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智慧工业解决方案

Intelligent Industrial Solutions

一、系统概述

1、项目背景

  随着物联网技术的快速发展和数字化转型的深入推进,企业对于人员、设备、物资的实时定位管理需求日益增长。传统的人工盘点、纸质登记方式已无法满足现代化管理的高效、精准要求。定位终端系统通过融合北斗/GPS卫星定位、蓝牙信标、UWB超宽带等多种定位技术,为企业提供厘米级到米级不等的定位精度,满足不同场景下的定位需求。
  本解决方案由智能充电柜、定位终端、定位基站和管理平台四大核心组件构成,形成“端—边—管—云”一体化架构,实现定位终端的集中充电、实时定位、轨迹追溯和智能管理。系统广泛应用于智慧工厂、仓储物流、医院护理、建筑工地、监狱管理等场景,助力企业提升管理效率、降低运营成本、保障安全生产。

2、系统组成

本解决方案由以下核心组件构成:
• 智能充电柜:支持多终端同时充电,具备状态监控、智能调度、安全保护等功能
• 定位终端:集成多种定位技术,支持室内外无缝定位,具备SOS报警、电子围栏等功能
• 定位基站:提供蓝牙、UWB等多种定位信号覆盖,支持高精度定位服务
• 管理平台:提供设备管理、位置监控、轨迹分析、告警处理等一站式管理服务

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3、定位原理

  在定位环境中分布式部署蓝牙信标或UWB信标,定位终端收到周边信标的信息后进行测距,通过蜂窝窄带技术(或通过4G/5G)与基站通讯,基站再通过网线将位置信息上传至服务器,服务器根据收集上来的数据进行解算,进而得出0.1-5米精度的定位信息。
  系统采用单点感应定位、两点直线定位和三点平面定位进行整合,可根据项目预算和基站所处位置不同,灵活调整定位策略。结合RSSI信号值、TDoA和TOF对信号进行综合优化处理,软件自带路径规划模型,避免穿墙、飘移等问题发生。

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二、核心技术

1、窄带通讯技术

  纯国产蜂窝窄带通讯技术,突破美国LoRa限制,具有大覆盖、低功耗、大量连接、低成本等优势。

技术指标 参数说明
覆盖范围 城区1-10km@17dBm,郊区>10km@17dBm
传输速率 0.24~500Kbps(200KHz BW),>1Mbps(400KHz BW)
接入能力 单网关每秒可新增接入用户200个
接收灵敏度 -145dBm@0.24Kbps,-134dBm@1.95Kbps
组网方式 支持星形、点对点、MESH组网
工作频段 国内470MHz-510MHz,支持全球sub-GHz标准

2、UWB信标式定位

  创新性将UWB算量移植至服务器,无线UWB信标只需保持四个呈矩形分布部署,即可实现高精度定位。在错综复杂的环境里,UWB信标可根据遮挡情况快速便捷地调整位置,大大提高安装效率,降低部署成本。
  特点:无源基站,无需更换电池,续航5-8年;大容量一次性电池(38000mAH)供电;被动测距,定位引擎进行计算,降低整体功耗;防爆等级Ex IIC T4 Gb,防护等级IP68。

3、定位原理

  在定位环境中分布式部署蓝牙信标或UWB信标,定位终端收到周边信标的信息后进行测距,通过蜂窝窄带技术(或通过4G/5G)与基站通讯,基站再通过网线将位置信息上传至服务器,服务器根据收集上来的数据进行解算,进而得出0.1-5米精度的定位信息。
  系统采用单点感应定位、两点直线定位和三点平面定位进行整合,可根据项目预算和基站所处位置不同,灵活调整定位策略。结合RSSI信号值、TDoA和TOF对信号进行综合优化处理,软件自带路径规划模型,避免穿墙、飘移等问题发生。

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三、产品介绍

1、智能收发卡一体充电柜

  人脸识别智能发卡充电柜,是针对智慧工厂、智慧工地、智慧港口等场景,优化人员定位标签使用流程,集充电、考勤打卡、身份绑定和存放于一体的产品。可以分班组轮换充电,配合软件实现员工、访客、车辆管理。

充电柜主要功能特点:
• 人脸识别:10.1英寸工业液晶屏,200W双目活体摄像头
• 大容量设计:支持40-80张卡片同时充电
• 智能管理:还卡自动充电,支持卡片取还记录
• 访客管理:支持访客发卡、归还业务管理
• 语音播报:操作提示、状态提醒
• 防护等级:IP57防水防尘,钣金外壳+防火PC材质

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2、定位终端

①定位卡:HX01 单频蓝牙融合定位卡/HX02 北斗双频RTK/UWB高精度定位卡片

  HX01单频蓝牙融合定位卡和HX02 北斗双频RTK/UWB高精度定位卡片主要技术参数:

技术参数 HX01基础版 HX02专业版
定位方式 北斗/蓝牙 北斗双频RTK/UWB/蓝牙
通讯方式 窄带通讯/可选4G 4G/5G/窄带通讯
定位精度 室外2米/蓝牙3-5米/AOA 0.5米 室内外厘米级
电池容量 2500mAh 2500mAh
工作时长 持续定位3天 视场景而定
防护等级 IP67 IP67
特色功能 实时对讲/SOS/一卡通 纠偏抗干扰/高精度
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  HX02采用北斗双频RTK+UWB+蓝牙融合定位技术,解决信号差、定位飘移的问题,可纠偏、抗干扰。室内外定位精度达到厘米级,电池容量2500mAh,防护等级IP67级防尘防水,V0级别阻燃材料。
主要功能包括:
• 实时对讲:支持语音双向通话
• SOS报警:一键紧急求助
• 语音播报:语音提示、告警播报
• 震动提醒:低功耗提醒方式
• 电量提醒:低电量自动告警
• 一卡通:门禁消费一卡通功能

②融合定位手表

  北斗双频+UWB+4G融合定位手表,支持远程实时身体健康监测(心率、血氧、体温、计步、睡眠)。定位方式支持室内外GPS北斗定位,室内蓝牙精准定位3-5米(配合蓝牙信标,精准到楼层、房间)。
  手表主要参数:

技术参数 规格说明
定位方式 室内外GPS北斗定位,室内蓝牙精准定位3-5米
通讯方式 4G
健康监测 心率、血氧、体温、计步、睡眠检测,远程实时监测
工作时长 视场景而定,持续定位3天
防护等级 IP67
主要功能 北斗定位、4G通信、SOS报警、危险区域报警、人体体征监测
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③北斗5G对讲手机

  北斗短报文5G对讲手机,定位方式支持北斗5G RTK蓝牙惯导,可拓展UWB。通讯方式支持5G(向下兼容4G/3G/2G)及北斗短报文,定位精度3-5米,防护等级IP68。
  主要功能:北斗定位、短报文收发、对讲功能。可以解决军事领域、无人区、航海等无网络场景的定位问题,适用于化工厂、矿山、井下、无人区等无网络信号区域。

四、定位基站与信标

1、蓝牙信标

  蓝牙信标使用BLE低功耗蓝牙广播的方法,利用其支持的通用属性配置文件在第37、38、39三个信道上连续发送无定向性的广播包。
  蓝牙信标技术参数:

技术参数 规格说明
电池容量 1500mAh
防水等级 IP68
防爆等级 Ex ib IIC T6 Gb
持续工作时间 大于8年
无线标准 蓝牙® BLE 5.1
频率范围 2400MHz-2483.5MHz

2、UWB信标/基站

  UWB信标结合TOF与TDOA算法,大幅度提高定位卡精度及鲁棒性,实测在空旷环境定位精度在0.1m-0.5m,部署间距最大100米。
  特点:外形小巧安装便捷;采用无线传输技术免布网线;核心模组轻量化适配降低成本;创新性将算量转移至服务器,本地算法由卡片直接输出坐标,比传统UWB基站部署更快速简便。
UWB产品系列:

产品型号 无线UWB信标 有线UWB基站 窄带通讯基站
定位模式 TOF+TDOA TOF+TDOA 窄带通讯
定位精度 10-50cm 10-50cm -
测距范围 100-400米 50-200米 400-700米
电池容量 38000mAh PoE供电 PoE/DC供电
续航时间 5-8年 持续供电 持续供电
防爆等级 Ex IIC T4 Gb Ex IIC T4 Gb Exib IIC T6 Gb
防护等级 IP68 IP68 IP67

3、差分基站

  提供一体式和分离式两种差分基站方案,支持GPS、GLONASS、北斗、GALILEO、QZSS全系统卫星信号接收。RTK定位精度平面可达8mm+1ppm,高程15mm+1ppm,满足高精度定位需求。

4、窄带通讯基站

  户外工业级基站产品,支持8路物理RX信道和1路TX信道,单基站蓝牙卡片两秒定位频率下可最高支持200张卡同时在线。支持全双工,内置高性能腔体双工器,单天线接口,标配高增益玻璃钢天线。400-700米覆盖半径,防护等级IP67,防爆等级Exib IIC T6GB。

五、管理平台

  一体化定位管理系统平台,采用B/S架构设计,用户通过浏览器即可访问系统全部功能。平台支持公有云、私有云、本地化部署等多种部署方式,满足不同客户的数据安全需求。

  管理平台主要功能模块包括:
• 设备管理:终端设备注册、配置、升级、报废全生命周期管理
• 实时监控:电子地图实时显示所有终端位置,支持2D/3D地图、轨迹回放
• 告警中心:电子围栏、SOS报警、低电量报警、离线报警、人员聚集预警等
• 数据分析:位置热力图、活动轨迹、停留时长、人员分布等多维度分析
• 视频联动:支持视频AI分析盒子接入,实现人脸识别、安全帽检测等功能
• 系统管理:用户权限、组织架构、日志审计等基础管理功能

六、解决方案

1、室内外融合定位方案

  采用北斗RTK+UWB室内外融合定位,在室外(卫星信号接收良好区域)采用北斗定位,室内区域则采用UWB定位。终端根据设定的卫星信号阈值自动启动其中一种定位方式,整个定位过程室内外无缝切换。
  在室内与室外的交界位置,可根据信号强度、电子围栏、距离约束等辅助方式来避免两种定位模式之间来回切换。终端的定位数据最终通过4G/5G/窄带网络回传到一体化定位管理系统平台。

2、化工企业人员聚集风险监测方案

  针对2023年10月应急管理部印发的《基于人员定位系统的人员聚集风险监测预警建设应用指南》,昊想科技提供完整的化工企业人员聚集风险监测解决方案。
  方案采用UWB+蓝牙融合定位技术,重点区域定位精度达到3米,非重点区域达到5米,开发聚集预警模型算法,强化人员聚集风险管控,切实防控高危区域现场人员聚集风险。

七、应用场景

1、智慧工厂

  实现人员、AGV、物料的实时定位追踪,支持电子围栏、区域统计、轨迹分析等功能,配合视频AI分析盒子实现安全帽检测、工服检测、区域入侵报警等,助力工厂实现智能化、精细化管理。

2、智慧矿山

  采用UWB+窄带通讯技术,实现井下人员精确定位,支持一键呼救、区域管控、考勤管理等功能。设备具备防爆等级Ex IIC T4 Gb,适用于矿井复杂环境。

3、智慧工地

  实现施工人员、机械设备的实时定位,支持考勤管理、安全预警、进度监控等功能。人脸识别发卡充电柜实现人员实名制管理和考勤打卡一体化。

4、智慧港口

  实现人员、车辆、集装箱的实时定位追踪,支持路径优化、作业效率分析、安全预警等功能。船载RTK接收终端实现船只高精度定位和航行安全监控。

5、智慧康养

  融合定位手表支持心率、血氧、体温、计步、睡眠等健康数据远程实时监测,SOS一键报警、电子围栏防走失,适用于养老院、医院等康养场景。

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八、售后服务

  昊想科技秉承“客户至上、服务第一”的理念,为客户提供全方位的技术支持和售后服务。

  我们还提供定制化开发服务,可根据客户特殊需求进行功能定制和系统集成。公司拥有完善的测试验证能力,包括温度冲击、恒温恒湿、盐雾、电磁振动、ESD、EMI等全套测试设备,确保产品质量可靠。欢迎来电咨询详细方案!