一、什么是全無線UWB定位系統:
包括UWB無線時鐘同步、UWB無線定位、基站無線網絡通訊完整的三部分才能稱為全無線UWB定位系統。
行業內UWB解決方案廠家基本都能提供UWB無線時鐘同步、UWB無線定位,但是推薦以及項目實際使用基站無線網絡通訊的解決方案不多,關鍵的原因是這些廠家的UWB解決方案只支持中心化定位解算-如果廠家提供的定位解決方案,需要部署中心定位解算服務器,那就不支持實際項目基站無線網絡通訊。
對于采用中心定位解算解決方案廠家而言,UWB定位基站只負責標簽到基站的TOF測距或TDOA到達時間獲取,這些數據都需要實時發送到中心定位解算服務器實現三角定位,基站不具備直接定位的功能。
在一個中/大系統(標簽和基站具備一定數量)中如果每秒標簽到基站的數據實時發送到中心,這個對于基站網絡帶寬有一定要求;同時對于三角定位而言,任何一個數據的丟失或沒有實時達到中心解算服務器,定位結果就可能沒有辦法完成,所以基站網絡的穩定性和實時性也有一定要求。
基于以上因素,采用中心定位解算的UWB廠家,一般只會在DEMO演示系統,UWB定位基站支持采用WiFi通訊方式,實際項目都不建議用戶采用-真實的情況是:實際項目不支持。
UWB全無線定位系統的技術前提是定位算法必須前置在定位基站內實現
算法內置基站-去中心化、不需要定位引擎服務器
二、UWB基站無線通訊比有線通訊有哪些優勢:
無線通訊部署優勢是很明顯的,很多工業現場不可能采用有線網絡通訊方式。
智慧工地對于人、車、物的位置空間管理,都希望定位系統可以隨著作業面變化以及工地的變換,做到流動性快速部署,有線網路通訊方式顯然滿足不了這樣要求。
類似機場等大型或中型的戶外空間的人員空間位置管理,同樣希望采用無線通訊而非有線通訊。
采用4G運營商蜂窩通訊技術路線,更是解決了通訊距離以及通訊系統的建設及維護工作。
三、UWB基站無線通訊有哪些技術可以選擇:
由于定位解算工作都在UWB基站內部實現,基站無線通訊只負責上報定位數據結果,數據帶寬要求只和定位基站所在區域的標簽數量以及定位頻率有關,一般最多幾Kbps的帶寬就可以滿足。同時基站上報的是定位結果數據,通訊網絡實時性要求不高。
UWB基站無線通訊包括WiFi、4G、LoRa幾種代表性無線通訊方式;
WiFi代表中距離(50-100米以內)無線數據通訊技術,可選WiFi4、WiFi5或WiFi6;BLE MESH、Wi-SUN都可以考慮。
4G代表的是運營商蜂窩無線通訊方式,4G/Cat1、NB都可以滿足;如果不考慮成本,5G的支持當然沒有技術問題。4G的好處在于利用現有通訊基站,只要有4G信號,就不用考慮通訊距離;局限性在于,對于非4G專網,用戶擔心數據的安全性;我們在涉及到工廠、機場等行業客戶,都沒有辦法接受運營商的4G網絡;電力、鐵路和一些大型鋼廠具備自建的蜂窩通訊專網。
LoRa的優勢在于遠距離(3-10公里)無線通訊,以及極高的抗干擾能力優勢(LoRa:149dB、4G和5G不到90dB)。一種情況:用戶需要遠距離無線數據通訊,沒有自建蜂窩專網,不希望采用運營商的蜂窩通訊,LoRa的LPWAN技術是唯一可選技術路線。第二種情況:在類似地下空間(沒有蜂窩通訊),或者金屬干擾十分嚴重的環境(蜂窩通訊不能正常工作),LPWAN也是唯一可選的無線數據通訊技術路線。
LPWAN通常是SubG(頻率低于1G)技術,有LoRa、ZeTA、Wi-SUN等技術路線可以選擇。考慮到UWB基站無線通訊對于數據帶寬(幾Kbps)的要求,以及盡可能實時性高的要求,類似LoRa WAN的物聯網通訊技術是不適合的,需要采用LoRa私有協議實現UWB基站無線通訊。
四、UWB基站無線通訊如何實現:
UWB定位基站支持無線通訊的前提-定位算法必須在基站實現而非采用中心定位引擎服務器實現的方式;
其次多數的定位算法需要基站之間交互數據,需要基于UWB或其他無線通訊技術實現定位區域內基站之間的無線數據通道,數據通訊帶寬最好要保證到幾M級別;
審核編輯黃宇
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