2019隧道人员定位方案
一、技术先进性简介
华星智控UWBLOC定位技术是一种基于无载波通信原理实现定位的技术,UWBLOC技术利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号,UWBLOC能在300米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。
UWBLOC技术抗干扰性能强,传输速率高,系统容量大发送功率非常小。UWBLOC系统发射功率非常小,通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。而且,发射功率小,其电磁波辐射对人体的影响也会很小。
华星智控人员定位系统定位精度最高可以做到10厘米,毫秒级的延迟实时显示人员的位置。
UWBLOC信号几乎不对工作于同一频率的无线设备造成干扰,UWBLOC信号具有极强的穿透能力,可在室内和地下空间比如隧道、管廊等进行精确定位,而GPS定位系统只能工作在GPS 定位卫星的可视范围之内;与GPS 提供绝对地理位置不同,UWBLOC脉冲定位器可以给出相对位置,其定位精度可达厘米级, 此外,UWBLOC无线定位器更为便宜。
二、定位原理
如下图所示,需要在隧道壁上安装UWBLOC基站,人员佩戴UWBLOC标签,标签是有源的信标,标签1秒钟发送一个信号脉冲,基站负责接收信号脉冲,通过脉冲到达基站的时间可以算出标签和基站的距离,在通过复杂的信号处理最后就能得到人员的实时位置。
这里面需要注意的是信号基站的天线要远离金属遮挡物体,因为金属物体会反射脉冲信号导致基站无法接收到标签发过来的信号脉冲就会造成信号丢失,从而导致定位失败发生。
安装基站的时候需要确定每台基站距离洞口的距离,由此才能算准确人员距离洞口的距离。
三、系统拓扑图
3.1、网桥传输模式
无线传输模式如下图所示,采用网桥进行数据传输,将所有基站的数据通过网桥传输到监控中心的定位引擎服务器,服务器上安装的人员定位引擎软件就实时的通过运算处理得到每个定位信标的位置坐标,管理人员可以通过显示器查看人员的实时位置,并可以将人员姓名、职务进出隧洞时间等信息投频显示在洞口LED显示屏幕上。
信标和基站之间采用的是UWBLOC脉冲无线通信的,人员可以将信标佩戴在手上或者固定在安全帽上。
3.1、有线传输模式
有线传输模式是针对于隧洞比较长的时候设计的一种通信方案,基站之间通过收发器连接,收发器通过光纤将数据传输到洞口监控中心服务器,服务器上安装的人员定位引擎软件就实时的通过运算处理得到每个定位信标的位置坐标,管理人员可以通过显示器查看人员的实时位置,并可以将人员姓名、职务进出隧洞时间等信息投频显示在洞口LED显示屏幕上。
信标和基站之间采用的是UWBLOC脉冲无线通信的,人员可以将信标佩戴在手上或者固定在安全帽上。
四、定位系统功能介绍
4.1、精确的定位每个人员的位置信息并将人员信息显示在监控中心的电子地图上。
4.2、自动考勤统计功能,自动考勤功能可以将人员姓名、职务,进洞时间自动记录显示在洞口LED大屏幕上。
4.3、轨迹回放功能,系统支持查询任意人员某一个时间段的运动轨迹,在发生安全事故的时候可以回看每一个人的最后停留位置,由于UWBLOC技术的高精度可以做到定点的施救,为救援行动赢得宝贵的时间。
五、定位基站的供电
华星智控UWBLOC基站支持DC和标准POE供电模式,根据隧道实际情况可以选择其中一种供电模式。
DC供电模式如下图所示,将DC-网口转接头和电源适配器连接,在通过网线和基站连接。
POE供电模式如下图所示,设备可以通过标准的POE设备进行。
六、定位标签的供电
如下图所示定位标签是通过锂电池供电的,如果锂电池没电了标签会闪红灯提醒,标签没电后可以通过配发的USB数据线充电,一般2小时可以充满,充满后设备亮绿灯
七、定位基站的安装
定位基站安装高度尽量高于3米,远离遮挡,两个基站之间的间距不能大于300米。要保证信标至少可以同时和2个基站通信才能定位。
基站天线需要垂直地面向下安装。
安装时候需要确定每个基站的坐标,可以以洞口为原点。
如下图所示基站安装时,用直径45毫米钢管将基站固定在墙壁上,基站和墙壁保持40厘米以上间隔。
八、定位引擎服务器参数
系统WIN10;供电电压DC9~36V;整机重量1.8KG;支持wifi
网口 2个;USB口2个;AGV 1个;开关按键1个;CPU intelJ1900
固态硬盘16G;尺寸:181*55*179mm;工作温度:-40~80℃;防护等级:IP65;串口6个(1个RS485)
九、定位基站参数
设备主要参数 |
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产品规范 |
802.15.4a 802.11AN |
设备接口 | 网口 1个 |
UWB天线接口 1个 | |
供电电压 | DC12~56V/POE |
设备功耗 | 平均功耗8w |
安装方式 |
壁挂式或者抱箍式安装 |
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 | 10厘米(无遮挡) |
覆盖距离 | 300米 |
尺寸(毫米) | 220×220×70 |
工作温度 | -20℃~65℃ |
重量(千克) |
1.6 |
工作湿度 | 0%~90%无凝结 |
防护等级 | IP67(防水防尘) |
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化工、石化、炼油厂人员及车辆定位方案
化工厂人员、车辆定位管理系统具有如下的特点:华星智控化工厂人员定位管理系统融合LORA、4G/5G通信技术,基于自研的室内外高精度定位物联网算法,实现对化工厂人员、车辆的实时精确定位,系统具有高精度,免布线,高实时性,高可靠稳定性的核心优势特点。
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行车、天车防碰撞方案
通过在行车上安装精准测距基站,基站之间实时互相测距,设定一个危险距离R,当行车2和行车1或者行车3的距离小于R时,就会触发继电器工作启动声光报警器提醒司机或者切断电源让天车停止工作。
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矿山人员车辆定位管理解决方案
矿山人员车辆定位方案是一种设计用于跟踪矿区内运载矿山人员的车辆位置的系统。 该系统通过提供车辆的实时位置信息,对于确保人员安全至关重要。 以下是矿山人员车辆定位方案的一些关键组成部分:GPS跟踪:该方案利用GPS(全球定位系统)跟踪矿山人员车辆的位置。 GPS 跟踪提供准确的位置数据,可用于监控车辆的速度和方向。车辆跟踪软件:从车辆收集的 GPS 数据被发送到中央系统,该系统使用车辆跟踪软件在地图上显示车辆的实时位置。通讯设备:该方案还需要无线电或手机等通讯设备,让车上人员能够与控制室和应急服务部门进行通讯。地理围栏:地理围栏是一项允许该方案在矿区内设置虚拟边界的功能。 如果车辆进入或离开地理围栏区域,该方案将向控制室发出警报。应急响应:该方案应制定应急响应协议,以防发生事故。 这可能涉及应急小组、疏散计划和急救设备。总体而言,矿山人员车辆定位方案是矿山安全的重要组成部分。 通过提供实时位置数据,该方案可以帮助预防事故并对紧急情况做出快速反应。
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叉车防碰撞方案
车与人防碰撞:叉车上安装精准测距模块和声光报警器,预先设定好安全距离R,测距模块与人员携带的标签测距L,当距离小于预先设定的安全距离R时就触发测距模块的继电器接通声光报警器工作提醒驾驶员注意。
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工业智能制造,电力电厂,钢铁治金定位方案
高精度人员、物资、车辆精准定位系统基于多维技术融合方案,可以实现10~30厘米的精准位置数据采集,可用于工业智能智能制,造汽车装配,电力电厂,钢铁治金等行业实现对工厂内的人、车、物、料等的精确定位、无缝追踪、智能调配与高效协同,大幅提升工厂的精益生产及精细化管理水平。
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数据机房人员定位方案
通过在机房内布设有限数量微基站,实时精确地定位巡检人员上的微标签位置,零延时地将巡检人员位置信息显示在机房控制中心,进行安全区域管控、人员在岗监控等。精度达到10厘米级,精确管控以优化流程、合理调度安排、提高数据机房的巡检效率。
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北斗储油罐、滑坡、采空区位移变形监测方案
北斗位移监测可实现水平±2.5毫米,垂直±5.0毫米的位置变化监测,可以用于滑坡,道路边坡,采空区,尾矿库,水库大坝,铁塔,储油罐等的形变监测,通过长期的连续监测,掌握被监测体的位置变化趋势,避免灾害事故发生。
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隧道错车智慧调度方案
铁路隧道施工过程中,由于隧道宽度比较窄,只在固定的距离处有错车位置,当车辆交汇位置距离错车位置比较远的时候车辆需要倒车到错车位置才能错车,这就会导致花费很多时间来错车,大大的降低了工作效率。