矿用无线高精度定位系统方案.pdf

矿用高精度定位平台矿用高精度定位平台矿用高精度定位平台矿用高精度定位平台 矿用高精度定位平台是什么 ？ 矿用高精度定位平台是针对采矿业 设计的种底层有限开放引擎数设计的一种底层有限开放、引擎数 据api接口符合井下实际需求的无 线实时定位系统oem方案，能够 帮助国内的采矿业系统集成商终帮助国内的采矿业系统集成商、终 端用户实现不同的人员与设备定位 需求；本系统主要以1d线性定位 的方式提供也可单独支持2d平的方式提供，也可单独支持2d平 面定位功能。即使客户的应用场景 有较大差异，系统仍然能够通过灵 活的结构变化，满足现场的实际功活的结构变化，满足现场的实际功 能需求，并最大限度帮助客户节省 投入，获取最高性价比。 矿用高精度定位矿用高精度定位 平台平台 采用无线宽带定位技术，通 平台平台 作为特别为采矿业设计的采用无线宽带定位技术，通 过测量宽带窄脉冲信号的到 达时间差(tdoa)来计算标 签的位置，并获取最高0.6 作为特别为采矿业设计的 高速定位系统，平台能够 与系统集成商的gis 系统融 合，为客户应用增值，从签的位置，并获取最高 米的位置精度；与基于信号 强度的rfid、wi-fi定位系 统不同，即使在复杂工程环 合，为客户应用增值，从 而实现3-9个月的快速投资 回报；系统的智能化、可 视化特性，大大提高了采 境中，用户仍然能够可重复 地获取1-3米定位精度。 特， 矿企业的安全监管效率， 降低了过程管理风险。 系统介绍简介系统介绍简介 系统介绍系统介绍特性特性系统介绍系统介绍特性特性 特特性性特特 基于时间机制的tdoa定位技术，实现稳定的1-3m定位精度 全向64mw信号覆盖，常规80-100m定位范围；采用增强天线时能够达到200m以上的定位范围 支持1d线性、2d平面定位功能 基于调频体制的宽带定位技术，具有较强的抗多径能力 极高速精确定位发射一包普通定位数据仅需0 5ms极高速精确定位，发射一包普通定位数据仅需0.5ms 动态刷新率管理，支持最低1/60hz，最高10hz的标签位置更新 标签1hz24h工作的平均功耗低达0.24mah, 按需节能低至0.1mah 在tdoa应用时实现2-3ns的树状高精度以太网基站同步网络 支持基于以太网的高吞吐量应用，在局域范围内轻松实现200个标签密度的定位；整 个系统容量不加限制个系统容量不加限制 完善的定位网络管理工具，支持基于api的虚拟化定位场景规划与配置 嵌入式模块化设计，支持不同系统集成商的产品设计需求 支持定位基站扩展与应用定制 系统介绍原理系统介绍原理 本系统基于chirp信号，实现了信号脉冲的到达时间检测。核心 解算部分基于tdoa双曲线算法，并提供3-5ns误差的基站网络时 本系统基于chirp信号，实现了信号脉冲的到达时间检测。核心 解算部分基于tdoa双曲线算法，并提供3-5ns误差的基站网络时 间同步精度间同步精度。间同步精度间同步精度。 基站采用独特的双通道设计，具有良好的抗干扰性，并提高了数基站采用独特的双通道设计，具有良好的抗干扰性，并提高了数 据吞吐量据吞吐量；在数据上传在数据上传下传通道上下传通道上由于采用了由于采用了1010/ /100100mm以太以太据吞吐量据吞吐量；在数据上传在数据上传、下传通道上下传通道上，由于采用了由于采用了1010/ /100100mm以太以太 网，可以支持成千上万的标签吞吐数据以及同步信息数据包，且 支持双向的用户载荷数据流（上下行用户数据）。 网，可以支持成千上万的标签吞吐数据以及同步信息数据包，且 支持双向的用户载荷数据流（上下行用户数据）。 tdoa定位算法3-5ns的以太网时间同步精度tdoa定位算法3-5ns的以太网时间同步精度 系统介绍组成系统介绍组成 定位基站分布于井下巷道侧边，并对所管理 区域进行信号覆盖 定位基站分布于井下巷道侧边，并对所管理 区域进行信号覆盖 定位 基站 定位 基站 移动标签附着在定位对象表面，当标签进移动标签附着在定位对象表面，当标签进 入基站的信号覆盖范围内入基站的信号覆盖范围内依据设定的刷依据设定的刷 移动移动 标签标签 入基站的信号覆盖范围内入基站的信号覆盖范围内，依据设定的刷依据设定的刷 新率，自动发送一包数据与基站建立联系新率，自动发送一包数据与基站建立联系 标签标签 基站依据内置规则完成基站依据内置规则完成tdoatdoa数据的获取数据的获取， 数据传数据传 基站依据内置规则完成基站依据内置规则完成tdoatdoa数据的获取数据的获取， 并通过数据传输通道发送至定位引擎服务 器，进而计算出移动标签的实际位置 并通过数据传输通道发送至定位引擎服务 器，进而计算出移动标签的实际位置 数据传数据传 输通道输通道 定位引擎服务器支持大容量标签网络的原 始数据获取、位置解算与坐标输出 定位引擎服务器支持大容量标签网络的原 始数据获取、位置解算与坐标输出 定位引擎 服务器 定位引擎 服务器 系统介绍架构系统介绍架构 系统应用系统应用 矿山矿山、隧道人员定位系统隧道人员定位系统矿山矿山、隧道人员定位系统隧道人员定位系统 智能楼宇公共走道定位系统智能楼宇公共走道定位系统 铁路防撞与机车调度冗余系统铁路防撞与机车调度冗余系统 高速、高架车辆引导保障系统高速、高架车辆引导保障系统 其他1d为主的定位应用其他1d为主的定位应用 系统特点系统特点 平台在已有井下以太网的场合，部署工程复杂度较 低，能帮助客户实现其业务系统的性价比最大化。 平台在已有井下以太网的场合，部署工程复杂度较 低，能帮助客户实现其业务系统的性价比最大化。 取消定位单元的限制，实现“where go, where locate” 无缝定位机制。 取消定位单元的限制，实现“where go, where locate” 无缝定位机制。 所有定位基站采用高灵敏度全向/定向天线，增加 信号覆盖面。 所有定位基站采用高灵敏度全向/定向天线，增加 信号覆盖面。 依赖于以太网的高吞吐量tdoa同步定位网络。依赖于以太网的高吞吐量tdoa同步定位网络。 通过丰富的api接口进行设备管理与定位数据传输。通过丰富的api接口进行设备管理与定位数据传输。 系统特点系统特点 在一个实际项目中，客户应该购买标签零部件、定位基站模块、定位引 擎，并将我们提供的配置工具、gis功能demo软件更改为自有的业务软 在一个实际项目中，客户应该购买标签零部件、定位基站模块、定位引 擎，并将我们提供的配置工具、gis功能demo软件更改为自有的业务软 件件将定位引擎安装成将定位引擎安装成windowswindows后台服务程序后台服务程序使得整个系统完全在集使得整个系统完全在集件件，将定位引擎安装成将定位引擎安装成windowswindows后台服务程序后台服务程序，使得整个系统完全在集使得整个系统完全在集 成商的控制之下。成商的控制之下。 系统图系统图系统图系统图 系统特点参考数据系统特点参考数据 每次普通定位数据包实际耗时350us，带20字 节以内载荷数据的定位数据包耗时0.5ms 每次普通定位数据包实际耗时350us，带20字 节以内载荷数据的定位数据包耗时0.5ms 实际使用中实际使用中160160mahmah电池电池工作在工作在1717dbmdbm 标签工作于17dbm功率时，能够达到峰值电流 120ma，休眠电流3-9ua的功耗控制水平 标签工作于17dbm功率时，能够达到峰值电流 120ma，休眠电流3-9ua的功耗控制水平 24h持续工作的平均功耗达0.24mah，按需24h持续工作的平均功耗达0.24mah，按需 节能功耗更低达节能功耗更低达0 0 1 1mahmah 实际使用中实际使用中160160mahmah电池电池，工作在工作在1717dbmdbm 1hz/24h 时，能够工作22-28天1hz/24h 时，能够工作22-28天 节能功耗更低达节能功耗更低达0 0. .1 1mahmah 由于较短的定位时隙，在同一个区域，标 签密度可达200个以上，系统容量不限；但 由于较短的定位时隙，在同一个区域，标 签密度可达200个以上，系统容量不限；但 是在推荐服务器平台下是在推荐服务器平台下单引擎软件每秒单引擎软件每秒是在推荐服务器平台下是在推荐服务器平台下，单引擎软件每秒单引擎软件每秒 钟仅能够产生2000个定位结果；大量标签 时应采用多引擎结构并进行数据汇总 钟仅能够产生2000个定位结果；大量标签 时应采用多引擎结构并进行数据汇总 产品介绍产品介绍 定位基站：xx-3000双天线以太网通讯硬件版本，支持大容量、高精度 tdoa定位。 定位基站：xx-3000双天线以太网通讯硬件版本，支持大容量、高精度 tdoa定位。 产品介绍产品介绍 定位标签：提供给客户设计标签的参考硬件，客户设计成自有参数的产 品。 定位标签：提供给客户设计标签的参考硬件，客户设计成自有参数的产 品。 产品介绍产品介绍 定位平台软件：包括定位引擎及配置工具、监控软件；其中配置工具、 监控软件为演示版本。 定位平台软件：包括定位引擎及配置工具、监控软件；其中配置工具、 监控软件为演示版本。 产品介绍产品介绍 标签配置站：微功率标签参数配置器，usb操作接口，能够读取、修改标 签的各项参数。 标签配置站：微功率标签参数配置器，usb操作接口，能够读取、修改标