UWB（Ultra-Wideband，超寬帶）定位是一種室內(nèi)定位技術(shù)，它利用特定的頻譜范圍來發(fā)送無線信號(hào)，通過測(cè)量信號(hào)的傳播時(shí)間和幅度，來確定物體或人員的位置。UWB技術(shù)使用非常短的脈沖波形，具有高精度、高準(zhǔn)確性和高可靠性的特點(diǎn)。

UWB定位可以在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)別的精度，并且對(duì)于多徑效應(yīng)（信號(hào)通過多個(gè)路徑到達(dá)接收器）具有較好的抑制能力。它可以用于室內(nèi)導(dǎo)航、物品追蹤、人員定位和安防監(jiān)控等應(yīng)用。

UWB定位系統(tǒng)通常由基站和標(biāo)簽組成?；居糜诎l(fā)送UWB信號(hào)，標(biāo)簽接收信號(hào)并測(cè)量信號(hào)的傳播時(shí)間和幅度來計(jì)算位置?；竞蜆?biāo)簽之間的通信可以通過無線方式或有線方式進(jìn)行。

UWB定位技術(shù)目前正在得到越來越廣泛的應(yīng)用，并在室內(nèi)定位領(lǐng)域中展示出了巨大的潛力。

UWB 定位網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

整個(gè) UWB 定位系統(tǒng)主要包含四個(gè)部分：UWB 定位標(biāo)簽、UWB 定位基站、IoT 定位平臺(tái)，以及應(yīng)用平臺(tái)，如下圖所示：

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UWB的測(cè)距原理

雙向飛行時(shí)間法（TW-TOF，two way-time of flight）每個(gè)模塊從啟動(dòng)開始即會(huì)生成一條獨(dú)立的時(shí)間戳 。模塊A的發(fā)射機(jī)在其時(shí)間戳上的Ta1發(fā)射請(qǐng)求性質(zhì)的脈沖信號(hào)，模塊B在Tb2時(shí)刻發(fā)射一個(gè)響應(yīng)性質(zhì)的信號(hào)，被模塊A在自己的時(shí)間戳Ta2時(shí)刻接收?？梢杂?jì)算出脈沖信號(hào)在兩個(gè)模塊之間的飛行時(shí)間，從而確定飛行距離S=Cx［（Ta2-Ta1）-（Tb2-Tb1）］（C為光速）。

TOF測(cè)距方法屬于雙向測(cè)距技術(shù)，它主要利用信號(hào)在兩個(gè)異步收發(fā)機(jī)（Transceiver）之間飛行時(shí)間來測(cè)量節(jié)點(diǎn)間的距離。因?yàn)樵谝暰嘁暰€環(huán)境下，基于TOF測(cè)距方法是隨距離呈線性關(guān)系，所以結(jié)果會(huì)更加精準(zhǔn)。我們將發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)包和接收回應(yīng)的時(shí)間間記為TOT，接收端收到數(shù)據(jù)包和發(fā)出回應(yīng)的時(shí)間間隔記為TAT，那么數(shù)據(jù)包在空中單向飛行的時(shí)間TOF可以計(jì)算為：TOT-T

然后根據(jù)TTOF與電磁波傳播速度的成績(jī)便可計(jì)算出兩點(diǎn)間的距離D=CxTTOFTOF測(cè)距方法和兩個(gè)關(guān)鍵側(cè)約束：1、發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備必須始終同步2、接收設(shè)備提供信號(hào)的傳輸時(shí)間的長(zhǎng)短為了實(shí)現(xiàn)始終同步，TOF測(cè)距方法采用了始終偏移量啦解決始終同步問題，單由于TOF測(cè)距方法的時(shí)間以來與本地的遠(yuǎn)程幾點(diǎn)，側(cè)距精度容易受兩端節(jié)點(diǎn)中的始終偏移量的影響。為了減少此類錯(cuò)誤的影響，這里采用反向測(cè)量方法，即遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，本地節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包，并自動(dòng)響應(yīng)。通過平均正向和反向多次測(cè)量的平均值，減少對(duì)任何始終偏移量的影響，從而減少測(cè)距誤差。

uwb定位應(yīng)用領(lǐng)域

UWB定位技術(shù)具有高精度、高準(zhǔn)確性和高可靠性，在可視環(huán)境不佳的室內(nèi)環(huán)境中表現(xiàn)出更好的定位效果。因此，它已被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1. 室內(nèi)定位和導(dǎo)航：UWB定位技術(shù)可以用于室內(nèi)導(dǎo)航，例如，在機(jī)場(chǎng)、大型商場(chǎng)、展覽會(huì)場(chǎng)所或醫(yī)院等室內(nèi)環(huán)境中，UWB技術(shù)可以提供亞米級(jí)的精度，幫助人們準(zhǔn)確地找到目的地。

2. 物品追蹤：UWB定位技術(shù)可以用于物品追蹤，例如在物流管理和倉儲(chǔ)管理等應(yīng)用領(lǐng)域，UWB技術(shù)可以幫助實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的位置跟蹤，從而更好地管理庫存和物流。

3. 人員定位：UWB定位技術(shù)可以用于人員定位，例如在醫(yī)院、養(yǎng)老院或高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)所，通過UWB技術(shù)跟蹤人員的位置，可以快速地發(fā)現(xiàn)有需要關(guān)注的人員，并進(jìn)行及時(shí)處理。

4. 安防監(jiān)控：UWB定位技術(shù)可以用于安防監(jiān)控，例如在機(jī)場(chǎng)、銀行、政府機(jī)構(gòu)等場(chǎng)所，通過UWB技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)安全區(qū)域的限定和預(yù)警功能，從而提高安全系數(shù)。

UWB定位技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種室內(nèi)定位場(chǎng)景，其高精度、高準(zhǔn)確性和高可靠性使其成為室內(nèi)定位技術(shù)中的重要一員，并正在幫助我們更好地管理和保護(hù)環(huán)境和人。

審核編輯：黃飛