图2 多楼层无缝定位示意图
3.1.2特点与指标
(1) 物联(脉冲)定位系统的性能指标
①最高精度达 60cm的实时 2D 定位,数据刷新率达到 5HZ;一般定位精度1-2米。
②支持 2.4G ISM 通讯频段的定位信号处理,功耗低于 100mW; ③工业级设计,温度为-20~60度,IP65防护等级;
④扩展组网通信:传感器与标签之间的典型通讯距离为60米(视实际情况会有所不同),区域感知范围为60米,一维定位长度为60米,二维定位面积大小为40米X40米;
(2)超宽带射频技术UWB定位技术指标
①物三维位置信息,并通知监控中心。
②蜂窝状子区域定位管理,能够覆盖无限空间范围内的人、物。 ③能对人员的位置、行进路线、距离、速度进行监控与统计。 ④支持2D/3D 定位,在3D 模式下,定位精度达到15cm。 ⑤能对人员的停留时间、地点到达次数等数据进行分析。
⑥根据客户的需求生成并存储各种数据,为后场馆以及客户管理提供参考依据。
(3) WIFI、RFID实时定位
①在无线信号覆盖区域内,标签自动漫游。完成人员及资产实施定位跟踪。定位精度可达3到5米,成本低,施工维护简单。
②读卡器专利技术,扩展能力强,多频段设计,支持以太网、RS485总线、WIFI无线传输等,此外容易和GPS、GPRS、3G等技术整合,实现无缝定位。
③室外涵盖距离: 最远 200 米(650 英尺) ④室内涵盖距离: 最远 80 米(260 英尺)
3.2 LocateSYS物联定位系统
3.2.1系统概述
LocateSYS物联定位系统?是采用基于线性调频扩频技术构建的定位系统,该系统可以实现1.5米以内的定位精度,这是WIFI、ZigBee和RFID技术所不能达到的。系统包含三部分:定位标签、定位传感器和定位引擎软件。其中:
①定位标签由电池供电,在定位传感器信号覆盖的范围内自由移动,发射和接收CSS射频信号,测量与传感器之间的距离;
②定位传感器位置固定,能够与标签进行通讯,对标签进行测距和控制。同时定位传感器还负责组网和数据通信,回传系统数据给定位软件平台;
③定位引擎软件管理所有的传感器和标签,获取、分析并传输位置信息给用户和其他相关信息系统。并可对整个系统进行网络和性能配置。
典型的系统配置结构如图:
3.2.2工作原理
在该系统中,标签与传感器之间采用对称双边双向时间同步技术(SDS-TWR:Symmetrical Double-Sided Two Way Ranging)测量直线距离,获得标签与多个固定位置传感器之间的直线距离,通过专用的算法解算标签的坐标。
由于采用基于时间的测距技术,确保了较高的定位精度和室内应用环境的可靠性,而通常这些室内应用极具挑战性:墙壁和金属物的反射,导致较强的多路径效应。LocateSYS物联定位系统通过软硬件的专门设计大大减少了这些影响;
传感器通常按照蜂窝单元(Cell)的形式进行组织,典型的划分方式是矩形单元,附加的传感器根据其几何覆盖区域进行增加;每个定位单元中,主传感器配合其他传感器工作,并与单元内所有检测到位置的标签进行通讯;通过类似于移动通讯网络的蜂窝单元组合,能够做到较大面积区域的覆盖;
标签的位置通过标准以太网线发送到定位引擎软件;定位引擎软件将数据进行综合,并通过API接口传输到外部程序或LocateSYS定位软件平台,实现空间信息的处理以及信息的可视化;
由于标签能够在不同定位单元(Cell)之间移动,定位引擎软件能够自动在一个主传感器和下一个主传感器之间实现切换。在建立系统时,需要对整体的多单元空间结构指定参考坐标系。当标签在参考坐标系内的多个单元中移动时,可视化模块能够实时显示标签位置。
针对实际的应用,LocateSYS通过应用的不同环境和需求设计了满足应用需求和物理环境的系统。考虑:定位区域的几何划分,不同区域的定位精度要求,哪些物体附着定位标签,哪一种速度是正常的,期望物体间产生何种的操作与交互行为,哪些是固定或未加标签的物资,电池寿命的需求,供电的方式或以太网通讯的方式,与其他RF系统的融合等等。
3.2.3特点与指标
(1)LocateSYS物联定位系统的特点为:
①定位精度高:采用时间测距、专用算法和特殊的抗干扰设计; ②多种应用场合:定位传感器根据配置和部署方式的不同,可以实现区域感
知、一维定位、二维定位三种不同的应用。
③范围可扩展:通过多个定位单元可以扩大覆盖范围; 部署简单:定位传感器之间无需时间同步;
④定位稳定:采用到达时间测距技术,不受无线信号强度值变化的影响; ⑤接口丰富:软件引擎平台提供坐标数据通过网络输出接口,结合LocateSYS定位软件平台可以提供.NET API接口;
⑥节能设计:标签内置灵敏的振动传感器,尽可能节约电能,延长使用时间。 (2)LocateSYS物联定位系统的性能指标:
系统定位精度:室内*1二维2.5米,室外*1二维1.5米; 数据刷新率:1Hz;
标签使用时间:1000mAH电量,1Hz,标签每天工作6小时情况下,为一个月;
定位数据延迟:2秒;
扩展组网通信:传感器与标签之间的典型通讯距离为60米(视实际情况会有所不同),区域感知范围为60米,一维定位长度为60米,二维定位面积大小为40米X40米;
单元覆盖范围:开阔环境60米;
*1
室内室外均为典型环境,即没有大型遮挡物、大面积树木和金属,没有混
凝土或砖墙阻隔
3.2.4产品资料
物联定位传感器WLSENSOR2000 室内型定位传感器。
重量:350克 体积:160mmX160mmX40mm 安装:螺孔固定 IP地址:可配置 以太网:RJ45接口 供电:12VDC,功耗3瓦 天线:外置2.4G天线,SMA接头 工作频率:ISM 2.4GHz 工作条件:温度-20℃-60℃(标准) 湿度 0-95% (无冷凝) 物联定位标签标准型WLSENSOR2060-X
重量:48克 体积:70mmX45mmX18.5mm 供电:锂电池,容量650mAH 天线:内置2.4G天线 工作频率:ISM 2.4GHz 工作条件:温度-20℃-60℃(标准) 湿度 0-95% (无冷凝) 物联定位标签扩展型WLSENSOR2060-EX 可扩展定位标签(带按键和语音播报)
重量:100克 体积:94.5mmX51mmX12.5mm 佩戴方式:挂绳 供电:??? 工作时间:??? 天线:内置2.4G天线 工作频率:ISM 2.4GHz