搞定物联网定位：UWB高精度定位技术原理

搞定物联网定位：UWB 高精度定位技术原理

一、什么是 UWB

UWB(Ultra Wide Band，超宽带)技术是一种新型的无线通信技术，其与传统通信技术有很大的差异。

在传统通信体制中，数据传输一般都需要使用载波来承载，UWB 则不需要，取而代之的是通过发送和接收具有纳秒甚至亚纳秒级的极窄脉冲来传输数据，一个信息比特可映射为数百个这样的脉冲。

根据傅里叶时频变换规则可知，单周期 UWB 脉冲时域宽度越短，对应的频域带宽就越宽，这种纳秒级时域脉冲信号，往往能产生具有 GHz 量级的频域带宽。因此这种技术也称 UWB 超宽带技术(简单来说就是带宽非常大)。

正是这些纳秒级的时域脉冲，使得 UWB 信号具有极高的时间分辨率，非常适合高精度定位。

二、UWB 定位的技术特点

1. 高精度

具有厘米级的高精度定位能力。UWB 信号时域宽度极窄，接收端在测量时，能获得极高的时间分辨率，简单讲就是时间测量准，这是实现高精度定位的基础。

同时它还具有很强的抗多径能力，不同方向到达的信号很难出现叠加干扰，这对高精度定位也非常有好处。

2. 低功耗

UWB 系统使用周期性的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，一般在 0.20ns～1.5ns 之间，占空比非常低，省去了发送连续载波的大量功耗，因此功耗可以做到很低。

3. 高安全

UWB 通信系统的物理层技术具有天然的安全性能，其带宽大，发射功率谱密度比噪声还要低，承载的信息淹没在噪声中，被截获和干扰的概率非常低。反之，影响其他无线通信(如 WIFI)的概率也非常低。总结起来，就是自己既不干扰别人，别人也很难干扰自己。

4. 低成本

部署 UWB 定位系统，有一定的硬件采购成本，但 UWB 基站覆盖范围大，典型半径达 50-150 米，同样面积下，需部署的设备更少。同时，UWB 系统一旦部署调试完毕，几乎不用再改动，一次投入，可用 10 年，运营成本极低。

三、UWB 定位网络架构

整个 UWB 定位系统主要包含四个部分：UWB 定位标签、UWB 定位基站、IoT 定位平台，以及应用平台，如下图所示：

1. UWB 定位标签

UWB 定位标签携带在目标人员和物资中，其周期性发送上行 UWB 定位脉冲信号，有工牌、安全帽、腕表等多种形态，适用于不同的应用场景，具有低功耗、便携、防水防尘等特点。

2. UWB 定位基站

UWB 定位基站固定安装在环境四周，其接收测量 UWB 定位标签的脉冲信号以得到高精度的定位数据，具有室内型、工业型、防爆型等多种形态，支持多种供电方式和数据接口。

3. IoT 定位平台

接收 UWB 定位基站的测量数据，完成高精度位置计算。围绕高精度位置，还研发有热力图、电子围栏、轨迹呈现，以及设备管理等实用功能，同时也提供用户 API，便于应用侧进行二次开发。

4. 应用平台

BS 端客户借助 IoT 定位平台提供的基础定位能力拓展业务，助力企业智能运营、安全生产、降本增效。

本文由铱微云UWB室内定位系统小编整理发布，铱微云物联网专业提供UWB室内人员定位、超宽带室内定位、高精度室内定位、高精度定位、二维定位、化工厂人员定位、养老院人员定位、隧道人员定位、煤矿井下定位、电厂人员定位、资产定位等产品及整体解决方案。

　　审核编辑：汤梓红