UWB高精度实时定位系统仓储物流类解决方案

iLocateTM仓储物流类解决方案专业品质诚信服务PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建目录一、iLocateTM定位技术简介-----------------------------------------------------------2-二、仓储物流业定位发展需求----------------------------------------------------------3-三、iLocateTM仓储物流系统特点--------------------------------------------------------4-四、iLocateTM仓储物流系统构成--------------------------------------------------------5-五、相关产品介绍--------------------------------------------------------------------9-六、技术咨询与服务方式-------------------------------------------------------------10-PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建一、iLocateTM定位技术简介1，定位平台简介iLocateTMWSN仓储定位系统运用先进的超宽带（UWB）定位技术，为客户提供了高效的仓储定位解决方案。该系统通过对定位区域的无线电覆盖，以及与传统RFID或条码识别系统的结合，实时获取货物的位置与物流状态信息。仓库管理人员通过直观的三维动态场景，即可获取从货物入库、运送、放入货盘到货物出库等各个作业环节的实时位置信息，且能够达到15cm的有效定位精度。管理者实时掌握运载机械的运行状态以及货物的位置信息，有利于保证各个环节的安全性和准确性，从而减少人为错误带来的开销，大大提高了仓储企业的生产效率。2，UWB定位技术简介UWB即UltraWideBand的简称，超宽带无线技术。UWB是一种无载波通信技术，利用纳秒至为妙级的非正弦波窄脉冲传输数据。有人称它为无线电领域的一次革命性进展，认为它将成为未来短距离无线通讯的主流技术。UWB使用的电波带宽为数GHz，与带宽20MHz左右的无线LAN相比，UWB利用的带宽高出数百倍。与普通二进制移相键控(BPSK)信号波形相比，UWB方式占用带宽非常宽，且由于频谱的功率密度极小，它具有通常扩频通信的特点。功率谱密度比之扩频信号(2.4GHz无线LAN低于10mW/MHz)，UWB信号也低得多(低于10nW/MHz)。在与其它系统共存时，不仅难产生干扰，而且还有抗其它系统干扰的优点。而且由于脉冲的时间宽度极小，能把多路径分得更小，能实现RAKE接收(汇集接收许多方向的电波)。UWB的技术特点显示出其具有传统窄带和宽带技术不可比拟的优势。图1定位发展趋势图1中很好地描述了无线传感网络的发展进程，唐恩自主开发的iLocateTMWSN系统实现了P-RTLS的性价比最优化，该系统能很好地运用于传统的仓储物流类企业，并能达到20cm-30cm的定位精度化。系统包含三部分：有源标签、传感器基站以及iLocateTM软件平台。在该系统中，标签与定位传感器之间进行基于TOF(TimeofFlight)算法的双向到达时间运算，并精确计算出标签与传感器的距离；系统运用多个传感器的测量数据来获取、分析标签的空间位置，最终将该信息传输给相关信息系统。iLocateTMWSN定位系统传感器基站按照蜂窝单元(Cell)的形式进行组织，并支持标签在同一空间坐标系下不同定位单元间漫游；每个定位单元中，主传感器通过工业现场总线或以太网将标签位置发送到iLocateTM定位平台，并进行实时的位置信息处理。该系统完全符合国际RTLS行业标准(ISO/IEC24730)。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建二、仓储物流业定位发展需求1，仓储物流业定位发展需求现代物流的根本宗旨是提高物流效率、降低物流成本、满足客户需求，并越来越呈现出信息化、网络化、自动化、智能化、标准化等发展趋势，其中信息化是现代物流的核心。现代物流充分利用现代信息技术，打破了运输环节独立于生产环节之外的分业界限，通过供应链管理建立起对企业供产销全过程的计划和控制，从整体上完成优化的生产体系设计和运营，将实现物流、资金流和信息流的有机统一，物流企业的信息化是物流企业发展的必然趋势。从某种角度上讲，现代物流就是传统物流的信息化，即采用信息技术对传统物流业务进行优化整合，达到降低成本、提高服务水平之目的。信息化需求的准确定位是物流企业信息化成功的关键。只有在准确分析物流企业信息化层次和现状的基础上，明确企业信息化的优势和不足，正确面对企业信息化面临的挑战，准确进行信息化需求的定位，才能抓住难得的发展机遇，在激烈的市场竞争中取得优势。2，iLocateTMWSN仓储物流类应用iLocateTM采用超宽带射频技术，构建了革命性的实时定位系统(RTLS)，该系统能够在传统的应用环境中达到20cm-30cm的3D定位精度，并具有很好的稳定性；借助该系统，诸如仓储、物流企业用户能够完成货物的进出管理、实时位置查询、贵重物资监管、管理人员调度等一系列应用。一些高级用户甚至还可以根据监控记录分析出事故责任人，并提出改进管理办法。应用场景如图2所示。图2iLocateTMWSN仓储物流类应用PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建三、iLocateTM仓储物流系统特点1，组成结构采用UBIsenseUWB硬件平台及API接口；iLocate系统中间层可以集成其他多种硬件定位平台，如：RFID、WF-FI等；提供逼真的虚拟2D/3D效果，精度可达15-20cm；2，实现功能货物信息采集与编码；提货，封装和归放优化；叉车、货箱停泊与运输管理；货单管理与补给。工人，任务和场地管理3，技术优势iLocateTM仓储物流系统是近两年的最新科技成果，具有传统定位技术无法相比的优势：支持2D/3D定位，在3D模式下，定位精度达到15cm；能够实时监控指仓库的货物位置信息，并通知监控中心后台；蜂窝状子区域定位管理，能够覆盖无限空间范围内的人、物；能对货物的出入库信息、摆放位置、运输路线等进行监控与统计；能对人员的操作过程、货物调度管理等数据进行分析，获取潜在客户；根据客户的需求，生成并存储各种数据，为后续的货物、人员信息管理提供参考依据；PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建四、iLocateTM仓储物流系统构成1，系统部署：iLocateTM仓储物流系统以UbisenseUWB硬件为底层平台，RFID系统为辅助手段，以太网(有线或无线)为骨干传输网，将现场划分为多个监控单元；每个运到仓库的包裹都贴有RFID标签，提供货品的ID号，进入仓库时采用(无线)扫描仪读取RFID标签，并通过(无线)局域网连接将日期、时间、货物ID号和运送该货品的叉车ID号发送到仓库后端iLocateTM定位平台。每个扫描仪都装有1个UWB有源标签，标签通过超宽带信号将标签的位置信息发送到传感器基站（Sensor）上。扫描仪与UWB标签上的一个震动传感器相互配合，通常标签处于睡眠状态，一旦震动传感器检测到震动信息时，标签被唤醒并开始发送UWB信号；传感器基站(Sensor)接收到UWB信号，即可获知哪个扫描仪被使用，其扫描到的物品信息也一并传入后台。在条形码扫描仪没有使用时，标签处于静止状态，从而延长标签电池寿命。一般在货物到达或离开仓库时都经过扫描处理，当一个包裹从一个地方移到另一个地方时，也要求再次扫描。在运载货物进出仓库的叉车臂上也安装UWB标签：当叉车安放货物的时候，通过UWB标签向感应器发送信号，便可记录下该货物存放的位置。本系统采用RFID标签，即是从系统的实际应用方式出发，利用RFID廉价特性和UWB主动检测特性相结合，大大节约了系统部署的成本。根据不同的仓库类型，iLocateTM系统采用不同的部署方法。这里只介绍传感器、标签的常规部署方案。图3是iLocateTM系统在仓库的部署场景图。图3iLocateTM仓储物流定位系统的部署场景图示中，整个仓库分成若干个定位子单元（Cell）。UWB传感器按照定位单元的结构部署在仓库的周围，一般安装在墙壁上，其信号覆盖整体监控区域。根据系统的定位原理，每个UWB定位子单元（Cell）由UWB传感器节点、移动目标（Tag）构成。Cell单元的系统构成原理如图4所示：PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建图4iLocateTMWSN定位子单元传感器连接示意图2，叉车与货盘定位仓储物流类定位，只要是对叉车，货盘，工作人员的定位。传统仓储物流系统中，叉车和货盘经常走错位，带来不必要的额外成本，iLocateTMWSN系统很好地解决了这一点。它通过对定位标签绑定在叉车、货盘上来实现定位，当进入错误区域时，系统会自动报警，提示工作人员及时调整方向，将货物安放到正确的位置。叉车通过iLocate系统平台被跟踪限制在允许的方向和姿态。提供虚拟平台地图定义敏感区并且通过RFID定义货盘。通过系统，实时了解货盘信息和它所在位置。3，系统结构iLocateTM系统的UWB定位传感器是集超宽带定位、2.4G通讯于一体的智能化设备，可以根据实际情况，安装在场地周围特别部署的立杆上，高度以3-5米为宜。系统可以采用有线方式进行传感器的通讯（也可以为无线方式通讯）。各子单元的传感器运算数据、RFID物品信息均传到装有定位引擎和后台服务软件的服务器。后台服务软件是具有3D定位功能的应用软件。客户可以通过该软件对场地内的移动叉车进行管理，并设置监控参数。系统还可根据贵重物资的监管规则，设定部分人员的场地禁区。当人员进入该区域后，立刻进行提醒并作记录。用户可根据需要定制软件的数据报表等应用功能。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建系统结构模块图，如图5所示：图5UWB定位系统软件模块结构图通常我们以4个节点为一个标准单元，定位目标为标签，通过RTLS来进行实时定位。通过RFID或条码实现货物快速定义，通过软件前台或后台实现标签与货物定义统一，使系统流程完全自动化，标准单元构建工程原理如下图6所示：PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建图6仓储物流系统构建工程图注意:上述传感器布局以及效果，以现场测试为准。有可能需要根据现场的定位效果进行调整,并增加、删减传感器。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建五、相关产品介绍Ubisense7000系列传感器是一种精密测量仪器。它包含一个天线阵列，以及UWB信号接