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基于UWB的消防员火场定位系统研究

2018-10-12李佳琦

无线互联科技 2018年18期

李佳琦,李 森

(郑州轻工业学院,河南 郑州 450001)

消防员担负着灭火的重要职责,但是由于大型建筑的构造往往十分复杂,当消防员需进入火灾现场时,往往会因为不熟悉建筑构造而迷路,对消防员的人身安全造成威胁,造成不必要的损失,对消防员进行室内的准确定位技术能够实时掌握消防员的位置及运动轨迹,能够在消防员遇险时及时找到目标,也更有利于进行救援工作。

目前,对人或物的位置感知主要通过全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS),如GPS,伽利略,北斗等定位技术来实现[1],但在室内环境中由于信噪比(Signal Noise Ratio,SNR)和多路径传播较低易导致GNSS失败,定位效果降低。尤其在火场环境中烟雾、水汽重,房间隔板、金属结构、家具以及容易混淆的传感器等造成信号散射及多径效应明显,对定位系统的穿透力、抗干扰能力、续航能力均有较高要求。目前多数常见的定位系统,如紫蜂协议(ZigBee)技术、射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术、红外线定位技术、蓝牙定位技术等在火灾环境中受恶劣环境影响较大,定位能力丧失或定位精度不能达到使用要求。在此背景下,超宽带(Ultra Wideband,UWB)定位由于依据其特殊的定位机制,即使在火场复杂情况下依然能保持较好的定位特性[2]。因此,利用UWB定位系统对消防员进行定位,能够克服其他定位系统的缺点,提高消防员的安全机制。

1 UWB定位简述

UWB信号是指通信频段处于3.1~10.6 GHz的信号,其绝对带宽大于500 MHz或相对带宽不小于0.2[3],UWB技术最初被称为“基带脉冲”,是一种能够远距离传输的无线技术。……

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