SKYLAB厘米级UWB超宽带定位系统架构及功能

SKYLAB参展的2018慕尼黑上海电子展已经圆满闭幕，有不少工程师在E4馆的SKYLAB展位上体验了一把厘米级UWB室内定位，不但能够实时了解关键物体（携带定位标签的人员、设备）的位置，准确的记录关键物体移动的行为轨迹，对设备点的定期巡检，实时监控还能够对危险区域进行告警，提醒访客和其他非相关人员不要靠近危险区域。本篇SKYLAB君就来详细为大家介绍一下SKYLAB厘米级UWB超宽带定位方案的系统架构及功能。

展会现场演示UWB超宽带定位

UWB超宽带定位概述

UWB（Ultra Wide Band ）即超宽带技术，它是一种无载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。传统的定位技术是根据信号强弱来判别物体位置，信号强弱受外界影响较大，因此定位出的物体位置与实际位置的误差也较大，定位精度不高，而UWB定位采用了宽带脉冲通讯技术，具备极强的抗干扰能力，使定位误差减小。

UWB超宽带定位主要设备和组件

UWB定位系统框图

UWB定位系统大致分为位置感知层、网络传输层和定位应用层，主要包括：UWB定位基站、UWB定位标签、UWB模块、软件接口等。

UWB定位基站

UWB基站

定位基站（定位传感器）可以通过到达时间差（TDOA）测量技术，来确定标签的位置，并将数据传输至网络控制器及定位引擎软件，定位精度达到厘米级。

UWB定位标签

UWB标签

定位标签为有源标签，能做成不同的形态固定在物体、车辆或佩戴在人员身上使用，在不同应用环境下拥有多变性。它的定位精度最高可达到5-10cm，标签发出的UWB脉冲信号，通过定位基站（定位传感器）接收和传输。每一个标签都有唯一的ID号，可通过这个ID号将定位的物体联系起来，使定位基站（定位传感器）通过标签找到实际定位的位置。标签传输信号持续时间很短，能够允许成百上千的标签同时定位。

UWB模块（SKU603）

UWB模块（SKU603）

UWB模块SKU603集成了DecaWave的DW1000超宽带UWB收发器IC和GD32F130G8U6 MCU。 该模块将天线，所有RF电路，电源管理和时钟电路集成在一个模块中。为了节省模块处于静态时的模块功耗，该模块集成了一个三轴线性加速度计。它可用于双向测距或TDOA定位系统，以将资产定位到10厘米的精度，并支持高达6.8 Mbps的数据传输速率。

软件接口

软件接口

全局位置显示，历史轨迹，电子围栏，并提供位置信息对接客户应用服务器，具体协议双方协商；

UWB超宽带定位流程

（1）每个定位标签以UWB脉冲重复不间断发送数据帧；

（2）定位标签发送的UWB脉冲串被定位基站接收；

（3）每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间；

（4）定位引擎参考标签发送过来的校准数据，确定标签达到不同定位基站之间的时间差，并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置。

（5）采用多基站定位多采用TDOA（Time difference of Arrival）算法。

厘米级UWB超宽带定位具体应用：

实时位置系统

人员定位

资产定位

智能机器人

无人机

除草机

更多厘米级UWB超宽带定位方案、UWB模块选型应用可直接访问SKYLAB网站或阿里店铺。