一、什么是UWB定位系統

UWB，全稱Ultra Wideband，超寬帶技術。是一種起源于20世紀60年代興起的脈沖通信技術。UWB不同于傳統的通信技術，其工作原理是通過發送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來實現無線傳輸的，因此其所占的頻譜范圍很寬，并且時間分辨率較高。

EHIGH恒高室內定位系統就是基于UWB定位技術開發的定位系統。該室內定位系統應用軟件支持PC端和移動端訪問，主要應用于隧道、監獄、化工、工廠、煤礦、工地、電廠、養老、展館、整車、機房、機場等行業。

二、UWB定位系統原理

EHIGH恒高UWB定位系統由應用層、服務層、傳輸層和感知層（定位基站和定位標簽）構成，傳輸層主干網通信方式采用有線或無線的通信方式。系統架構如下圖所示：

感知層

感知層主要包括定位基站和定位標簽。基站和標簽是定位系統的核心設備，標簽會按時隙廣播攜帶有自身ID號的無線電信號，定位基站接收到標簽發送的信號后，將接收到信號的時間戳和標簽ID卡號通過主干網傳輸給服務層，完成對標簽卡的定位，基站也可以接收到應用層下發的指令，完成相關的設置。

傳輸層

傳輸層也稱主干通信網（簡稱“主干網”），是基站與服務層、應用層之間的數據傳輸通道，向下將應用層相關指令傳輸給基站，向上將定位原始數據（標簽與基站之間距離）傳輸給服務層，采用有線光纖方式進行數據傳輸。

服務層

通過標簽與覆蓋該區域定位基站進行測距，頂層通過各基站的位置和標簽距離，通過TDOA算法或者TOA算法解算出標簽坐標。除此之外，服務層還提供了靈活的設備管理和網絡管理功能，以及各項前端功能和應用接口。

應用層

通過服務層獲取定位標簽的具體位置，以一維、二維或三維地圖的形式實時顯示標簽的位置，并提供軌跡回放，人員信息管理和呼叫求救等功能。

此外，應用層還提供websocket接口和http接口，通過websocket接口可獲取標簽卡的實時位置數據，通過http接口可獲取系統相關的數據，因此，該定位系統易于二次開發和集成。

三、UWB定位系統硬件支持

室內定位基站、定位標簽是UWB定位系統的硬件組成部分。

定位基站分布于場景區域的幾何邊緣，并對該區域進行信號覆蓋。室內定位基站主要功能就是探測標簽的數據信息并上傳至服務器進行匯總分析。

定位標簽附著于定位對象的表面，當標簽進入基站的信號覆蓋范圍內，即自動與基站建立聯系。定位標簽可根據應用得需求制定不同的附著方案，如懸掛、粘貼等形式，大小和外形也會根據定位對象的不同而有所不同。

四、UWB定位系統的優勢

1、高精度

在室內定位領域，能夠做到厘米級高精度定位的技術非UWB定位莫屬。UWB采用TDOA（到達時間）算法，測量電磁波從發射端到達接收端所用的時間，分布在房間內的幾個接收端同時接收到發射端發射的電磁波信號，根據電磁波的傳播速度即精準計算出發射端在房間內的位置，定位精度最高可達10cm，基本上滿意了絕大部分室內定位場景對高精度定位的需求！

2、可擴展

EHIGH恒高UWB定位系統不僅能提供定位功能，而且可在定位的基礎上，擴展了全面的位置服務功能，比如歷史軌跡回放、人員考勤、電子圍欄、行為分析、智能巡檢等。這些基于位置數據的服務功能，能夠協助管理人員對企業進行安全管理，可有效減少安全事故的發生。

3、低功耗

UWB無線通信系統接收機沒有本振、功放、鎖相環(PLL)、壓控振蕩器(VCO)、混頻器等，因而結構簡單，設備成本將很低。由于UWB信號無需載波，而是使用間歇的脈沖來發送數據，脈沖持續時間很短，一般在0.20～1.5ns之間，有很低的占空因數，所以它只需要很低的電源功率。UWB定位系統只需要50～70mW的電源，是藍牙技術的十分之一，對于能源的節省非常重要。