隨著智慧工廠時代的到來,在人員安全問題較為重要的行業(yè),比如礦井、化工廠、發(fā)電廠等危險品生產(chǎn)企業(yè)里,為了避免人員安全事故的出現(xiàn),各家企業(yè)都逐步裝備了人員定位系統(tǒng)。對于人員的定位技術(shù)可謂是種類繁多,但是各技術(shù)之間還是有不小的差別。在室外可以利用GPS對人員進(jìn)行定位,但是在室內(nèi)GPS信號由于建筑物的遮擋、鋼筋水泥l(xiāng)ll對信號的干擾、定位精度不高等因素使其無法正常使用。下面我們來看一下常用技術(shù)的優(yōu)劣勢對比:
1、WI-FI技術(shù)(功耗高、穩(wěn)定性差)
Wi-Fi定位應(yīng)用采用在區(qū)域內(nèi)安置無線基站,根據(jù)待定位 Wi-Fi 設(shè)備的信號特征,結(jié)合無線基站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),綜合確定待定位 Wi-Fi 設(shè)備的坐標(biāo)。Wi-Fi 定位技術(shù)便于利用現(xiàn)有的無線設(shè)備實現(xiàn)定位功能,但由于 Wi-Fi 的安全性較差,功耗較高,頻譜資源已趨近飽和,因此,不利于終端設(shè)備的長期攜帶和大規(guī)模應(yīng)用。
2、射頻識別RFID技術(shù) (只能實現(xiàn)區(qū)域定位)
zigbee定位優(yōu)勢是利用電磁感應(yīng)原理,通過無線激發(fā)近距離無線標(biāo)簽,實現(xiàn)信息讀取的技術(shù)。射頻識別距離從幾厘米到十幾米。RFID 用于人員定位的典型應(yīng)用來自人員考勤系統(tǒng)的拓展,主要進(jìn)行人員是否存在于某個區(qū)域的辨識,不能做到實時跟蹤,并且定位應(yīng)用還沒有標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)體系,因此,不適用于大型設(shè)備的巡檢,人員安全的確認(rèn)等用途。
3、UWB技術(shù)(成本高、精度好)
UWB(Ultra Wideband)是一種無載波通信技術(shù),利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù),通常利用TDoA(到達(dá)時間差)和ToF(時間到達(dá))算法實現(xiàn)人員或物品位置的信息。此外,對所需定位的物品或人員UWB技術(shù)需要鋪設(shè)基站和佩戴標(biāo)簽。UWB技術(shù)zui高可實現(xiàn)厘米級的定位水平,但是定位成本很高,適用于定位面積小,高經(jīng)濟附加值的行業(yè),在工廠領(lǐng)域動輒大幾百萬的投入,和對人的厘米級定位有點“大才小用”。
4、zigbee定位優(yōu)勢技術(shù)(適用于人員定位領(lǐng)域)
ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。其特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域。正是其在工業(yè)領(lǐng)域的特點,其干擾性、低功耗、全雙工、免布線等特點,就具備了定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)性能,其在通信協(xié)議棧和算法處理后可實現(xiàn)性價比*的標(biāo)簽定位系統(tǒng)。定位精度可達(dá)3m,局部地區(qū)精度1m,*工廠領(lǐng)域在成本控制前提下對人員的定位需求。
針對項目現(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境,新銳科創(chuàng)創(chuàng)造性的把zigbee定位方式進(jìn)行升級,*:把單點感應(yīng)定位、兩點直線定位和三點平面定位進(jìn)行整合,根據(jù)基站所處的位置不同,調(diào)整定位策略,確保復(fù)制環(huán)境下的定位效果。第二:系統(tǒng)不單純依靠RSSI信號值進(jìn)行處理,同時利用*的飛行時間算法(TDoA)對信號進(jìn)行優(yōu)化處理,使無線信號zui大程度不受外界因素的干擾。
以Zigbee技術(shù)組網(wǎng)和定位有如下優(yōu)點:
定位精度高:公司定位在原有zigbee協(xié)議?;A(chǔ)上進(jìn)行升級優(yōu)化,使定位精度達(dá)到3米,局部定位精度1米,充分滿足工廠對工人實時定位的需求。
數(shù)據(jù)安全:Zigbee技術(shù)*的128k加密算法,抗*力強,可防止數(shù)據(jù)的泄露和無線信號的干擾。
節(jié)能低功耗:公司識別卡在協(xié)議上對電池使用作了優(yōu)化,使的電池更加耐用。電池的工作時間可以達(dá)到一年以上,同時低功耗對人體的輻射也很低,相當(dāng)于手機萬分之一。
免布線:產(chǎn)品在項目實施過程中只需要把電源線部署到設(shè)備安裝位置即可,不需要額外的其他布線,省去大量的布線成本,更便于日常的維護、排障;
全雙工通信:,公司產(chǎn)品在通信商上采用全雙工通信,實現(xiàn)了發(fā)射端和接收端的雙向互動的通訊方式,確保數(shù)據(jù)再上傳和下發(fā)的過程中信號能有效接收。
海量地址空間:擴展了控制的地址,高達(dá)6萬4千個地址,在一些大型工廠項目中,不受節(jié)點的限制。