室內(nèi)外機車或人員高精度定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及定位系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種室內(nèi)外機車或人員高精度定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]廠房環(huán)境屬于典型的工業(yè)環(huán)境，有很多金屬部件和鋼架結(jié)構(gòu)，對信號傳輸，多路徑效應(yīng)抑制、高可靠定位數(shù)據(jù)等的要求很高，且客戶將基于這些數(shù)據(jù)，與生產(chǎn)作業(yè)流程系統(tǒng)連接，因此實時定位系統(tǒng)需要能夠在多金屬的工業(yè)環(huán)境中具有高度穩(wěn)定的定位性能，并具有亞米級或高等級的定位精度，以及足夠的性能冗余，否則在將來的流程對接中將導(dǎo)致系統(tǒng)無法工作，而現(xiàn)有其它定位技術(shù)無法解決室內(nèi)高精度定位問題(例如GPS無法在廠房內(nèi)接收到GPS衛(wèi)星信號)，基于以上原因，在廠房區(qū)域?qū)崿F(xiàn)移動車輛、人員動態(tài)信息的實時跟蹤、收集和智能化控制，必須采用無線通訊技術(shù)結(jié)合高精度定位技術(shù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對上述情況，本實用新型提供了一種室內(nèi)外機車或人員高精度定位系統(tǒng)，對新建機車檢修基地所有機車及人員實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，實現(xiàn)配屬機車及人員的可視化及安全生產(chǎn)管理。運用先進(jìn)的定位技術(shù)，對所有機車或人員進(jìn)行準(zhǔn)確定位，將機車或人員位置信息、狀態(tài)信息(如運用、整備、檢修、交車、試驗等狀態(tài)和時間)及時傳遞給中心服務(wù)器，用戶可及時了掌控各機車和人員情況，便于機車及人員的管理。
[0004]本實用新型解決問題的技術(shù)方案是，一種室內(nèi)外機車或人員高精度定位系統(tǒng)，包括室內(nèi)UWB定位系統(tǒng)、室外DGPS定位系統(tǒng)、可視化服務(wù)器和顯示終端，所述室內(nèi)UWB定位系統(tǒng)包括安裝于機車或人員上的定位標(biāo)簽、參考標(biāo)簽、定位接收器、定位處理器，所述定位接收器設(shè)置在需要定位區(qū)域庫房上方的橋架上，定位標(biāo)簽以超寬帶脈沖重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，定位接收器測量數(shù)據(jù)幀到達(dá)接收器的時間并上傳至定位處理器，定位處理器根據(jù)定位標(biāo)簽和參考標(biāo)簽數(shù)據(jù)幀到達(dá)接收器的時間差，計算定位標(biāo)簽位置，并上傳至可視化服務(wù)器，經(jīng)可視化服務(wù)器的控制軟件處理，確定機車或人員位置，再經(jīng)顯示終端顯示；所述室外DGPS定位系統(tǒng)，包括位于基準(zhǔn)站的內(nèi)置GPS接收模塊和WIFI模塊的工業(yè)級定位器、安裝于機車或人員上的GPS接收模塊，利用差分GPS技術(shù)計算出基準(zhǔn)站和機車或人員到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，通過WIFI數(shù)據(jù)鏈后端LAN上傳至可視化服務(wù)器，經(jīng)可視化服務(wù)器的控制軟件處理，確定機車或人員位置，再經(jīng)顯示終端顯示；根據(jù)UWB和DGPS提供的機車或人員覆蓋區(qū)域，系統(tǒng)自動切換定位系統(tǒng)，從而實現(xiàn)室內(nèi)與室外的無縫定位覆蓋。
[0005]進(jìn)一步，所述的室內(nèi)UWB定位系統(tǒng)通過SFTP超五/六類局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)電纜將定位接收器與定位處理器連接成RS485通訊網(wǎng)絡(luò)，并采用菊花鏈、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或混合形式進(jìn)行連接。
[0006]進(jìn)一步，每個橋架布設(shè)的定位接收器按菊花鏈方式以36m左右間隔串聯(lián)起來。
[0007]進(jìn)一步，所述的室外DGPS定位系統(tǒng)通過GPS基準(zhǔn)站和WIFI基站實現(xiàn)，所有定位數(shù)據(jù)信息都通過預(yù)留接口傳入可視化服務(wù)器進(jìn)行處理。
[0008]進(jìn)一步，所述的WIFI基站與LAN相連接的網(wǎng)線做浪涌防護(hù)和接地做防雷保護(hù)。
[0009]本實用新型采取上述技術(shù)方案所帶來的有益效果是:本系統(tǒng)采用超寬帶+DGPS實現(xiàn)室內(nèi)外定位的無縫覆蓋，在室內(nèi)采用超寬帶UWB定位技術(shù)，在室外區(qū)域，通過DGPS差分基準(zhǔn)站信息的校準(zhǔn)，對在室外區(qū)域行駛的車輛或人員進(jìn)行DGPS定位，DGPS信號和超寬帶信號會根據(jù)車輛或人員所在的覆蓋區(qū)域，由系統(tǒng)進(jìn)行自動切換，從而實現(xiàn)了室內(nèi)與室外的無縫定位覆蓋。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的硬件系統(tǒng)組成示意圖
[0011]圖2為室內(nèi)UWB定位系統(tǒng)的架構(gòu)圖
[0012]圖3為室外DGPS定位系統(tǒng)的架構(gòu)圖
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0014]如圖1所示，一種室內(nèi)外機車或人員高精度定位系統(tǒng)，包括室內(nèi)UWB定位系統(tǒng)、室外DGPS定位系統(tǒng)、可視化服務(wù)器和顯示終端，室內(nèi)UWB定位系統(tǒng)和室外DGPS定位系統(tǒng)分別將處理后的定位數(shù)據(jù)上傳至可視化服務(wù)器，經(jīng)可視化服務(wù)器的控制軟件處理，確定機車或人員位置，再經(jīng)顯示終端顯示。
[0015]室內(nèi)UWB定位系統(tǒng)如圖2所示，包括安裝于機車或人員上的定位標(biāo)簽、安裝于已知位置的參考標(biāo)簽、定位接收器、定位處理器，所述定位接收器設(shè)置在需要定位區(qū)域庫房上方的橋架上，每個橋架布設(shè)的定位接收器按菊花鏈方式以36m左右間隔串聯(lián)起來，定位接收器與定位處理器通過SFTP超五/六類局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)電纜連接成RS485通訊網(wǎng)絡(luò)，并采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接。具體工作過程為:定位標(biāo)簽以超寬帶脈沖重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，定位標(biāo)簽發(fā)送的超寬帶脈沖被若干定位接收器接收，且每個定位接收器利用高感度的短脈沖偵測器測量定位標(biāo)簽的數(shù)據(jù)幀到達(dá)接收器天線的時間，定位處理器基于已知參考標(biāo)簽(ReferenceTag)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，確定定位標(biāo)簽到達(dá)不同定位接收器之間的時間差，利用三角定位技術(shù)TDOA及優(yōu)化算法來計算標(biāo)簽位置，并上傳至可視化服務(wù)器，可視化服務(wù)器的控制軟件處理后確定機車或人員位置，再經(jīng)顯示終端顯示。
[0016]室外DGPS定位系統(tǒng)如圖3所示，將GPS接收模塊和WIFI模塊設(shè)置在同一工業(yè)級定位器上，通過GPS基準(zhǔn)站和大功率WIFI基站實現(xiàn)，且WIFI基站與LAN相連接的網(wǎng)線做浪涌防護(hù)和接地做防雷保護(hù)，所有定位數(shù)據(jù)信息都通過預(yù)留接口傳入可視化服務(wù)器進(jìn)行處理，再經(jīng)顯示終端顯示。根據(jù)UWB和DGPS提供的機車或人員覆蓋區(qū)域，系統(tǒng)自動切換定位系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了室內(nèi)與室外的無縫定位覆蓋。
[0017]DGPS 是英文 Difference Global Posit1ning System 的縮寫，S卩差分全球定位系統(tǒng)，方法是在一個精確的已知位置(基準(zhǔn)站)上安裝GPS接收機，根據(jù)基準(zhǔn)站已知精確坐標(biāo)，計算出基準(zhǔn)站到G