Page 77 - 《橡塑技术与装备》2025年8期
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智能与数字化应用
INTELLIGENT AND DIGITAL APPLICATIONS
签信号上传定位算法服务器。支持一路 POE 以太网 测距原理如下 ： UWB 的定位核心在于精确测量
口，通过 POE 交换机对设备供电，通过以太网接口标 信号传播的时间，并利用无线电波在空气中的固定传
准 TCP/IP 协议与上位机服务器进行数据通信。 播 速 度（ 约 30 cm/ns） 来 计 算 距 离。 并 基 于 CNN-
1.3 网络层 LSTM 组合神经网络的运动目标轨迹定位方法，为了
部署交换机等网络，讲定位基站进行组网，并接 提高轨迹预测性能，在数据预处理阶段使用 MLP 算法
入局域网，实现定位基站与服务器应用平台的实时通 对 NLOS 数据进行剔除，并在组合网络中采用自适应
讯。 学习率以提高训练过程的收敛速度和避免陷入局部极
1.4 应用层 小值的问题 [3] ，使得定位精度得到最大保证。
部署服务器，服务器部署智能物料调度系统，实 （1）飞行时间（TOF）：测量信号从定位标签（Tag）
现对物料工装的精确定位，并且获知计划和执行情况， 到定位基站（Anchor）之间的传播时间。公式 d=TV，
生成调度指令，发送给物流人员进行物料的准确、快 其中， d 为距离， T 为信号传播时间， V 为无线电波速度。
速查找和物料输送。 （2）双向飞行时间（TWR），由于设备时钟可能
不同步，可以使用双向通信测距。设备 A 发送 UWB
2 UWB 定位原理 信号到设备 B，设备 B 记录接收时间并回传，A 再计
UWB 定位系统由 UWB 定位基站和定位标签 算往返时间，去除时钟偏差的影响。
组成，定位的原理基于其超宽频带（通常大于 500 （3）到达时间差（TDOA）：部署多个基站，每个
MHz）的无线信号传播特性（如图 2），主要通过飞行 基站接收到 UWB 信号的时间略有不同。通过计算不
时 间（TOF）和到达时间差（TDOA）等测距方法来 同基站间的时间差，利用三边测量法确定位置。
实现高精度定位。定位算法实现对 UWB 标签位置的
实时解算。UWB 定位标签根据项目定位项目具体需 3 部署方案
求（即项目被定位物体位置刷新率）定时从休眠模式 在车间部署定位基站，在物料工装部署定位标
主动唤醒后，通过接收现场基站发送的脉冲讯号 ，定 签，应用系统部署在服务器上，实现定位引擎的部署
位标签根据讯号到达时间差定位算法 [1] ，实时解算出 和应用。
被定位物体的位置坐标信息。 3.1 定位基站
具 有接 收 定 位标 签 的定 位 脉 冲数 据 功能， 将 接
收到的定位标签信号上传定位算法服务器。支持一路
POE 以太网口，通过 POE 交换机对设备供电，通过
以太网接口标准 TCP/IP 协议与上位机服务器进行数
据通信。
产品特性 ：
（1）32 位 RISC 高速中央处理器，快速处理业务
逻辑和传递信息 ；
（2）基站设备供电方式 POE 或 DC5V 供电 ；
（3）静电防雷内核设计 ；
图 2 定位原理模型 （4）1 路以太网 RJ45 接口，支持标准以太网
TCP/IP 通信协议 ；
定位标签通过 UWB 通信方式将解算的位置信息
（5）内置全向识别天线 ；
发送给定位基站设备后，通过定位基站上的通讯模块 2
（6）单组基站有效覆盖面积大，超过 1 000 m ；
将位置信息发送到定位引擎平台。定位引擎平台实时
（7）体积小巧，现场安装部署方便 ；
将位置记录保存到数据库。通过应用层的平台软件展
（8）指示灯明确反馈工作状态，保障稳健工作 ；
示实时的位置信息，为物料的管理提供精准的位置数
（9）支持设备自诊断维护功能 ；
据。
（10）高可靠设计，满足严苛工作环境要求 ；
2025 第 51 卷 ·31·
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