一种用于工厂的智能定位系统的制作方法

1.本发明属于互联网技术领域，具体涉及一种用于工厂的智能定位系统。


背景技术：

2.随着化学工业的蓬勃发展，化工企业发展带来的安全管理问题日益突出。在化工企业中，许多生产装置的物料介质是具有爆炸性、有毒性、火灾性等危险，目前绝大部分的化工生产企业的安全监控只限于一般的视频监控，只能靠人工识别，人工发出告警，监控的信息化与智能化离全国安全生产专项整治三年行动计划中的要求差距甚远。且现有企业面积大和设备多的特点，给工厂的日常生产和设备维护带来了很多问题。例如，当工作人员位于工厂的很多设备之间时，很容易迷失其当前所在位置，无法确定具体在哪台设备附近，给工作人员的工作带来麻烦。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种用于工厂的智能定位系统，通过室内、外精确定位，实现对工厂设备、人员、工件、物料等实时连续跟踪，生成轨迹路线图，并将定位数据发送给上层的软件系统，结合数据分析，进而提供精细化生产管理。
4.本发明提供了如下的技术方案：
5.一种用于工厂的智能定位系统，包括固定于设备上的有源标签以预定义的间隔主动发送无线信号，四台或以上锚定基站接收信号并通过定位网关发至定位服务器；
6.电子标签，与被管理对象绑定，能够以规定的时间间隔发送无线信号；
7.基站，接收电子标签无线信号、坐标及时间戳，并传输标签附带数据；
8.网关，用于将所有记录的数据打包，并传输到上位定位服务器，同时可担当锚定基站功能；
9.定位服务器，计算电子标签的实时位置坐标，通过规则引擎来定义及编辑位置相关的事件类型。
10.优选的，电子标签还能够配备数据接口，将详细位置信息直接传送到本地控制系统，或向上位系统提供必要的传感器数据，实现uwb高精度人员定位。
11.优选的，基站通过至少三个相互同步的锚定基站，能够实现电子标签的三维定位，精度达厘米级。
12.优选的，定位需要使用测距算法计算出标签到3个基站之间的距离，初步得到的数据可能出现偶然误差，对原始数据进行卡尔曼滤波，滤波之后的数据利用定位算法计算出标签的位置坐标；
13.优选的，标签和基站之间的距离由于环境和模块本身的影响，定位算法对测得的距离进行低通滤波处理。
14.本发明的有益效果是：本发明提供实时位置信息监控、智能巡检、静态/动态电子围栏、行为监测、寻呼报警等功能，来确保企业生产工作的安全和运维工作的效率；实时位
置信息监控，便于实现人员管理：通过对员工行为的监管，形成良好的作业习惯，减少违规操作，提高安全管理质量，并且当员工遇到危险时，救援人员可根据定位，迅速找到员工位置，提高救援效率；智能巡检，监测员工是否正确巡检可针对生产设备的巡检要求，自定义规划巡检点和路线，设置巡检周期，制定任务，管理人员可查看巡检人员的巡检时长、巡检轨迹，防止员工漏查、重复检查；静态/动态电子围栏，确保员工处于安全区，在危险区域设置电子围栏，如没有进出权限的人员进入该区域，uwb定位系统会进行实时报警，提醒该人员和管理人员提高警惕，保障人身安全，寻呼报警，确保危险发生时，员工及时撤离，当有危险情况发生时，员工可通过uwb定位标签实时向控制中心发送sos报警信息；不仅如此，控制中心也可实时对施工人员进行寻呼，下发撤离命令；行为监测，确保员工无异常行为：可对区域内实施各种行为监测，包括超时监测、聚众监测、不动监测等等，全方位智能化管理，提高管理质量，保障员工人身安全。
附图说明
15.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
16.图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
17.如图1所示，一种用于工厂的智能定位系统，包括固定于设备上的有源标签以预定义的间隔主动发送无线信号。四台或以上锚定基站接收信号并通过定位网关发至定位服务器。
18.电子标签：与被管理对象(工件、机器人、载具、人员等)绑定，能够以规定的时间间隔发送无线信号。电子标签还可配备数据接口，将详细位置信息直接传送到本地控制系统，或向上位系统提供必要的传感器数据，实现uwb高精度人员定位。
19.基站：接收电子标签无线信号、坐标及时间戳，并传输标签附带数据。通过至少三个相互同步的锚定基站，可实现电子标签的三维定位，精度达厘米级。
20.网关：用于将所有记录的数据打包，并传输到上位定位服务器，同时可担当锚定基站功能。
21.定位服务器：计算电子标签的实时位置坐标，通过规则引擎来定义及编辑位置相关的事件类型。
22.基于多模技术的工业级实时定位系统以其实时连续、精准高效、灵活普适、弹性可扩展、易于部署的特性，用于复杂工业环境下的人员、物品等高精准定位，实现生产灵活、自组织的生产方式，帮助企业实现数字化转型，推动制造智能化。
23.uwb定位是一种无载波通信技术，精度可达10cm，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，通常利用tdoa(到达时间差)和tof(时间到达)算法实现人员或物品位置的信息。
24.此外，对所需定位的物品或人员uwb技术需要铺设基站和佩戴定位标签。uwb信号的辐射非常低，通常只有手机辐射的千分之一，因此在工厂人员定位系统应用时，其不存在对其他仪器仪表的干扰问题。
25.考虑到工业应用的严谨性，无论是从定位精度、安全性、抗干扰、功耗等角度来分析，uwb无疑是最理想的工厂人员定位系统技术之一。
26.具体实施，应用层：通过解算层获取位置、人脸对比结果和视频联动视频流数据，以地图的形式实时显示个标签的位置和标签的携带者，并可以选择显示视频联动的监控画面。服务层：服务层包括定位引擎软件、系统管理软件、对内和对外接口软件组成，这些软件部署在系统服务器。网络层：网络层分为局域网，提供数据传输通道。传输层：传输层也称主干通信网(简称“主干网”)，是定位基站、人脸识别和视频联动摄像头(设备)与解算层、应用层之间的数据传输通道，可以选择有线或者无线传输方式。感知层：设备层主要包括定位基站和标签、人脸识别和视频联动摄像头。通过定位基站与定位标签的uwb定位信道实现对定位标签的定位，通过通信定位基站与定位标签的zigbee通信信道实现定位基站对定位标签的参数配置、定位标签的状态回传以及定位标签上下行的数据。
27.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种用于工厂的智能定位系统，其特征在于，包括固定于设备上的有源标签以预定义的间隔主动发送无线信号，四台或以上锚定基站接收信号并通过定位网关发至定位服务器；电子标签，与被管理对象绑定，能够以规定的时间间隔发送无线信号；基站，接收电子标签无线信号、坐标及时间戳，并传输标签附带数据；网关，用于将所有记录的数据打包，并传输到上位定位服务器，同时可担当锚定基站功能；定位服务器，计算电子标签的实时位置坐标，通过规则引擎来定义及编辑位置相关的事件类型。2.根据权利要求1所述的一种用于工厂的智能定位系统，其特征在于，电子标签还能够配备数据接口，将详细位置信息直接传送到本地控制系统，或向上位系统提供必要的传感器数据，实现uwb高精度人员定位。3.根据权利要求1所述的一种用于工厂的智能定位系统，其特征在于，基站通过至少三个相互同步的锚定基站，能够实现电子标签的三维定位，精度达厘米级。4.根据权利要求1所述的一种用于工厂的智能定位系统，其特征在于，定位需要使用测距算法计算出标签到3个基站之间的距离，初步得到的数据可能出现偶然误差，对原始数据进行卡尔曼滤波，滤波之后的数据利用定位算法计算出标签的位置坐标。5.根据权利要求1所述的一种用于工厂的智能定位系统，其特征在于，标签和基站之间的距离由于环境和模块本身的影响，定位算法对测得的距离进行低通滤波处理。

技术总结
本发明提供一种用于工厂的智能定位系统，包括固定于设备上的有源标签以预定义的间隔主动发送无线信号，四台或以上锚定基站接收信号并通过定位网关发至定位服务器；电子标签，与被管理对象绑定，能够以规定的时间间隔发送无线信号；基站，接收电子标签无线信号、坐标及时间戳，并传输标签附带数据；网关，用于将所有记录的数据打包，并传输到上位定位服务器，同时可担当锚定基站功能；定位服务器，计算电子标签的实时位置坐标，通过规则引擎来定义及编辑位置相关的事件类型。本发明通过室内、外精确定位，实现对工厂设备、人员、工件、物料等实时连续跟踪，结合数据分析，进而提供精细化生产管理。产管理。产管理。


技术研发人员：杨青丰
受保护的技术使用者：常州市工业互联网研究院有限公司
技术研发日：2021.06.07
技术公布日：2022/12/8