3.5.1 UWB定位技术原理

　　　Uwb定位基站采用TOF双向测距技术，测距基站误差更低，精度测量的距离更远。利用基站与定位标签的信号通信飞行时间计算出定位标签与每个基站的距离，那么通过几何原理即可计算，定位标签的位置一定在以基站的位置为圆心，R为半径的圆周上，即若定位标签的位置（X0，Y0）,基站位置为（Xi,Yi）,基中i=1,2,3,如下图所示。

3.5.2现场设计

　　 由项目知道，现场有一条1.5公里的隧道与一条2.5公里的隧道，全部采用全线覆盖定位方式，定位精度30CM,定位技术采用UWB定位技术方案。

　　 1.5公里的隧道需要2台就可以，在隧道口500米位置安装一台，隧道口900米装一台，后一台安装在二衬台车上。

　　 2.5公里的隧道需要3台，在隧道口500米位置安装一台，隧道口1400米装一台，距隧道口2200米装一台，后一台安装在二衬台车上。

　　定位基站将采集到进入该区域内的定位卡信号，通过无线网桥传输到后台管理系统中。

经过软件处理，得出各具体信息（如：姓名，距离洞口多远，具体时间）， 同时可把它动态显示（实时）在监控中心的电脑上或隧道外的 LED大屏幕上，并作好备份。管理人员可随时了解隧道中人员的状态。管理者也可以根据电脑上的分布示意图查看某一区域，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。管理者能实时的观察到隧道内工作人员的即时区域位臵，实现隧道内人员定位。另外一旦隧道内发生事故，可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况，以便帮助营救人员以准确快速 的方式营救出被困人员。一旦隧道内发生突发情况，隧道内人员可通过所携带的定位仪（识别卡）发出警报。 隧道内人员只要按定位仪上的报警按钮即可发出报警。在监控室的动态显示界面会立即弹出红色报警信号。

定位效果图如下：

.5.3人员定位管理特点  

1) 定位信号能够全线覆盖隧道整个区域。

2) 基站覆盖距离远，单台覆盖600－800米，定位精度30CM以内。

2) 系统能可靠识别静态或≤40Km/h 的移动目标。

3) 单台基站可同时识别 200 张以上的人员标识卡。

4) 人员定位标识卡采用有源工作方式（独立供电），超低能耗设计，一次充电可使用30日左右，可充电 10000 次，并具有欠压指示功能，出现欠压报 警指示后定位卡可以正常工作 3 天。

5) 系统具有强大实用的隧道人员应急救援功能：当隧道内人员遇险时，可触发“求救”按钮，当工人发现隧道事故时，也可通过定位卡按键向监控中心发出对应报警信号，监控中心将 及时报警，并可查询显示是谁、在什么时间、什么地点发出的报警。 

6) 能准确地统计全隧道的人员数量。并且知道该人员距离洞口的实时距离，以及桩号。

7) 可实时跟踪查询、打印当前及某时间段隧道内人员数量、活动轨迹及分 布情况。

8) 基站和人员定位标识卡具有完全独立的发射与接收部件，其核心技术均 由嵌入式微处理器和嵌入式软件组成。

9) 人员定位标识卡采用嵌入式微处理器，在嵌入式软件的控制下，实现编码、解码、通信及信息碰撞处理等功能。

10) 系统软件具有人员标识卡电池管理功能。

11) 自动识别功能：乘车出入的工作人员无需下车，在车辆进入监测区域后， 就可自动完成人员考勤及定位功能。

12) 系统在进行实时数据采集时，可进行记录、显示、查询、编辑、人工录 入、网络通信等。

13) 系统中心站及网络终端可以联网运行, 使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息，查询、打印各类数据报表。

14) 报警功能：可以对进入隧道人员限制出入时间及地点，如果超过授权时间会触发报警设备发出警示，以便控制人员迅速做出反映，采取安全措 施。

15) 系统可自动生成人员信息数据库，实现考勤作业的统计与管理等方面的 报表资料，提高管理效益。

3.5.4定位系统功能 

人员实时定位：运用UWB无线脉冲技术实现对人员实时定位的监控。基于实时定位信息，实现人员实时管理。 人员实时定位可提供人员实时位置信息，方便观察其在岗情况，或者方便寻找所需对象；另可对区域进行分类管理，限制未 经授权的人进入危险区域，防止意外事故的发生。

人员考勤：通过给隧道人员佩带定位卡，地面监控人员可在隧道地图实时观测到 所有隧道人员的真实分布情况、数量、姓名，可对人员进行定位，从而可进行人 员考勤管理。

人员轨迹回放：系统通过对采集的数据进行存储，形成了人员历史轨迹数据，该 数据可动画显示人员历史行进路线，其主要作用在于：为已发生的事故提供基础 数据；另一个方便主要是为人员管理提供基础数据，如有无脱岗现象、巡查人员 是否按时巡查等，以提升企业管理效率，提高服务水平。

人员统计：人员定位系统具有数据实时统计功能，可实时统计出人员总数、各区域内人员数量及各班组的人员数量。该功能通过对人员分布的统计分析，为管理者对人员的合理调配提供基础数据。

求救报警：当员工遇到紧急情况时，可按下定位卡上的求救报警按钮，报警信息 可以立刻传送到监控室，并进行声光报警提示，管理人员可根据报警信息及报警位置，迅速做出响应。

公路、铁路隧道的建筑施工环境艰苦恶劣，工种危险系数高，工作人员人数多，使隧道建筑施工企业面对巨大的办理困难，火急需求一种可以高效、准确的人员办理和安全办理体系。综合来说，这种需求首要包含人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常办理。那么基于uwb定位技术下的隧道人员定位考勤系统再合适不过了.

隧道人员精准定位考勤办理体系，采用先进uwb技术能完成施工人员准确定位，并整合传感技能、视频技能、多媒体显现技能等多领域内的高新技能，施行视频监控、门禁、车道和人员定位体系的设计和装置：

1、实时监控：监控体系可在无人值守状态下对监控区域进行全天候24小时实时监控，在产生异常情况时，可控制云台转动及镜头扩大缩小，拍摄到时间的具体过程细节。

2、门禁+车辆办理体系：采用人、车别离体系，采用人行通道和车闸体系相结合，对进入隧道的车辆及人员进行主动统计，完成车辆进出主动办理，包含进出挂号，进出计数等。

3、隧道LED屏显现/电视墙显现：经过门禁体系对进、出隧道的人员和车辆信息进行主动统计分析，并经过显现器或显现屏将隧道内施工人员按照工种实时显现在屏幕上。

4、人员定位体系：在遇到突发事故，能及时有用了解隧道施工现场人员总数和人员分布，便于及时处理突发事故。

5、完成长途访问办理：在有网络情况下，可实时随地查看当时现场情况，及时把握信息。

陆禾隧道人员定位体系，采用先进的uwb组网技术，根据TOF技术实现人员卡定位，采取在隧道内布置定位基站、为施工人员佩带标签的方式，能够实时获取人员的方位，定位精度可达±30CM，有用提升关于作业人员的办理效率，同时保障人员的安全。该系统支持全天候考勤，对施工人员进行实时动态跟踪，随时掌握每个职工在隧道内的方位及活动轨迹、全隧道人员的方位分布。当遇到隧道突发事故，可以迅速找到被困人员牢靠的方位信息，提高抢险救灾、安全救助的效率