一种基于UWB技术的高精度人员定位系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种基于UWB技术的高精度人员定位系统，包括若干定位微基站、AP、AP中继、若干人员定位标签、服务器通讯端和监控终端，定位微基站设置于施工场地，利用UWB无载波通信技术，将定位微基站直线或折线布置，每隔一定距离设置一台定位微基站；AP连接定位微基站和服务器通讯端，定位微基站采集到的数据通过AP传回服务器通讯端，再由服务器通讯端传到监控终端；人员定位标签为移动式信号标签，与定位微基站信号交互传输。基于UWB无载波通信技术，实现了人员位置的实时、精确定位，可广泛服务于监狱、电厂、隧道、铁路、工厂、仓库、医院、养老机构等多个行业。

A high precision personnel positioning system based on UWB Technology

The utility model proposes a high-precision personnel positioning system based on UWB technology, which comprises a number of positioning micro-base stations, AP, AP relays, a number of personnel positioning tags, a server communication terminal and a monitoring terminal. The positioning micro-base stations are set in the construction site, and the positioning micro-base stations are arranged in straight lines or broken lines by using UWB carrier-free communication technology. A positioning micro-base station is set up every certain distance; AP connects to the positioning micro-base station and the server communication terminal, and the data collected by the positioning micro-base station is transmitted back to the server communication terminal through AP, and then transmitted to the monitoring terminal by the server communication terminal; the personnel positioning label is a mobile signal label, which transmits the positioning micro-base station signal interactively. Based on UWB carrier-free communication technology, the real-time and accurate positioning of personnel position is realized, which can be widely used in prisons, power plants, tunnels, railways, factories, warehouses, hospitals, pension institutions and other industries.

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB技术的高精度人员定位系统
本技术涉及无线定位
，尤其指一种基于UWB技术的高精度人员定位系统。
技术介绍
公路、铁路及隧道等建筑施工环境艰苦恶劣，工种危险系数高，工作人员人数多，使建筑施工企业面临巨大的管理困难，迫切需求一种能够高效、准确的人员管理和安全管理系统。综合来说，这种需求主要包括人员车辆考勤、跟踪定位、优化调配、灾后急救、日常管理等。这些管理需求的实现，核心是对人员的实时跟踪定位。传统的RFID、WiFi技术，能够将现场施工工人定位到一定的范围内，但无法实时获取人员的精确位置，且施工量大，调试复杂，不能满足铁路企业对人员定位的实际需求。现有技术CN204014085U公开了一种井下作业人员高精度定位系统，包括地面上的定位服务器和井下巷道内的探测装置，定位服务器上设有定位数据库，探测装置包括多个定位AP分站，定位数据库上预先保存有井下巷道空间网格上的每一个网格点的标定特征参数，井下作业人员所配带的定位终端实时发出含有该定位终端的ID的探测信号，接收范围内的定位AP分站收到探测信号后，获得探测信号的实时特征参数并发送给定位服务器；定位服务器上根据实时特征参数与定位数据库中每一个网格点的标定特征参数的比对结果，获得定位终端在井下巷道内的准确位置。该技术完全屏蔽了电磁波首达径提取所带来的误差，排除了复杂电磁环境的影响，提高了井下作业人员的定位精度。该技术主要利用在地面上的定位服务器和在井下巷道内的探测装置实现定位，是通过有线网络实现的探测信号数据传输，通用性差，不适用于诸多领域。再有现有技术CN206524983U公开了一种基于UWB的仓库叉车实时高精度定位系统。其目的时为了提供一种定位精确、安全性高、可编程监控的仓库叉车定位系统，包括后台服务器、多个定位标签和多个定位基站，定位标签又包括便携式定位标签和固定式定位标签，固定式定位标签固定在叉车上便携式定位标签分别由工作人员随身携带，各定位基站分别放置在叉车出入口的正前方位置、办公区的墙体夹角位置和空旷区的墙体夹角位置。各定位基站与便携式定位标签和固定式定位标签之间进行通讯连接，各定位基站的通讯端通过无线网络与后台服务器的通讯端连接，后台服务器的通讯端还分别接通监视系统和网络平台。该技术基于UWB技术实现高精度定位，依靠便携式定位标签和固定式定位标签来实现高精度定位目的，但是定位标签本事的安全性、可靠性影响定位精度和数据的准确性，也同样受到环境因素影响，不适用于多种应用场合。
技术实现思路
本技术设计目的是：针对公路、铁路及隧道等建筑施工环境艰苦恶劣，工种危险系数高，工作人员人数多，使建筑施工企业面临巨大的管理困难等现状，提出设计一种基于UWB技术的高精度人员定位系统，借此能够实现高效准确定位人员位置的功能，降低安全隐患。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于UWB技术的高精度人员定位系统，包括若干定位微基站、AP（无线接入点）、AP中继、若干人员定位标签、服务器通讯端和监控终端。所述定位微基站设置于公路、铁路及隧道等施工场地，利用UWB（UltraWideband）无载波通信技术，将所述定位微基站以一维定位架构直线或折线布置，每隔一定距离设置一台所述定位微基站；所述AP配设有天线，连接所述定位微基站和所述服务器通讯端，所述定位微基站采集到的数据通过所述AP传回所述服务器通讯端，再由所述服务器通讯端通过有线或无线传输方式传到所述监控终端；所述人员定位标签为移动式信号标签，实施方式包括头戴式、胸卡式或腕带式，与所述定位微基站信号交互传输。进一步的方案设计，所述定位微基站包括线性定位微基站和拐点定位微基站，针对公路、铁路及隧道等施工场地遇到拐弯、折回、上下行等线路情况，在所述拐弯、折回、上下行等线路变化处设置拐点定位微基站；在笔直线路状态设置线性定位微基站，以满足全区域、全线路覆盖。进一步的方案设计，所述AP选用大功率远距AP遵循802.11a标准，采用OFDM技术通过无线电波来传输高速的数据信号，将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。进一步的方案，所述服务器通讯端数据上行、下行传输支持2种方式自适应：有线以太网、WIFI兼容。进一步地，在所述拐弯、折回、上下行等线路较多，影响所述AP的覆盖时，需要在所述公路、铁路及隧道等施工场地设置AP中继，由所述AP中继接收所述定位微基站采集到的数据，再传回所述服务器通讯端，再由所述服务器通讯端传到所述监控终端。实施本技术的基于UWB技术的高精度人员定位系统，具有以下有益效果：1.定位微基站布设于被定位空间内，相当于GPS中的“定位卫星”，是定位系统的重要组成，定位精度高，单基站覆盖面积大；2.通讯传输有线和无线自适应，数据传输高效可靠；3.人员定位标签灵活性强，定位精度高，适应多种应用场景；4.基于UWB无载波通信技术，实现了人员位置的实时、精确定位；譬如在人员考勤管理、突发情况报警、电子围栏划定、紧急人员搜救、日常人员管理、嫌犯人员追踪、轨迹回放等用途大有裨益，可广泛服务于监狱、电厂、隧道、铁路、工厂、仓库、医院、养老机构等多个行业。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本实施例基于UWB技术的高精度人员定位系统的示意图；图2为本实施例基于UWB技术的高精度人员定位系统增设AP中继的示意图；图3为本实施例所述铁路工作人员的定位模型示意图；其中，1-线性定位微基站，2-拐点定位微基站，3-服务器通讯端和监控终端，4-工作人员（即定位标签）。具体实施方式下面将结合本技术中的附图，对本技术的技术方案以实施例方式进行清楚、完整地描述。实施例：如图1、2、3所示，本技术提出的一种基于UWB技术的高精度人员定位系统，包括若干定位微基站、AP、AP中继、工作人员定位标签、服务器通讯端和监控终端3。所述定位微基站设置于铁路施工场地，将所述定位微基站以一维定位架构直线或折线布置，每隔一定距离设置一台所述定位微基站，利用UWB无载波通信技术实现通讯传输；所述AP配设有天线，连接所述定位微基站和所述服务器通讯端，所述定位微基站采集到的数据通过所述AP传回所述服务器通讯端，再由所述服务器通讯端通过有线或无线传输方式传到所述监控终端；所述工作人员4定位标签为移动式信号标签，实施方式包括头戴式，与所述定位微基站信号交互传输。进一步的方案设计，所述定位微基站相邻距离为150-300m。进一步的方案设计，所述定位微基站包括线性定位微基站1和拐点定位微基站2，针对铁路施工场地遇到拐弯、折回、上下行等线路情况，在所述拐弯、折回、上下行等线路变化处设置拐点定位微基站；在笔直线路状态设置线性定位微基站，以满足全区域、全线路覆盖。进一步的方案设计，所述AP选用大功率远距AP（如ST5819H-无线发射器），ST5819H数字无线传输设备遵循802.11a标准，采用OFDM技术通过无线电波来传输高速的数据信号，将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于 UWB 技术的高精度人员定位系统，包括若干定位微基站、AP、AP 中继、若干人员定位标签、服务器通讯端和监控终端，其特征在于：所述定位微基站包括线性定位微基站和拐点定位微基站，设置于公路、铁路及隧道等施工场地，将所述定位微基站直线或折线布置，每隔一定距离设置一台所述定位微基站，利用UWB 无载波通信技术实现通讯传输；所述 AP 配设有天线，连接所述定位微基站和所述服务器通讯端，所述定位微基站采集到的数据通过所述 AP 传回所述服务器通讯端，再由所述服务器通讯端通过有线或无线传输方式传到所述监控终端；所述人员定位标签为移动式信号标签，实施方式包括头戴式、胸卡式或腕带式，与所述定位微基站信号交互传输。

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB技术的高精度人员定位系统，包括若干定位微基站、AP、AP中继、若干人员定位标签、服务器通讯端和监控终端，其特征在于：所述定位微基站包括线性定位微基站和拐点定位微基站，设置于公路、铁路及隧道等施工场地，将所述定位微基站直线或折线布置，每隔一定距离设置一台所述定位微基站，利用UWB无载波通信技术实现通讯传输；所述AP配设有天线，连接所述定位微基站和所述服务器通讯端，所述定位微基站采集到的数据通过所述AP传回所述服务器通讯端，再由所述服务器通讯端通过有线或无线传输方式传到所述监控终端；所述人员定...

【专利技术属性】
技术研发人员：田磊，杨维民，贾超超，丁涛，
申请(专利权)人：显为智能科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32