工厂人员UWB高精度定位全面解决专项方案.docx

高精度人员定位全方面处理方案
一、应用背景
现代制造业生产设备繁多，生产车间宽广，生产工人数量多，怎样实现生产工程安全管理，深入提升生产效率，突破生产瓶颈，同时实现对职员智能化管理及生产设备维护，是现代制造业面临难题。
为此有必需提供一套集人员设备定位管理UWB高精度定位系统。

二、适用行业
UWB高精度定位技术应用于石油和天然气，化工，钢铁制造等高危环境。
三、方案介绍
经过在生产车间布署基于UWB技术定位设备，并为工作人员及相关生产设备配置标签卡（含有唯一ID），标签卡接收基站下发信号，经过接收信号时间差，利用UWB定位TDOA算法实现定位功效，结合视频联动等技术，实现对生产车间智能化管理。
系统由应用层、解算层、传输层和设备层（定位基站和定位标签）组成，传输层主干网通信方法采取无线主干网（现场不方便布线），基于无线主干网系统架构，下图1所表示。

基于无线主干网系统架构
1、系统性能指标
下文将具体介绍系统各项性能指标。
2、定位正确度、精度
所谓定位正确度是，空间实体位置信息（通常为坐标）和其真实位置之间靠近程度，本系统中通俗讲就是系统定位引擎计算出来标签位置和标签真实位置之间偏差，系统2维定位正确度为10cm。
2维定位精度即定位系统输出定位标签坐标值方差，系统2维定位3σ精度（3σ精度即最多有0.3%测量结果超出该精度）为0.3m。
3、基站性能指标
此次系统定位设备采取两类基站，其中通信定位基站关键功效以下：
1) 现场人员正确定位；
2) 接收定位基站原始数据；
3) 和WIFI之间数据传输；
4) 小区时间同时；
5) 定位标签卡接入调度。
定位基站关键功效以下：
1）现场人员正确定位；
2）进行通信功效，将定位标签卡和本身原始数据发送给通信定位基站。
基站外形图2、图3所表示。

图2 通信定位基站 图3 定位基站
表1为两类基站性能指标。
表1 基站性能指标
基站类型
通信定位基站（定向室内WIFI工业型）
定位基站（定向室内电池型）
定位精度（m）
0.3
0.3
覆盖范围（m）
200
100
数据传输
有线/无线
无线
供电方法
220V
电池
外形尺寸（mm）
224*224*107
160*110*60
产品重量
2.9kg
1.8kg
工作温度
-20℃~65℃
-20℃~65℃
存放温度
-40℃~80℃
-40℃~80℃
工作湿度/无凝结
0~95%
0~95%
防护等级
IP67
IP67
4、标签卡性能指标
此次定位采取工牌型标签卡，图4所表示。

图4 工牌型定位标签
具体性能指标，如表2所表示。
表2 工牌型标签卡性能指标
型号
EH100601A04
电池续航时间
1月（1Hz刷新频率）
充电时间
6小时
充电接口
USB
电池种类
充电锂电池
防护等级
IP54
工作温度
0℃~55℃
存放温度
-40℃~80℃
外形尺寸
85×56×4.6mm
按键报警
有
远程呼叫
有
低电量提醒
有
集成RFID/IC卡
有（能够作为饭卡、门禁卡等一卡通系统所需ID卡，实现带正确定位功效一卡通）
四、基础功效
1、电子围栏
经过管理软件（定位系统）将现场划分各个区域并添加各个区域进出权限（对接资证系统），只有取得进出许可人员在要求时间内才能进入，对于没有进出许可或超出进出时间人员进去该区域，现场声光报警（定位标签卡），中控室（管理软件）同时报警提醒管理人员。

2、自动考勤
软件自动考勤，提升考勤效率及职员工作效率。
软件可自动生成某个时间段考勤报表，经过姓名和卡号、工号能够进行查询、导出个人考勤统计。也能够经过定位区域内人职员种类型、部门类型等查询、导出团体考勤统计。经过图表方法直观查看出勤率和出勤人数。

3、物资管理
经过物资管理，提升物资利用效率。
经过管理软件对关键物资设置权限监管，只许可有权限人员搬离物资，若无权限人员搬离物资，系统将会自动报警、摄像拍照并通知管理人员。

4、自动巡检
巡检区域自动报修；经过正确定位、人脸识别，处理人员现场到位问题杜绝漏检、假资料；每个巡检点检验全部能够调阅检验依据、检验方法、注意事项、标准化图例，检验不再凭经验、凭记忆，有依据有方法；问题发觉及整改完成时照片对比，进程状态可视化，整改状态一目了然，落实可视化闭环管理；为合理化提议点赞, 积累最好作业实践，经过职员参与，推进连续改善。
5、实时显示
软件可经过平面、立体和列表三种视图方法实时显示定位区域内不一样类型人员（标签）实时位置，方便监管人员随时了解定位区域内不一样类型人员（标签）实时状态，能够分区域统计人数。

6、轨迹回放
软件会自动保留定位区域内不一样类型人员运动轨迹，监管人员能够经过姓名或卡号查看人员在某个时间段内运动轨迹，运动轨迹数据保留时长（自动保留多少天数据）可依据用户需求定制。
7、呼叫求救
当生产车间发生灾情或其它异常情况时，监管人员在软件实时监控界面点击撤离指令后，经过鼠标选定需要撤离区域，软件后台会向在该区域内职员发送撤离指令，区域内职员携带标签收到撤离指令后，经过声光报警提醒人员紧急撤离危险区域。

如职员碰到紧急情况发生时，也能够长按标签中“呼救”按键，立即发送求救信号，管理软件接收到求救信号后会弹出窗口提醒监管人员立即进行处理。预防危险情况扩大化、严重化、不可估量化。
四、预期效果
1、 降低人工考勤工作量，提升职员出勤率；
2、 提升物资、设备利用效率，降低人工管理成本；
3、 特殊区域限制人员进出及人员滞留时间，实现安全管理；
4、 设备自动报修，杜绝漏检；
5、 实时显示人员动态信息，实现人员动态管理；
6、 立即响应特殊情况，保障职员安全。