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船舶用人员定位技术分析

来源:一卡通世界网      作者:广州拙进通信技术有限公司      2017-5-3 14:47:20

  1. 需求分析

  船舶上对施工人员或者船员进行定位的主要目的是知晓人员在何区域,避免发生意外长时间无人知晓。

  对于定位精度要求,对于小的房间区域,只需知道在哪个房间,对于大的区域,需知道在哪个区域,定位的区域达到半径5米,区域75米即可。

  2. 技术选型分析

  目前可以用的室内定位技术如下:

  UWB: 在空旷地,定位精度可以达到10cm。

  双频RFID:定位精度可以达到1m。

  单频RFID:定位精度可以达到5m。

  Zigbee:定位精度可以达到5m。

  3. 船舶环境特点分析

  ●船舶船舱分割较多,有大有小。大的很大。

  ●大部分是金属构件。

  4. 使用UWB技术的可行性分析

  在船舶环境下,由于船舶船舱分割较多,且全部为金属,采用UWB技术有如下优劣点:

  技术原理:通过宽频谱信号进行定位,频率范围3-6Ghz

  优势:定位精度高。

  劣势:

  a. 设备成本高。每个房间均需部署设备,要实现精确定位,一个房间至少部署3个设备,成本很高,施工调试难度大。问题是,船上人员定位是否一定要达到10cm精度?。

  b. 维护要求高,每次设备移动位置 ,都需要重新调试,难度大。

  c. 标签成本高。每个标签成本大于500元。

  d. 需要充电。 UWB标签采用充电电池,一次充电可以使用几个月。需要频繁充电,对维护管理的要求高。

  结论:不建议使用。

  5. 使用Zigbee技术可行性分析

  技术原理:通过信号强度进行定位。频率:2.4Ghz

  优势: 理论上,Zigbee设备可以实现自组网,设备之间可以通过无线进行数据路由。Zigbee技术用于路灯管理这类空旷地联网应用有优势。但是在船舶环境下,由于房间分割复杂,金属构件多,设备本身需要部署电源,Zigebee无线自组网优势不明显。

  劣势:

  a. 标签耗电

  b. 由于定位是依靠多个设备来计算,组网要求与后台运算要求也高。

  结论:可以作为备选方案

  6. 使用多频RFID技术可行性分析

  技术原理:采用125k信号进行触发,2.4G信号进行数据传输。通过125K信号的覆盖来进行区域位置识别。理论上125K信号的覆盖半径约0-6m,精度可以达到30cm。实际在非金属环境,可以达到这个指标。

  优势:

  a. 设备成本低。

  b. 标签成本低,标签使用时间长,可以达到5年以上。

  c. 定位精度高,可以达到1m以内。

  劣势:

  a. 设备要组网。

  b. 金属环境会影响定位的精度。

  7. 单频RFID技术可行性分析

  技术原理:采用2.4G信号识别客户,通过控制2.4G信号的覆盖范围,实现人员区域识别。

  优势: 设备成本低

  标签成本低

  劣势: 定位精度为房间或者大船舱的某一块区域。

  8. 技术选型建议

  从船舶人员定位需求、系统建设造价、使用体验综合考虑,技术选型建议如下:

  ●UWB:不建议使用,成本高,维护麻烦,效果不明显。

  ●Zigbee: 由于需要部署电源,Zigbee技术无线自组网优势并不明显。成本也较高。不建议使用。

  ●多频RFID:金属环境对信号的覆盖模型有影响,精度受影响。具体影响的程度需要测试。卡片使用时间长,设备成本低。备选方案之一。

  ●单频RFID:定位精度只能达到房间级或者区域100平米级别,是否选择要看客户真正的定位精度要求与管理要求。

  综合上述分析,最好的方案是采用多频RFID,其次单频RFID,具体选择何种方案,需要实际测试下再作结论.

  PS:上述建议对土豪除外.

  9. 多频RFID方案应用部署与用户体验简介

  9.1. 应用部署

  ●标签: 标签形态可以采用2种,一种是内置与安全帽,一种是卡片形态.卡片形态的标签可以内置紧急按钮,供特殊情况的紧急呼叫。

  ● RFID识别设备:针对不同部位,可以实现进出自动判断以及轨迹追踪。大的出入口部署具备进出判断的设备,沿通道部署区域识别设备,大的船舱在顶部部署RFID区域识别设备。

  9.2. 用户体验

  ●人员有问题时,可以按紧急呼叫按钮,进行求救。

  ●可以定位人在小的船舱。

  ●大的船舱,可以定位到单个设备的覆盖区域,单个设备覆盖面积在50-70平方。

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