoT 定位平臺

        接收 UWB 定位基站的測量數據，完成高精度位置計算。圍繞高精度位置，還研發有熱力圖、電子圍欄、軌跡呈現，以及設備管理等實用功能，同時也提供用戶 API，便于應用側進行二次開發。


4. 應用平臺

         BS 端客戶借助 IoT 定位平臺提供的基礎定位能力拓展業務，助力企業智能運營、安全生產、降本增效。

        本文由銥微云UWB室內定位系統小編整理發布，銥微云物聯網專業提供UWB室內人員定位、超寬帶室內定位、高精度室內定位、高精度定位、二維定位、化工廠人員定位、養老院人員定位、隧道人員定位、煤礦井下定位、電廠人員定位、資產定位等產品及整體解決方案。