【室内定位模组】隧道施工为什么需要UWB?

博主:卓悦达人卓悦达人 2025-11-21 3741

想象在一条长3km 的公路隧道,施工与检修人员佩戴内置UWB标签的工牌,隧道管理中心能实时看到每名人员与检修车的位置轨迹

当有人员进入禁止施工区或在相邻通车区滞留时,系统立刻触发语音与灯光提示并联动隧道信号系统,确保施工安全与行车安全。紧急情况下,调度方能快速定位被困人员并指引最优救援路线,显著缩短反应时间。

隧道环境(公路隧道、铁路隧道、地铁隧道、矿井巷道及市政管廊等)对定位技术提出了极高要求。传统基于GNSS、Wi-Fi蓝牙或单纯惯导的方案,在这种受限空间内往往力不从心。

安信可推出的UWB室内定位模组,其厘米级定位精度、多径分辨能力与低延迟特性,是隧道安全管理、设备调度与应急救援能力提升的重要支点。

1、安信可UWB室内定位模组

安信可UWB模组基于超宽带脉冲通信与精确时钟同步/测距算法设计,面向工业级室内定位应用做了多项优化:

●定位精度:10cm室内精准定位。

●测距方式:支持双向测距(TWR)与TDoA(到达时间差)定位模式;支持多标签多基站并发。

●抗多径能力:超宽带信号具有天然的多径分辨能力,可在反射强烈的金属/混凝土环境中更准确识别直达脉冲。

接口与集成:提供UART/SPI/I²C等工控常用接口,带SDK/API,便于与PLC、调度系统或SCADA对接。

●功耗与体积:可做到低功耗待机+快速唤醒,模组体积小、便于集成到工牌、移动设备或固定基站。

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BU01

BU01 是基于 Decawave 的 DW1000 设计的超宽带(UWB)收发器模组。BU01 集成了天线RF 电路,电源管理和时钟电路。BU01 可以用于双向测距或TDOA 定位系统中,定位精度可达到 10 厘米,并支持高达 6.8 Mbps 的数据速率。

特征

●集成简单,无需 RF 设计

●使用 RTLS 的基础架构,扩展了通讯范围

●支持高标签密度

●符合 IEEE 802.15.4-4011 UWB 标准

●支持 3.5 GHz 至 6.5 GHz 的 4 个信道

●可编程的发射功率

电源 2.8 V 至 3.6 V

●睡眠模式下功耗<1mA

●支持双向测距和 TDOA

●支持 SPI 接口

●数据速率 110 kbps,850 kbps,6.8 Mbps

参数

BU03

BU03 是安信可科技基于 Decawave 的 DW3000 系列芯片设计的超宽带(UWB)模组。

BU03 集成了板载陶瓷天线,RF 电路,电源管理。BU03 可以用于双向测距、 TDOA 或 PDOA 定位系统中,定位精度可达到 10 厘米,并支持高达6.8Mbps的数据速率。

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特征

●采用 SMD-24 封装

●符合 IEEE 802.15.4-2015 UWB 标准

●符合 IEEE802.15.4z(BPRF mode)

●支持信道5、信道9

●集成简单,无需 RF 设计

●集成 MAC 支持功能

●使用 RTLS 的基础架构,扩展了通信范围

●数据速率 850 Kbps,6.8 Mbps

●支持双向测距和 TDOA 和 PDOA 定位方案

●提供精确定位和数据传输

●定位精度 10 厘米

●支持高标签密度

●集成 HW AES 256

●支持 SPI 接口

●9 个可配 GPIO

●可编程调节发射功率大小

●供电电压支持 2.5 V 至 3.6 V

●睡眠模式下功耗<1uA

●适用于纽扣电池方案

参数

BU04

BU04 是深圳市安信可科技有限公司基于 Decawave 的 DW3000 系列芯片设计的双天线超宽带(UWB)模组。

BU04 集成了 DW3000+STM32F103 MCU,支持双板载天线或者双IPEX 座外接天线。BU04 可以用于双向测距、TDOA 或 PDOA 定位系统中,定位精度可达到 10 厘米,并支持高达 6.8 Mbps 的数据速率。

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特征

●采用 SMD-34 封装兼容 DIP-16 封装

●符合 IEEE 802.15.4-2015 UWB 标准

●符合 IEEE802.15.4z(BPRF mode)

●支持双天线通道

●支持信道 5、信道 9

●集成简单,无需RF二次设计

●支持板载天线,兼容 IPEX 座外接天线

●集成 MAC 功能

●使用 RTLS 的基础架构,扩展了通信范围

●数据速率支持 850 Kbps,6.8 Mbps

●支持双向测距和 TDOA 和 PDOA 定位方案

●提供精确定位和数据传输

●定位精度 10 厘米

● 支持高标签密度

●集成 HW AES 256

●支持 SPI 接口

●20 个可配 GPIO

●集成 STM32F103 MCU

●可编程调节发射功率大小

●供电电压支持 2.5 V 至 3.6 V

参数

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2、隧道定位的典型场景与关键痛点

隧道场景虽同属“室内”,但因其结构、用途与安全要求的多样性,面临的定位难点具备许多行业特有的属性。

交通(公路/铁路/地铁)隧道

●实时车辆与维护人员定位:需要实时掌握检修人员、巡检车位置,避免作业区与通行车辆冲突。

●紧急救援与逃生指引:事故发生时需准备快速定位被困人员并指引救援路线。

●长线连续性问题:隧道线性长,基站需连续覆盖且保证切换平滑。

痛点:GPS不可用、信号被混凝土与金属反射,多径干扰严重;系统需低延迟、可与隧道信号系统联动。

通知公告市政管廊 / 给排水 / 能源管道隧道

●设备/阀门/检查井定位:及时找出故障点与维护人员位置。

●资产管理:大量小型设备与工具需要实时或定期盘点。

痛点:管廊狭窄、金属配管密集,传播衰减与反射复杂;维护空间狭小,对基站布置有限制。

矿井与巷道(地下工程)

●生命搜救与安全监护:井下救援要求高精度、低延迟的人员定位。

●设备调度:掘进机、运矿车等需协同定位。

痛点:环境恶劣(潮湿、粉尘、高温/低温)、电磁干扰多,并且常需移动部署(临时巷道),设备需耐用并支持快速重布置。

隧道施工与掘进现场

●瞬时定位与协作:掘进机刀盘周边人员定位、爆破人员安全管控。

●测量与施工器具追踪:测量仪器、模板等需被实时定位防止遗失或错用。

痛点:施工现场不断变化(墙面、支撑结构变动),定位系统需具备快速重新校准能力与强鲁棒性。

3、UWB模组如何针对性解决这些难点

高精度室内定位

隧道内可通过在关键节点部署基站构建定位基座,Tags(人员/设备标签)与基站进行测距并由定位引擎计算位置信息。

安信可模组支持TDoA与TWR两种模式,便于在不同工程约束下选择合适策略。

快速部署与移动灵活性

施工、矿井等场景常需要临时部署或频繁移动基站。

安信可UWB模组尺寸小、功耗低,可用于便携式基站或背包式网关,支持电池供电与快速上电同步,便于临时布网与快速搬迁。

基站可做模块化固定在既有结构(如隧道衬砌、支架)上,减少施工改造。

高实时性满足安全预警

UWB定位刷新快、延迟低,能在人员进入危险区、设备越界或与移动车辆接近时迅速触发告警。

通过与隧道控制系统联动(如交通管理、应急广播、信号灯控制),可以在瞬时发出断行/警示,有效降低事故风险。

对于隧道这种对定位精度与稳定性要求极高的环境,UWB在时延、精度与抗多径上的天然优势使其在大多数工程场景下成为高性价比的可行方案。安信可的UWB模组以工业化设计与开放接口,为项目落地提供了良好基础。

审核编辑 黄宇