UWB（Ultra-Wideband，超宽带）人员定位系统是一种基于超宽带无线通信技术的高精度实时定位解决方案。它通过发射和接收纳秒级的极窄脉冲信号，利用信号在空间中的传播时间或角度来计算位置，实现对人员、车辆或资产的厘米级精确定位。

该系统广泛应用于对定位精度和安全性要求较高的工业、医疗、安防等领域，是当前高精度室内定位技术的主流选择之一。

 一、 技术原理

UWB定位主要依赖以下几种算法：

1.  TDOA（Time Difference of Arrival，到达时间差）

       多个定位基站接收来自标签的UWB信号。

       系统计算信号到达不同基站的时间差。

       通过几何双曲线定位法，确定标签位置。

       优点：标签功耗低，适合大规模部署。

       缺点：需要高精度时钟同步。

2.  TOA（Time of Arrival，到达时间）

       测量信号从标签到各基站的绝对传播时间。

       利用“距离 = 速度 × 时间”计算距离，再通过三边定位法确定位置。

       优点：精度高。

       缺点：需要基站与标签之间精确的时间同步。

3.  AOA（Angle of Arrival，到达角度）

       通过天线阵列测量信号入射角度。

       结合多个基站的角度信息进行交汇定位。

       优点：所需基站数量少。

       缺点：对硬件（天线阵列）要求高，易受遮挡影响。

4.  TWR（Two-Way Ranging，双向测距）

       标签与基站之间进行双向通信，测量信号往返时间。

       计算单向传播时间，进而得到距离。

       常用于点对点高精度测距。

 二、 系统组成

一套完整的UWB人员定位系统通常由以下四个核心部分构成：

 1. 定位基站（Anchor）

   功能：固定安装在待定位区域的四周或关键位置（如墙壁、天花板），作为信号收发节点。

   作用：接收标签发射的UWB信号，并将数据上传至定位引擎。

   数量：一般需要3个以上基站进行二维定位，4个以上进行三维定位。

 2. 定位标签（Tag）

   功能：由人员随身佩戴（如集成在安全帽、工卡、手环、矿灯中）。

   作用：周期性地发射UWB脉冲信号，部分标签还具备SOS报警按钮。

   类型：

       普通定位标签

       三防/防爆标签（适用于煤矿、化工等高危环境）

       带加速度传感器的标签（可检测跌倒）

       长续航标签（电池寿命可达6个月以上）

 3. 定位引擎（Positioning Engine）

   功能：系统的核心计算单元。

   作用：接收基站上传的数据，运用TDOA、TOA等算法计算出标签的精确坐标（X, Y, Z）。

   部署方式：可部署在本地服务器或云端。

 4. 应用管理平台（Software Platform）

   功能：人机交互界面，实现数据可视化和业务管理。

   核心功能：

       实时定位：在电子地图上动态显示所有人员的位置。

       历史轨迹回放：查询任意时间段内人员的移动路径。

       电子围栏：设置安全区、危险区、限制区，人员越界自动报警。

       SOS一键求助：人员遇险时可触发报警，平台弹出位置并联动广播。

       考勤管理：自动记录人员进出时间，生成考勤报表。

       视频联动：报警时自动调取附近摄像头画面。

       人员统计：实时统计各区域人数。

       低电量报警：提醒更换或充电标签电池。

 三、 核心优势

 四、 典型应用场景

   煤矿井下：实时掌握矿工位置，灾后快速救援，设置禁入区，SOS报警。

   智慧工厂：优化生产流程，监控员工动线，防止误入危险区域。

   隧道施工：人员定位、考勤、应急报警。

   养老院/医院：防止老人走失，跌倒自动报警，病人位置监控。

   监狱/看守所：实时监控在押人员位置，越界报警。

   仓储物流：资产定位、叉车调度、路径优化。

 五、 与其它定位技术对比

 六、 总结

UWB人员定位系统凭借其厘米级高精度、低延迟、强抗干扰等优势，已成为工业4.0、智慧矿山、智能工厂等场景中不可或缺的基础设施。它不仅提升了人员安全管理的水平，也为生产流程优化、应急响应、数据分析提供了强有力的技术支持。

随着UWB芯片成本的下降和5G/物联网的发展，UWB定位技术的应用范围将进一步扩大，成为未来智能空间感知的核心技术之一。