【Java】UWB高精度工业人员安全定位系统源码

基于Vue+Spring boot前后端分离架构开发的一套UWB技术高精度定位系统源码。

UWB高精度人员定位系统提供实时定位、电子围栏、轨迹回放等基础功能以及各种拓展功能,用户可根据实际需要任意选择搭配拓展功能。该系统简易部署，方便使用，实时响应。UWB高精度定位采用应用层、设备采集终端、数据存储及大数据分析进行框架主体设计，实现原理清晰，结构严谨，是系统功能得到极大优化。高精度无线定位传感器，通过无线脉冲专利技术，通过在定位区域内布设有限数量定位微基站，实时精确地定位员工、车辆、资产上定位标签位置，实时地将人、车、物的位置信息显示在GIS地图上，可进行安全区域管控、人员在岗监控、车辆实时轨迹监控。

 

一、系统概述

系统采用UWB高精度定位技术，可实现厘米级别定位。UWB作为一种高速率、低功耗、高容量的新兴无线局域定位技术，目前应用主要聚焦在室内外精确定位。在工业自动化、物流仓储、电力巡检、煤矿施工、自动驾驶等领域得到广泛使用。

使用uwb室内定位技术，采取佩戴标签卡的形式，能够实时获取人员精确位置，精度最高可到10cm，集风险管控、视频联动、历史轨迹回放、人员管理、电子围栏、各种行为监控、应急救援等功能为一体。

系统利用通讯网络作为主传输平台，相应的定位基站、定位防拆手环等设备与系统挂接，通过管理软件与主系统以标准的专用数据库进行后台数据交换从而实现区域目标的跟踪定位和安全管理。

 

二、系统功能特点：

【实时定位】

◆ 实时获取人员/物资/车辆位置、分布及活动轨迹；

◆ 物资、车辆数量可实时查询，实现全自动化管理；

◆ 智能寻找物资、车辆，提高工作效率，实现合理调度。

 

【智能考勤与工时统计】

◆ 智能考勤：自动记录厂区人员考勤信息；

◆ 工时统计：统计各时间段内的个人或部门工作时长信息；

◆ 数据导出：按人员信息分类查询、打印考勤信息，生成考勤报表。

 

【行为监测】

◆ 对区域内人员实施行为监测，有效防止串岗/脱岗、超员/缺员等；

◆ 人员滞留超过一定时间报警提醒，自定义设置滞留区域和时间；

◆ 多人聚众/无人值守报警提醒，自定义安全聚众人数；

◆ 人员静止超过一定时间报警提醒，自定义界限时间。

 

【电子围栏】

◆ 可灵活设定电子围栏形状、报警规则 以及进出权限；

◆ 对无权限进出危险区域人员进行报警管理，确保人员的安全活动范围。

 

【 视频联动、可视化数据分析】

◆ 联动监控系统对重点区域进行视频监控，提高预警能力；

◆ 针对告警事件保留视频记录，为事件处理提供依据；

◆ 人员效率分析、物资分布统计，实现人员合理调度仓储物资合理利用。

 

UWB定位卡：

UWB三防定位标签、腕带型标签、定位标签模块、安全帽型标签、工卡型标签

UWB基站：

免布线无线定位基站、室外定位基站、定位基站模块、面板型定位基站

 

三、空间维度

        如果以维度来进行划分，定位技术可分为零维、一维、二维、三维定位模式。企业可根据自身的实际需求，选取合适的定位模式，UWB人员定位技术的定位模式。

        零维定位模式属于存在性监测，通常利用当前区域是否存在定位标签的方式进行工作，这种方式局限性很大，目前运用的并不多。较适合的定位场景为监狱，主要应用在空间的人员到位情况，不过目前其他的定位技术可覆盖此单一类型。

        一维定位模式主要应用在测距上，通过两点间的距离测量长度或高度。主要应用场景如隧道内的测距、定位等。

        二维定位是应用广泛的定位方式，基本可以应用到所有场景，通过建设基站，确定区域内标签位置，准确定位目标标签的位置及行为轨迹，能够准确定位人员、设备。

        三维定位模式是目前较火的定位方式，是在二维的基础上进行升级，主要体现在定位目标的可视化，便于管理人员进行管理。

 

四、UWB定位的技术特点

UWB人员定位技术是一种新型的无线通信技术，其与传统通信技术有很大的差异。

在传统通信体制中，数据传输一般都需要使用载波来承载，UWB人员定位技术则不需要，取而代之的是通过发送和接收具有纳秒甚至亚纳秒级的极窄脉冲来传输数据，一个信息比特可映射为数百个这样的脉冲。

 

1、低功耗

        UWB人员定位系统使用周期性的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0.2ns~1.5ns之间，占空比非常低，省去了发送连续载波的大量功耗，因此功耗可以做到很低。

2、高安全

        UWB人员定位系统的物理层技术具有天然的安全性能，其带宽大，发射功率谱密度比噪声还要低，承载的信息淹没在噪声中，被截获和干扰的概率非常低。反之，影响其他无线通信的概率也非常低。总结起来。就是自己既不干扰别人，别人也很难干扰自己。

 

3、高精度

UWB人员定位系统具有厘米级的高精度定位能力。UWB信号时域宽度极窄，接收端在测量时，能获得极高的时间分辨率，简单讲就是时间测量准，这是实现高精度定位的基础。

        同时它还具有很强的抗多径能力，不同方向到达的信号很难出现叠加干扰，这对高精度定位也非常有好处。

 4、低成本

        部署UWB人员定位系统，有一定的硬件采购成本，但UWB基站覆盖范围大，典型半径达50-150米，同样面积下，需不熟的设备更少。同时，UWB人员定位系统一旦调试部署完成后，几乎不用再改动，可长期使用，运营成本低。

 

五、UWB高精度定位系统应用特点：

1、定位精度：UWB高精度定位系统具有非常高的定位精度，可以将定位精度降低至厘米级别。这使得UWB系统可以用于精确定位应用。

2、距离测量：UWB定位系统可以准确测量两个节点之间的距离，可以用于室内/室外的实时距离测量。

3、容错性：UWB系统具有非常好的容错性，可以在遮挡、电磁干扰、低SNR等情况下仍然能够准确定位。

4、功耗：UWB系统具有较低的功耗，能够实现低功耗的定位系统。

5、实时性：UWB定位系统可以提供实时定位，适用于高实时性应用。

       

 

六、UWB高精度定位系统具体行业应用浅析

        1、制造行业：可实现人员、车辆物资实时定位、工作考勤、电子围栏、历史轨迹回放、巡检巡查、三维显示、视频监控联动等。

        2、能源电力：人员、车辆、物资的位置定位，实时轨迹监控、历史轨迹、电子围栏、到岗到位、三维展示、视频联动等。

 

        3、物流行业：人员、车辆、资产、工具定位、精准地将人、车、物的位置信息显示在物流仓储控制中心。

        4、监狱：人员精准实时定位，能够随时掌握人员在监所中的位置、活动轨迹以及监所各区域人员分布情况。

        5、养老院：可实现看护人的精准定位，管理人员可设定电子围栏，被监护人在离开规定区域或超出时间，后台会触发告警，老人在发生意外时，管理人员可根据准确位置及时进行紧急救援。

        6、煤矿隧道：实现人员精准实时定位，能够随时掌握人员在煤矿中的位置、活动轨迹以及煤矿各区域人员分布情况，并可在特殊情况下及时进行应急救援。