簡介

超寬帶（Ultra Wide Band，UWB）技術是一種無線載波通信技術，它不采用正弦載波，而是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。盡管使用無線通信，但其數據傳輸速率可以達到幾百兆比特每秒以上。使用UWB技術可在非常寬的帶寬上傳輸信號，美國聯邦通信委員會（FCC）對UWB技術的規定為：在3.1~10.6GHz頻段中占用500MHz以上的帶寬。

UWB技術具有系統復雜度低，發射信號功率譜密度低，對信道衰落不敏感，截獲能力低，定位精度高等優點，尤其適用于室內等密集多徑場所的高速無線接入。

UWB技術始于20世紀60年代興起的脈沖通信技術。UWB技術利用頻譜極寬的超寬基帶脈沖進行通信，故又稱為基帶通信技術、無線載波通信技術，主要用于軍用雷達、定位和低截獲率/低偵測率的通信系統中。2002年2月，美國聯邦通信委員會發布了民用UWB設備使用頻譜和功率的初步規定。該規定中，將相對帶寬大于0.2或在傳輸的任何時刻帶寬大于500MHz的通信系統稱為UWB系統，同時批準了UWB技術可用于民用商品。隨后，日本于2006年8月開放了超寬帶頻段。由于UWB技術具有數據傳輸速率高（達1Gbit/s）、抗多徑干擾能力強、功耗低、成本低、穿透能力強、截獲率低、與現有其他無線通信系統共享頻譜等特點，UWB技術成為無線個人局域網通信技術（WPAN）的首選技術。

基本原理

UWB實質上是以占空比很低的沖擊脈沖作為信息載體的無載波擴譜技術，它是通過對具有很陡上升和下降時間的沖擊脈沖進行直接調制。典型的UWB直接發射沖擊脈沖串，不再具有傳統的中頻和射頻的概念，此時發射的信號既可看成基帶信號（依常規無線電而言），也可看成射頻信號（從發射信號的頻譜分量考慮）。

沖擊脈沖通常采用單周期高斯脈沖，一個信息比特可映射為數百個這樣的脈沖。單周期脈沖的寬度在納秒級，具有很寬的頻譜。UWB開發了一個具有吉赫茲容量和最高空間容量的新無線信道?；贑DMA的UWB脈沖無線收發信機在發送端時鐘發生器產生一定重復周期的脈沖序列，用戶要傳輸的信息和表示該用戶地址的偽隨機碼分別或合成后對上述周期脈沖序列進行一定方式的調制，調制后的脈沖序列驅動脈沖產生電路，形成一定脈沖形狀和規律的脈沖序列，然后放大到所需功率，再耦合到UWB天線發射出去。在接收端，UWB天線接收的信號經低噪聲放大器放大后，送到相關器的一個輸入端，相關器的另一個輸入端加入一個本地產生的與發端同步的經用戶偽隨機碼調制的脈沖序列，接收端信號與本地同步的偽隨機碼調制的脈沖序列一起經過相關器中的相乘、積分和取樣保持運算，產生一個對用戶地址信息經過分離的信號，其中僅含用戶傳輸信息以及其他干擾，然后對該信號進行解調運算。

技術指標

UWB技術與極短脈沖、無載波、時域、非正弦、正交函數和大相對帶寬無線/雷達信號是同義的。UWB脈沖通信由于其優良、獨特的技術特性，將會在無線多媒體通信、雷達、精密定位、穿墻透地探測、成像和測量等領域獲得日益廣泛的應用。

UWB的主要指標如下：

頻率范圍：3.1GHz~10.6GHz；

系統功耗：1mW~4mW；

脈沖寬度：0.2ns~1.5ns；

重復周期：25ns~1ms；

發射功率：<-41.3 dBm/MHz；

數據速率：幾十到幾百Mb/s；

分解多路徑時延：≤1ns；

多徑衰落：≤5dB；

系統容量：大大高于3G系統；

空間容量：1000kb/m2。

應用

UWB技術應用按照通信距離分大體可以分為兩類：

一類是短距離高速應用，數據傳輸速率可以達到數百兆比特每秒，主要是構建短距離高速WPAN、家庭無線多媒體網絡以及替代高速率短程有線連接，如無線USB和DVD，其典型的通信距離是10m；

另一類是中長距離（幾十米以上）低速率應用，通常數據傳輸速率為1Mbit/s，主要應用于無線傳感器網絡和低速率連接。同時，由于UWB技術可以利用低功耗、低復雜度的收發信機實現高速數據傳輸，所以UWB技術在近年來得到了迅速發展。它在非常寬的頻譜范圍內采用低功率脈沖傳輸數據而不會對常規窄帶無線通信系統造成大的干擾，并可充分利用頻譜資源。基于UWB技術而構建的高速率數據收發機有更廣泛的用途。

uwb定位系統應用場景

?UWB定位系統的應用場景非常廣泛，涵蓋了從室內定位到特定行業的實時監控與管理，以及安全防護等多個領域。?

一、?室內定位與導航?：

UWB技術因其高精度和實時性的特點，在室內靜止或移動物體及人員的定位跟蹤與導航方面具有顯著優勢。UWB定位系統廣泛應用于隧道、監獄、化工廠、工廠、煤礦、建筑工地、電廠、養老機構、展館、車輛維修、機房及機場等室內高精度定位需求高的場所?。

二、?特定行業應用?：

1、?制造行業?：實現人員、車輛物資實時定位、工作考勤、電子圍欄、歷史軌跡回放、巡檢巡查、三維顯示、視頻監控聯動等。

2、?能源電力?：人員、車輛、物資的位置定位，實時軌跡監控、歷史軌跡、電子圍欄、到崗到位、三維展示、視頻聯動等。

3、?物流行業?：人員、車輛、資產、工具定位，精準地將人、車、物的位置信息顯示在物流倉儲控制中心。

4、?監獄?：人員精準實時定位，能夠隨時掌握人員在監所中的位置、活動軌跡以及監所各區域人員分布情況。

5、?養老院?：可實現看護人的精準定位，管理人員可設定電子圍欄，被監護人在離開規定區域或超出時間，后臺會觸發告警。

6、?煤礦隧道?：實現人員精準實時定位，能夠隨時掌握人員在煤礦中的位置、活動軌跡以及煤礦各區域人員分布情況，并可在特殊情況下及時進行應急救援?23。

三、?其他應用場景?：

1、?商場與零售領域?：跟蹤顧客行蹤，收集顧客行為數據，優化商品布局和陳列，提高銷售額。

2、?體育與健身領域?：追蹤運動員或健身者的運動軌跡，分析運動表現，制定訓練計劃。

3、?會展與博物館領域?：幫助參觀者快速找到感興趣的展覽品或區域，提高參觀體驗。

4、?工業制造領域?：實時監控工人的位置和行動軌跡，確保安全區域，追蹤物料和工具，優化生產流程。

5、?倉儲物流領域?：追蹤員工、叉車、貨物等的位置，優化揀貨路徑，提高作業效率。

6、?醫療護理領域?：實時追蹤醫護人員和病人的位置，便于快速響應緊急情況?。

智慧工廠人員定位成品系統源碼

技術架構：單體服務 + 硬件（UWB定位基站、卡牌）

相關技術：Vue + Spring boot+ JAVA +MYSQL+idea 、VS Code （自主版權+項目落地案例，適合商業項目）

智慧工廠人員定位系統可實現人員、物資、車輛實時定位，物資、車輛數量實時查詢，全智能化查找，提高工作效率，實現合理調度；集人臉識別系統、智能考勤、工時統計、行為檢測、歷史軌跡回放、人員管理、電子圍欄、應急救援等功能為一體，實現在崗人員及外來承包商的規范管理；聯動監控系統，結合人員效率分析、物資分布統計等功能，可幫助工廠實現智能化、可視化的定向管控，實現各車間人員、物資、車輛的合理分配；利用車輛測距防撞報警裝置，可有效預防、杜絕車輛碰撞碾壓員工等高危事故發生。

審核編輯 黃宇