狭长的地下管廊、蜿蜒的公路隧道、以及地形复杂的野外林区,是无线信号传输的“天然克星”。在这些长距离场景中,常规设备往往面临信号衰减快、绕射能力差的困境,导致监控画面卡顿甚至失联。码讯将为您解锁“高精度定位”与“远距离传输”的技术奥秘,探讨如何利用UWB+WiFi融合技术、工业级无线网桥,在没有光纤覆盖的“通信孤岛”中,低成本、快部署地搭建起一条稳定可靠的数据传输链路。
Q:什么是UWB?为什么它是工业定位的最佳选择?
A:在探讨具体方案前,我们首先需要理解为什么UWB(Ultra-Wideband,超宽带)技术被公认为目前最先进的工业级高精度定位技术。
UWB(超宽带)技术是一种无线通信技术,使用频率带宽超过1GHz。它不适用传统的载波,通过发送纳秒级的非正弦波窄脉冲来传输数据。
通常,UWB定位有以下几种方式:
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飞行时间法 ToF,Time of Flight |
到达时间差法 TDOA, Time Difference of Arrival |
到达角法 AOA, Angle of Arrival | |
|---|---|---|---|
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原理 |
测量信号从标签到基站的往返时间,计算距离(公式:距离 = 光速 × 飞行时间/2) |
标签发送信号后,多个基站利用测量到的信号到达的时间差,结合基站已知位置信息,计算出标签(信号源)的位置 |
利用天线阵列测量信号到达的相位差,计算信号入射角度,结合三角测量法确定位置 |
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特点 |
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应用场景 |
高精度场景 |
医疗设备跟随、工业自动化等场景 |
在复杂环境中提高定位精度 |
这与依赖信号强度(RSSI)进行估算的蓝牙和WiFi定位技术有本质区别,UWB技术在现代通信和定位系统中得到了广泛应用,尤其是在工业通信和物联网设备中。具有以下优点:
- 高精度定位:UWB技术可以实现厘米级甚至毫米级的定位精度,远高于GPS和蓝牙等技术。
- 强抗干扰能力:由于信号占用极宽的频带,UWB能够有效抵抗多径干扰和其他无线信号的干扰。
- 低功耗:适合电池供电的物联网设备。
- 适用场景广泛:特别适合室内等密集多径场所的高速无线接入。
多种定位技术精度对比
| 定位技术 | UWB | 蓝牙5.1 | 蓝牙信标 | Wi-Fi | RFID | Zigbee |
|---|---|---|---|---|---|---|
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精度 |
10-30cm |
1-5m |
3-5m 依赖于信标的密度 |
5-15m |
15cm-1m |
3-10m |
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可靠性 |
抗干扰能力强 |
对多路径、障碍物敏感 |
易受遮挡和多径影响 |
对多路径、障碍物敏感 |
不易受干扰 |
抗干扰能力弱 |
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覆盖范围 |
50-100m |
10-20m |
6-8m |
40-50m |
1m |
60-70m(主要应用一维) |
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数据通信 |
最高27Mbps |
最高2Mbps |
不适用 |
最高1 Gbps |
不适用 |
20-250kbps |
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安全范围 |
非常安全,支持加密认证 |
易受中继攻击 |
易受中继攻击 |
易受中继攻击 |
对多路径、障碍物敏感 |
安全性比较低 |
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定位服务延迟 |
<1ms |
≤3ms |
≥3ms |
≥3ms |
≥1s |
30ms |
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可拓展性 |
支持数万标签 / 不限量标签 |
几百到一千标签 |
几百到一千标签 |
几百到一千标签 |
不限量标签 |
最大60000个节点 |
从上表可以清晰地看到,UWB在精度、可靠性、安全性、实时性和可拓展性方面拥有压倒性优势,是工业环境中实现高精度人员和资产定位的最佳技术选择。
Q: 在狭长的地下综合管廊或隧道内,如何实现WiFi信号的全覆盖、人员的精确定位?
传统方案需要部署WiFi和定位两套系统,成本高、施工复杂。最佳方案是采用“通信+定位”融合的设备。
正如上文的对比表所示,UWB技术提供了其他技术无法比拟的厘米级定位精度。码讯光电创新性地将UWB与WiFi技术融合,推出“一机两用”的解决方案,同时发射WiFi信号用于日常通信,并发射UWB信号用于 30cm级 的高精度定位。在位置定位基础上实现历史轨迹、实时位置、智能考勤、电子围栏、视频联动、双向告警等,满足不同行业用户在零维、一维、二维、三维场景下的业务需求。只需部署一套基站,即可同时解决两大核心难题,为客户极大降低建设和运维成本。
码讯UWB+WiFi融合定位基站
| 无线技术 | 防护等级 | 防爆等级 | 适用场景 | |
|---|---|---|---|---|
|
MX5012A-MI6U |
WiFi 5(802.11ac) |
IP68 |
- |
工业园区、仓储物流的货物定位、AGV调度 |
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MX6022A-ME8U |
WiFi 6(802.11ax) |
IP68 |
- |
智能工厂、能源电力的设备检测、巡检 |
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MX811-1FU MX821-1FU |
WiFi 5(802.11ac) , Wi-Fi 6 (802.11ax) |
IP68 |
双防爆认证 Exd IIB T6 Gb Ex tb IIIC T80℃ Db |
石油化工、综合管廊的乙烯、丙烷等中危区域的人员定位、巡检、电子围栏 |
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MX911-1FU MX921-1FU |
WiFi 5(802.11ac) , Wi-Fi 6 (802.11ax) |
IP68 |
双防爆认证 Exd IIC T6 Gb Ex tb IIIC T80℃ Db |
石油化工行业、综合管廊的氢气、乙炔生产等高危化工反应区的人员定位、巡检、电子围栏 |
Q: 如何保障进入管廊或隧道内作业人员的安全,并在发生危险时及时告警和救援?
A: 为作业人员配备带SOS一键呼救功能的定位标签是保障其安全的关键措施。
产品推荐:
- 码讯人员定位标签系列 ,包含MX270C(WiFi 定位标签),UB100安全帽式、UB101胸牌式、UB102腕式。
核心优势:
- 管理中心可通过定位平台实时查看每个人员的精确位置,设置电子围栏防止人员进入危险区域。一旦发生紧急情况,人员可按下标签上的 SOS按钮,中心会立即收到告警并联动视频,快速组织救援。
Q: 如何在偏远林区、水利河道、野外高压输电实现视频监控和高效无线组网?
A: 对于这类监控点分散、地形复杂、有线网络无法到达的场景,最高效的解决方案是采用大功率、远距离的工业无线网桥进行“点对多点”组网。
- 产品推荐: 码讯工业无线网桥系列
- 核心优势: 无需沿途铺设昂贵的光缆,只需在监控中心和各个监控点之间建立无线链路,即可将多路高清视频信号稳定回传。
- 方案价值: 该系列网桥传输距离从3公里到 50公里适配各种场景,并具备强大的抗干扰性能和 IP68 防护等级,足以应对户外恶劣天气。相比传统方案,无线网桥方案可将项目成本降低50%以上,施工周期缩短80%。我们已在全国多个森林防火和水利监控项目成功应用,欢迎索取详细方案。
码讯工业级无线网桥
| 型号 | 无线标准 | 核心优势 | 防护等级 | 部署优势 | 典型场景 |
|---|---|---|---|---|---|
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MX4011B-DE29 |
WiFi 4(802.11a/n) |
50km 超远距传输,适配长距野外组网 |
IP68 |
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MX5011B-DE29 |
WiFi 5(802.11ac) |
20km 中远距传输,最高速率可达 867Mbps ,平衡距离与带宽 |
IP68 |
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MX6021B-DI19 |
WiFi 6(802.11ax) |
3km 短距 + 2400Mbps 超高速率,低时延高并发 |
IP68 |
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