某数据中心人员定位方案

1.   技术先进性简介

华星智控UWBLOC定位系统采用的技术是一种基于UWB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100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。

 

2. 定位原理

如下图所示，通过在机房内按照一定的距离部署定位基站，人员佩戴定位标签，标签通过UWB脉冲信号发射出位置数据，定位基站接收、放大UWB信号，并进行同步时钟校准，然后将位置数据传送至定位引擎服务器，经过人员定位引擎软件计算出定位标签信号到达不同接收机的时间差，然后采用定位算法对标签位置进行解算，最终计算出定位标签的实时位置并呈现在管理平台上。

  

3. 系统组成

华星智控机房智慧定位系统主要由三部分组成：1、定位硬件层，包括定位基站和定位标签2、数据传输层；3、定位应用层。其系统结构图如下图所示。

定位标签通过超宽带脉冲和定位基站通信，定位基站支持DC或者POE供电，通过网线将数据汇集到交换机，在经过交换机将数据传输到监控中心服务器。

华星智控UWBLOC室内定位系统系统结构图

   

4.  定位硬件层

（1）定位标签：定位标签配置在待定位人员或设备上，用于发射超宽带定位信号。

工作模式：休眠模式、激活模式。休眠模式——在目标长时间静止或无需定位时保持休眠，节省电量；激活模式——在需要定位时对目标进行实时定位。

标签在长时间静止不动将会触发静止报警，如人员晕倒时候触发报警。

（2）定位基站：定位基站作为位置基准，用于接收标签发射的UWB信号，并通过网络传输层，将定位信息传至定位信息平台。

（3）网络传输层：用于位置感知层和定位应用层的联通，负责将位置感知层获得的标签的位置信息传送至定位应用层。

（4）定位应用层：主要设备：服务器；人员定位引擎软件，定位应用平台；定位应用层通过定位算法，解算出标签的实时位置及运动轨迹。

华星智控管机房慧定位系统可以实现无缝蜂窝连接，将定位空间无限扩展，定位标签可以在各个单元自由行走，通过定位平台软件分析，将定位目标真实地以虚拟动态实时显示出来。

 

 

5. 系统功能

5.1 精准定位

将人员位置无延时的显示在地图上，清晰的掌握人员实时动态分布情况。

• • 实时定位：1Hz-30Hz可调的刷新速率，确保位置实时更新。

  • 全局显示：可在后台电子地图中全局化显示和查询区域内所有目标的位置。

  • 轨迹显示：记录待定位人员的运动轨迹。

 

5.2  轨迹回放

历史数据查询：可回放查询历史时刻或时间段目标对象的位置、轨迹、停留时间等信息。

 

  

5.3  分类追踪

对于不同人员，可以选择不同的图标在地图上显示，通过不同的图标将能一眼区别不同的人员、职务或工种。

 

  

5.4 电子围栏功能

当未经授权人员进入电子围栏区域将会触发闯入报警。

安全区域报警：后台可划分定位区域内安全区电子围栏、警报区和禁区电子围栏等不同级别和类型的区域，目标一旦进入便触发相应

  

5.5  一键求救功能

人员佩戴的定位标签具有一键SOS报警功能，通过一键报警可以将人员位置信息呈现在地图上，第一时间找到求救人员。

 

5.6  长时间静止报警

如人员进入管廊连续2分钟（时间可调）静止将会触发长时间静止报警，人员可能晕倒或者发生事故，需要及时查明救援。

  

5.7 自动考勤功能

自动考勤功能将能够自动记录人员进出管廊时间，统计人员在管廊中停留的时长并可以生产统计报表。

 

5.8 二次开发接口

定位系统提供二次开发接口，可以和管廊平台数据对接。

 

5.9 自动休眠功能

标签内置3轴加速度传感器在平时不用的时候将会自动休眠节约用电使得标签使用时间更长久。

 

6.  基站布点设计

 

 

 

 

  

7. 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，根据工程实际情况可以选择其中一种供电模式。

 

 8.  设备介绍

8.1  定位基站

 

设备参数（型号：HXZK-XD）
产品规范	802.15.4a   802.11AN
设备接口	网口 1个
	DC口1个
供电电压	DC12V/POE-12V
设备功耗	平均功耗5w
安装方式	吸顶安装
工作频段	6.24-6.74GHz
信道频宽	500MHz
发射功率	0.1mw
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	60米
尺寸（毫米）	120*65
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	IP54

  

8.2  手环定位标签

 

 

 

此款标签支持 佩戴在安全帽上也支持戴在手上。

  

设备参数（型号：HXZK-SH）
充电电压	DC5V/1A
设备功耗	瞬时功耗<10mW
续航时间	TOF>1个月
充电口	MiniUSB充电口
工作频段	6.24-6.74GHz
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）
时间同步	无线时间同步
数据传输距离	大于100米
尺寸（厘米）	4*4*2
工作温度	-20℃~65℃
重量（克）	27
工作湿度	0%～90%无凝结
防护等级	IP54
电池	600mAh
休眠	智能休眠
ROHS	兼容
SOS告警	支持
低电量告警	支持
输出功率	-24dBmM/MHz

 

8.3 工牌标签

 

 

设备参数（型号：HXZK-GP）
充电电压	DC5V/1A
设备功耗	瞬时功耗<10mW
续航时间	TOF>1个月
充电口	MiniUSB充电口
工作频段	6.24-6.74GHz
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）
时间同步	无线时间同步
数据传输距离	大于100米
尺寸（厘米）	9×6×0.7
工作温度	-20℃~65℃
重量（克）	38
工作湿度	0%～90%无凝结
防护等级	IP54
电池	900mAh
休眠	智能休眠
ROHS	兼容
SOS告警	支持
低电量告警	支持
输出功率	-24dBmM/MHz

 

9. 定位基站安装

 

  

10. 基站安装注意事项

 

安装位置选择

1：定位天线不要贴近金属物。电磁波通过金属面反射会造成非常强的多径效应，从而影响定位精度。

2：不要靠近高功率设备（全频段谐波），比如的无线电，大型机械日光灯等。由于UWB 的信号接近噪声水平，任何高功率多次谐波对它都会带来影响。

3：远离液体，液体对该频段的电磁波吸收非常明显。

4：选择视野开阔处安装。

5：本设备若采用PoE 供电，距离不宜超过100米，必须选用超五类以上等级的网线，如果品质不好或者过长 ，会导致设备供电压不够无法正常工作。

6：工作环境温度 建议在 -20 ℃ ~ 65 ℃ 。

 

高度要求

为了让基站辐射覆盖性能更佳，安装高度建议2-3米。

 

基站布局要求

基站在安装的时候，对布局有一定的要求，在只有三个基站的时候，尽可能安装成锐角三角形。

避免出现钝角三角形情况，这样会对系统精度造成影响。

 

位置要求

适度离开墙体，基站安装的位置要适度离开墙体，建议和墙体保持750px 的距离，避免在识别的时候，造成多径的误识别。

 

支架安装

由于设备的特殊性，避免带来定位的误差，定位基站在安装的时候，需要和墙体保持一定的距离，在很多时候，需要特别为设备准备支架，确保和墙体的间隔，参考位置要求。安装实例如下：

 

天线安装

定位天线必须垂直于地面，天线要拧紧。

定位基站安装高度尽量高于2米，远离遮挡，基站天线需要垂直地面向下安装。