平臺背景

隨著工業信息化的加快，智能化工廠的建設已迫在眉睫。人員定位管理系統是建設智能化工廠的重要組成部分，有利于提高生產效率、節約生產成本，保障工人的人身安全和工廠的安全生產。當前，智能化人員管理對定位精度的要求越來越高，傳統的藍牙、射頻等窄帶無線電定位精度低，激光定位機動性差，難以滿足要求，針對以上問題，我司自研了UWB超寬帶人員定位管理系統，針對各種大型庫區、電廠、石油、化工及礦山等容易發生事故的易燃、易爆行業廠區對人員安全保障與人員高效管理的需要，提出智能人員定位管理系統方案。

系統定位精度高達10~30cm，單站覆蓋200m~300m，單站并發識別數可達200個以上。此外，定位終端支持尋呼報警，并使用基于MEMS的慣導運動姿態識別技術，對人員姿態進行工作飽滿度分析、異常狀態分析。通過數據管理中心融入各類集團內部數據系統，方便統一管理，實現精細化管理，有利于促進生產，并對人員的安全做出有力保障。

平臺設計原則

智慧安全系統方案致力于為用戶提供卓越有效的管理平臺和技術體系，在設計過程中，充分考慮用戶的實際需求，采用先進、成熟、穩定的技術，選用基于符合國家標準和行業標準的材料和部件，系統設計主要遵循以下原則：

1，先進性  

充分應用自主研發的先進技術，基于UWB超寬帶精確定位與慣性定位技術融合、遠距離LORA無線通信及組網等技術，解決目前廠區普遍存在并亟待解決的定位精度不高、部署工程量大等問題。

2，開放性  

在符合通用標準的前提下，堅持開放性原則，系統提供RS485、CAN、網口、光口等各種接口，便于工廠實現多系統融合。

3，可靠性  

在軟硬件選型、傳輸網絡設計、支撐環境建設、應用系統建設過程中，充分體現可靠性這一原則。保證定位和通信設備可靠、傳輸網絡穩定、支撐環境可靠，保證系統整體穩定。

4，經濟性  

充分利用投入資金，有效利用已有資源，設備選型配置堅持價格比最優的原則。在有限的資金空間內，發揮最大的作用，充分完成項目建設目標，實現項目的可靠性、先進性和前瞻性。

系統整體方案

如下圖所示，智慧安全系統方案中，UWB網關（以下簡稱網關）與服務器通過光網絡或wifi通信，將數據上傳至云端，供多設備同步查看管理。網關與UWB基站（以下簡稱基站）組成樹形網絡，基站可與UWB定位終端（以下簡稱終端）進行雙向通信，實現反向尋呼、主動報警等功能。

智慧安全系統方案定位管理系統結構圖

終端和基站之間通過TOF飛行時間法，進行多點測距，通過多點定位算法完成定位，如下圖所示，定位至少需要三個基站完成，終端和至少三個基站進行測距，基站將測距信息加上時間戳上傳至上位機，上級通過多點定位算法，生成定位坐標。系統支持三維空間定位，空間定位需要終端同時和至少四個基站發生測距。

平面定位原理圖

終端通過慣導模塊，獲取運動姿態，同時將電量信息等狀態通過基站傳入網關，基站和網關同時將自身狀態傳入服務器，運行在服務器上的上位機，可在線監控基站及網關狀態，通過通信系統向工人發送尋呼信息，且系統可以接收終端的反向報警，實現智能化管理，此外系統中各個設備集成藍牙IC，具備手機藍牙查看各個設備信息、無線更新等功能。

技術總結

1，智慧安全系統方案采用企業、園區、市、省多級管理的方式，通過實時的數據同步實現數據共享共存，方便統一管理和同步管控，杜絕了企業違規做假等現象，提升了多級安全生產監測的效率。

2，企業平臺采用軟硬件結合的綜合系統，作為底層設備的基礎管理平臺，承擔傳感、定位、視頻、流程等數據采集、數據管理、數據上報的系統任務。

3，針對硬件設備，一方面要求穩定運行，另一方面要求對生產設備的建設改造盡可能的小，同時方便維護，推薦使用無線連接方式。

4，人員定位管理，一般采用藍牙、WIFI、UWB等室內定位技術，進行小區域范圍內的精確定位，并需要配合生物識別技術和RFID射頻識別技術進行進一步的鑒權管理，規范二道門管理制度。而對于危化車輛，一般采用GPS/北斗等全球定位系統，配合交通運輸管理部門統一進行管理。

5，使用GIS、三維視圖、動畫等方式，制作演示系統，用于參觀講解，能夠提供較好的視覺效果。