想象在一條長(zhǎng)3km 的公路隧道，施工與檢修人員佩戴內(nèi)置UWB標(biāo)簽的工牌，隧道管理中心能實(shí)時(shí)看到每名人員與檢修車(chē)的位置軌跡。

當(dāng)有人員進(jìn)入禁止施工區(qū)或在相鄰?fù)ㄜ?chē)區(qū)滯留時(shí)，系統(tǒng)立刻觸發(fā)語(yǔ)音與燈光提示并聯(lián)動(dòng)隧道信號(hào)系統(tǒng)，確保施工安全與行車(chē)安全。緊急情況下，調(diào)度方能快速定位被困人員并指引最優(yōu)救援路線，顯著縮短反應(yīng)時(shí)間。

隧道環(huán)境（公路隧道、鐵路隧道、地鐵隧道、礦井巷道及市政管廊等）對(duì)定位技術(shù)提出了極高要求。傳統(tǒng)基于GNSS、Wi-Fi、藍(lán)牙或單純慣導(dǎo)的方案，在這種受限空間內(nèi)往往力不從心。

安信可推出的UWB室內(nèi)定位模組，其厘米級(jí)定位精度、多徑分辨能力與低延遲特性，是隧道安全管理、設(shè)備調(diào)度與應(yīng)急救援能力提升的重要支點(diǎn)。

1、安信可UWB室內(nèi)定位模組

安信可UWB模組基于超寬帶脈沖通信與精確時(shí)鐘同步/測(cè)距算法設(shè)計(jì)，面向工業(yè)級(jí)室內(nèi)定位應(yīng)用做了多項(xiàng)優(yōu)化：

●定位精度：10cm室內(nèi)精準(zhǔn)定位。

●測(cè)距方式：支持雙向測(cè)距（TWR）與TDoA（到達(dá)時(shí)間差）定位模式；支持多標(biāo)簽多基站并發(fā)。

●抗多徑能力：超寬帶信號(hào)具有天然的多徑分辨能力，可在反射強(qiáng)烈的金屬/混凝土環(huán)境中更準(zhǔn)確識(shí)別直達(dá)脈沖。

●接口與集成：提供UART/SPI/I2C等工控常用接口，帶SDK/API，便于與PLC、調(diào)度系統(tǒng)或SCADA對(duì)接。

●功耗與體積：可做到低功耗待機(jī)+快速喚醒，模組體積小、便于集成到工牌、移動(dòng)設(shè)備或固定基站。

BU01

BU01 是基于 Decawave 的 DW1000 設(shè)計(jì)的超寬帶（UWB）收發(fā)器模組。BU01 集成了天線，RF 電路，電源管理和時(shí)鐘電路。BU01 可以用于雙向測(cè)距或TDOA 定位系統(tǒng)中，定位精度可達(dá)到 10 厘米，并支持高達(dá) 6.8 Mbps 的數(shù)據(jù)速率。

特征

●集成簡(jiǎn)單，無(wú)需 RF 設(shè)計(jì)

●使用 RTLS 的基礎(chǔ)架構(gòu)，擴(kuò)展了通訊范圍

●支持高標(biāo)簽密度

●符合 IEEE 802.15.4-4011 UWB 標(biāo)準(zhǔn)

●支持 3.5 GHz 至 6.5 GHz 的 4 個(gè)信道

●可編程的發(fā)射功率

●電源 2.8 V 至 3.6 V

●睡眠模式下功耗<1mA

●支持雙向測(cè)距和 TDOA

●支持 SPI 接口

●數(shù)據(jù)速率 110 kbps，850 kbps，6.8 Mbps

參數(shù)

BU03

BU03 是安信可科技基于 Decawave 的 DW3000 系列芯片設(shè)計(jì)的超寬帶（UWB）模組。

BU03 集成了板載陶瓷天線，RF 電路，電源管理。BU03 可以用于雙向測(cè)距、 TDOA 或 PDOA 定位系統(tǒng)中，定位精度可達(dá)到 10 厘米，并支持高達(dá)6.8Mbps的數(shù)據(jù)速率。

特征

●采用 SMD-24 封裝

●符合 IEEE 802.15.4-2015 UWB 標(biāo)準(zhǔn)

●符合 IEEE802.15.4z（BPRF mode）

●支持信道5、信道9

●集成簡(jiǎn)單，無(wú)需 RF 設(shè)計(jì)

●集成 MAC 支持功能

●使用 RTLS 的基礎(chǔ)架構(gòu)，擴(kuò)展了通信范圍

●數(shù)據(jù)速率 850 Kbps，6.8 Mbps

●支持雙向測(cè)距和 TDOA 和 PDOA 定位方案

●提供精確定位和數(shù)據(jù)傳輸

●定位精度 10 厘米

●支持高標(biāo)簽密度

●集成 HW AES 256

●支持 SPI 接口

●9 個(gè)可配 GPIO

●可編程調(diào)節(jié)發(fā)射功率大小

●供電電壓支持 2.5 V 至 3.6 V

●睡眠模式下功耗<1uA

●適用于紐扣電池方案

參數(shù)

BU04

BU04 是深圳市安信可科技有限公司基于 Decawave 的 DW3000 系列芯片設(shè)計(jì)的雙天線超寬帶（UWB）模組。

BU04 集成了 DW3000+STM32F103 MCU，支持雙板載天線或者雙IPEX 座外接天線。BU04 可以用于雙向測(cè)距、TDOA 或 PDOA 定位系統(tǒng)中，定位精度可達(dá)到 10 厘米，并支持高達(dá) 6.8 Mbps 的數(shù)據(jù)速率。

特征

●采用 SMD-34 封裝兼容 DIP-16 封裝

●符合 IEEE 802.15.4-2015 UWB 標(biāo)準(zhǔn)

●符合 IEEE802.15.4z（BPRF mode）

●支持雙天線通道

●支持信道 5、信道 9

●集成簡(jiǎn)單，無(wú)需RF二次設(shè)計(jì)

●支持板載天線，兼容 IPEX 座外接天線

●集成 MAC 功能

●使用 RTLS 的基礎(chǔ)架構(gòu)，擴(kuò)展了通信范圍

●數(shù)據(jù)速率支持 850 Kbps，6.8 Mbps

●支持雙向測(cè)距和 TDOA 和 PDOA 定位方案

●提供精確定位和數(shù)據(jù)傳輸

●定位精度 10 厘米

● 支持高標(biāo)簽密度

●集成 HW AES 256

●支持 SPI 接口

●20 個(gè)可配 GPIO

●集成 STM32F103 MCU

●可編程調(diào)節(jié)發(fā)射功率大小

●供電電壓支持 2.5 V 至 3.6 V

參數(shù)

2、隧道定位的典型場(chǎng)景與關(guān)鍵痛點(diǎn)

隧道場(chǎng)景雖同屬“室內(nèi)”，但因其結(jié)構(gòu)、用途與安全要求的多樣性，面臨的定位難點(diǎn)具備許多行業(yè)特有的屬性。

交通（公路/鐵路/地鐵）隧道

●實(shí)時(shí)車(chē)輛與維護(hù)人員定位：需要實(shí)時(shí)掌握檢修人員、巡檢車(chē)位置，避免作業(yè)區(qū)與通行車(chē)輛沖突。

●緊急救援與逃生指引：事故發(fā)生時(shí)需準(zhǔn)備快速定位被困人員并指引救援路線。

●長(zhǎng)線連續(xù)性問(wèn)題：隧道線性長(zhǎng)，基站需連續(xù)覆蓋且保證切換平滑。

痛點(diǎn)：GPS不可用、信號(hào)被混凝土與金屬反射，多徑干擾嚴(yán)重；系統(tǒng)需低延遲、可與隧道信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。

通知公告市政管廊 / 給排水 / 能源管道隧道

●設(shè)備/閥門(mén)/檢查井定位：及時(shí)找出故障點(diǎn)與維護(hù)人員位置。

●資產(chǎn)管理：大量小型設(shè)備與工具需要實(shí)時(shí)或定期盤(pán)點(diǎn)。

痛點(diǎn)：管廊狹窄、金屬配管密集，傳播衰減與反射復(fù)雜；維護(hù)空間狹小，對(duì)基站布置有限制。

礦井與巷道（地下工程）

●生命搜救與安全監(jiān)護(hù)：井下救援要求高精度、低延遲的人員定位。

●設(shè)備調(diào)度：掘進(jìn)機(jī)、運(yùn)礦車(chē)等需協(xié)同定位。

痛點(diǎn)：環(huán)境惡劣（潮濕、粉塵、高溫/低溫）、電磁干擾多，并且常需移動(dòng)部署（臨時(shí)巷道），設(shè)備需耐用并支持快速重布置。

隧道施工與掘進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)

●瞬時(shí)定位與協(xié)作：掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)周邊人員定位、爆破人員安全管控。

●測(cè)量與施工器具追蹤：測(cè)量?jī)x器、模板等需被實(shí)時(shí)定位防止遺失或錯(cuò)用。

痛點(diǎn)：施工現(xiàn)場(chǎng)不斷變化（墻面、支撐結(jié)構(gòu)變動(dòng)），定位系統(tǒng)需具備快速重新校準(zhǔn)能力與強(qiáng)魯棒性。

3、UWB模組如何針對(duì)性解決這些難點(diǎn)

高精度室內(nèi)定位

隧道內(nèi)可通過(guò)在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部署基站構(gòu)建定位基座，Tags（人員/設(shè)備標(biāo)簽）與基站進(jìn)行測(cè)距并由定位引擎計(jì)算位置信息。

安信可模組支持TDoA與TWR兩種模式，便于在不同工程約束下選擇合適策略。

快速部署與移動(dòng)靈活性

施工、礦井等場(chǎng)景常需要臨時(shí)部署或頻繁移動(dòng)基站。

安信可UWB模組尺寸小、功耗低，可用于便攜式基站或背包式網(wǎng)關(guān)，支持電池供電與快速上電同步，便于臨時(shí)布網(wǎng)與快速搬遷。

基站可做模塊化固定在既有結(jié)構(gòu)（如隧道襯砌、支架）上，減少施工改造。

高實(shí)時(shí)性滿足安全預(yù)警

UWB定位刷新快、延遲低，能在人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)、設(shè)備越界或與移動(dòng)車(chē)輛接近時(shí)迅速觸發(fā)告警。

通過(guò)與隧道控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)（如交通管理、應(yīng)急廣播、信號(hào)燈控制），可以在瞬時(shí)發(fā)出斷行/警示，有效降低事故風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于隧道這種對(duì)定位精度與穩(wěn)定性要求極高的環(huán)境，UWB在時(shí)延、精度與抗多徑上的天然優(yōu)勢(shì)使其在大多數(shù)工程場(chǎng)景下成為高性價(jià)比的可行方案。安信可的UWB模組以工業(yè)化設(shè)計(jì)與開(kāi)放接口，為項(xiàng)目落地提供了良好基礎(chǔ)。

審核編輯 黃宇