煤棚铲车定位方案.docx

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煤棚铲车定位方案

煤棚铲车定位方案

2019年3月

北京华星北斗智控技术有限公司

一、技术简介

UWBLOC定位技术是一种利用纳秒级的非正弦波窄脉冲通信原理实现定位的技术，UWBLOC实定位的技术优势有：

1：

高精度，系统定位精度优于30厘米。

2：

抗干扰，UWBLOC技术不受粉尘、雨雪条件影响定位精度，可以在高电压、强磁场条件下使用。

3：

远距离，单基站覆盖半径可以大于100米。

4：

实时性，位置刷新频率可以做到1-30Hz可以无延时的目标对象位置发送到管理平台呈现出来。

5：

低辐射，设备辐射不到手机辐射的千分之一。

6：

保密性，数据局域网加密传输，安全保密。

UWB定位技术已经被广泛应用于1：

智慧电厂定位；2：

公路、铁路隧道施工人员定位；3：

高压变电站维修巡检人员定位；4：

养老院人员定位；5：

监狱、法院人员定位；6：

化工厂、水泥厂、工厂人员定位；7：

叉车、天车定位；8：

机器人、远动员、AGV定位；高铁动车检修库定位等各个领域。

二、UWBLOC定位原理

如下图所示,信号发射源发射信号脉冲，信号接收机需要提前安装在需要定位的空间里面，并需要自定义一个直角坐标系统，测绘出每个接收机的X,Y,Z坐标。

信号发射源发射的脉冲飞行速度为光速C，脉冲到达3个信号接收机的时间分别为T1,T2,T3,通过光速C*时间T就可以算得三个距离L1,L2,L3，分别以三个距离为半径画出三个圆圈的交集处就是信号发射源的位置，这就是三角定位原理，和卫星定位原理一样。

三、UWBLOC定位系统拓扑图

如下图所示，UWBLOC定位系统由3个部分组成，

1、UWBLOC基站，用于接收人员佩戴的信号发送标签发出的脉冲信号；

2、数据传输部分，通过交换机将数据传输到定位引擎服务器，UWBLOC基站支持POE供电模式，所以可以用POE交换机给设备直接供电。

3、定位引擎服务器和人员定位引擎软件，用于处理接收到的脉冲信号将其计算出被定为目标对象的实时位置。

四、定位模式介绍

UWBLOC定位系统可以实现三种不同的定位模式，分别为存在性检测，一维，二维模式，根据用户需要实现的效果我们可以选择不同的定位模式以达到降低成本目的。

1、存在性检测：

通俗的说就是在或者不在的检测，通过安装一个基站就可以实现，如图中基站7、8所示，检测目标对象是否在某空间内。

2、一维定位：

就是只有某一个方向的位置信息，比如隧道、走廊、过道这种狭长的地方，不关心目标对象在宽度方向位置，只需要知道在长度方向位置就可以通过安装2个基站实现定位，如图中1、2基站。

3、二维定位：

就是要精确的知道目标对象的准确X,Y坐标位置，就需要在定位区域至少安装3台基站实现二维定位效果。

如图中3、4、5、6基站所示。

五、基站布点设计

UWBLOC基站点位布置初步设计如下图所示，计划安装10台定位基站实现整个煤场的铲车精确定位。

定位基站安装示意图

六、设备供电通信设计

如下图所示，方案一UWBLOC基站采用POE交换机进行供电和数据传输，POE交换机采用DC供电，根据基站的分布情况合理的的选择交换机的安装位置，最终将基站数据汇总到定位引擎服务器。

注意:

POE交换机选用带光口功能交换机，POE交换机供电距离不能超过100米。

如下图所示，UWBLOC基站采用DC集中供电，每个基站的数据通过物联网卡4G传输到云端平台。

七、设备安装

设备安装方式如下图所示，通过安装支架将基站固定在棚四周，高度建议不低于10米，保证基站处于同一安装水平面，让铲车煤场任意位置都能至少看到三个UWBLOC基站。

八、UWBLOC基站设备参数

UWBLOC基站参数

设备型号

HXZK-SW

产品规范

802.15.4a802.11AN

设备接口

DC供电口1个

网口1个

复位孔1个

定位天线接口1个

供电电压

DC12V

设备功耗

平均功耗5w

安装方式

壁挂式或者吸顶式安装

工作频段

3-7GHz

信道频宽

500MHz

天线

全向天线

定位算法

支持TOF/TDOA

定位精度

30厘米

覆盖距离

大于100米

尺寸（毫米）

126×101×31

工作温度

-20℃~65℃

重量（克）

400

工作湿度

0%～90%无凝结

防护等级

IP54

车站定位标签

设备主要参数

充电电压

DC5V

设备功耗

瞬时功耗<1W

续航时间

5个月

充电口

DC充电口

工作频段

3-7GHz

刷新频率

1-30HZ可调

信道频宽

500MHz

天线

全向天线

定位算法

支持TOF/TDOA

定位精度

10厘米（无遮挡）

数据传输距离

大于100米

尺寸（厘米）

16*15

工作温度

-20℃~65℃

重量（克）

503

工作湿度

0%～90%无凝结

防护等级

IP66

电池

4000mAh

九、定位软件功能介绍

9.1在平面地图上实时显示每台铲车的实时位置。

9.2历史轨迹回放功能，选择需要查看的铲车可以查看每台铲车的历史轨迹

9.3电子围栏功能，在地图上任意位置画电子围栏，指定某台铲车只能在某个区域工作，超出该区域报警。