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技术科普


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蓝牙定位+Lora传输与安然精准定位技术剖析与对比


干啥就比啥,定位就先比准不准、稳不稳。定位不准和不稳,其他再好也是0。做定位不比定位判断的准确性,而比信标外壳防护等级、电池续航时间等,就如卖酒不比酒好,而比瓶子好,必然造成建用“两张皮”。做定位不说定位“准不准”,妄谈其他是忽悠。

化工厂环境下,定位信号容易被遮挡、被干扰。基于多个不准确、不稳定信号计算获得的位置也就不准确和不稳定。定位数据不准确,软件展示再好,有啥用?试想:如果卫星定位不准确,靠软件就能导航?

蓝牙定位技术成熟,价格低廉,没有技术门槛,如果真适合于化工厂,为啥下文件前不用呢?哪个化工厂的蓝牙定位系统是好用的呢?

蓝牙定位二种:一是蓝牙定位+LORA传输,二是蓝牙定位+ZigBee传输,另文剖析。

此剖析与对比仅限于石化、化工、选矿等复杂工业场景。不适合于商业场景。

特别提醒:与蓝牙定位配套的LoRa基站,工信部2019年52号文和工信部2020年05月07日发布的工信厅通信〔2020〕25号文即《工业和信息化部办公厅关于深入推进移动物联网全面发展的通知》,对LORA技术的使用场景及技术使用限制做了很明确的规定,52号文通过“任意时刻限单个信道发射”这一技术要求,将LoRa技术限定在抄表操作(并且不能进行控制操作)范畴;LoRa芯片及核心技术的一直都垄断在Semtech手中,美国政府对中国企业的打压随时存在断供风险;LoRa属于窄带传输,不支持实时大并发。一个Lora基站只能稳定承载50人,满足不了应急、大修需要。

1. 信标管理

蓝牙定位+LORA传输:信标与基站不通讯,电脑后台看到的信标信息不全面也不实时,信标管理依赖于人工巡检,一年须大规模巡检3次以上。用信标巡检保证系统好用,再来保证生产工作到位,行吗?疫情期间谁来巡检?信标数量巨大,信标被腐蚀、损坏乃至破坏后,失联,非常难以查找和更换,成为潜在安全隐患。

Alliswell定位:实时在线管理100%定位子站,万无一失。

核实办法:后台查看信标信息,确认显示数量与现场数量是否一样,信标信息是否全面,是过去的还是当时的。

2. 位置准不准:

蓝牙定位+Lora传输:会犯“飘忽不定、动静不分、上下不分、内外不分、穿越装置\设备\墙体、同地理位置不同电脑位置”等原则性错误。原因为:

A、定位原理:蓝牙定位原理为3点定位。3点定位简单说就是3个信标信号确定1个空间点。环境稳定,信号才稳定,3个信标信号才稳定,定位点才稳定。环境不稳定,信号就不稳定,3个信标信号就不稳定,定位点就会时而位于3个信标区域内部,时而位于3个信标区域前、后、上、下、左、右。多部署信标也没有用。

B、信标布置困难:现场很难找到3个理想的信标位置,用2个信标、1个信标,定位效果自然无法保证。蓝牙定位需要信标的准确坐标,前期测绘周期长,一旦部署不能随意变更位置。工业生产现场截然不同于大楼、大厅、仓库等,现场已布置生产设备,同时出于人员活动和信标安全考虑,又不能布设于地面,只能将就现场条件,将信标布设于墙壁或立柱上,一般墙壁或立柱距离都不会正好切合蓝牙布点要求。

C、电磁干扰:蓝牙+Lora定位系统存在433M的LORA信号,与对讲机同频、互相干扰。蓝牙信号受电磁信号干扰较大,而工业生产现场电磁干扰是无处不在的。

噪声干扰:蓝牙信号受噪声信号干扰较大,而工业生产现场噪声是无处不在的。

D、信号衰减:信标发射功率无规律衰减,定位结果也随之衰减。

Alliswell定位:定位准确,不漂移、不乱动、不穿越。单点把控、按照不同安全生产需要设置不同管控信号范围,100%判断准确位置,准确实现电子围栏、巡检到位、抽样到位等;在无需严格管控的安全区域,标识卡一直与分站保持通信,显示人员在之前经过子站位置,尽管人位置不动,但在可控的安全范围内。如果是大的区域,可以网格化为几小区域,分小区域部署子站即可。单点定位,在现场很容易找到1个稳定的、理想的布控位置。

核实办法:通过联动视频或对讲机比对现场实际、实时位置与电脑上显示位置。

3. 判断准不准:

蓝牙定位+Lora传输:不能准确判断车间内外、立体分层、巡检到位和电子围栏。精度2~5m,即+-2~5m,意味着偏差4~10m。墙内墙外一尺之隔,有的车间总宽度也就10米,巡检点和走道间隔有的也不到2米,有的楼层间距3米。

Alliswell定位:能准确判断车间内外、立体分层、巡检到位和电子围栏。按需设置管控范围,最小管控半径1.5m。

核实办法:通过联动视频或对讲机比对人实际位置与电脑上显示位置。

4. 报警准不准

蓝牙定位+Lora传输:误报率高,因为定位不准,判断不准。

Alliswell定位:误报率低,因为定位准,判断准。

5. 实时准不准

蓝牙定位+Lora传输:实时性差,电脑显示与现场实际偏差大,LORA传输最小上报间隔为5秒,蓝牙定位系统本身延时2-3秒,总时延7-8秒、偏差距离5-10m。电脑上显示有人进入车间、危险源时,实际上人已不知去向或人去楼空。

Alliswell定位:实时性好,电脑显示与现场实际相符。时延3秒,时延偏差3m。

核实办法:通过联动视频或对讲机比对现场实际、实时位置与电脑上显示位置。

6. 报警方向

蓝牙定位+LORA传输:单向报警,只能上报,不能下发。原因是LoRaWAN下行传输效率低,下行链路通信延迟等,无法有效实现下发信号,不能完整实现电子围栏等功能。没有下发报警,电子围栏触发报警,用人去喊吗?

Alliswell定位:双向报警,报警+告警,下情实时上达,上情实时下达。某处有警时,指挥中心能下发报警信息到指定人,可靠实现电子围栏等功能。

核实办法:后台下发报警给标识卡,核实卡有无反应。

7. 升级、拓展:

蓝牙定位+LORA传输:一个基站并发50个人,随着扩展需增加基站。系统升级,信标与基站不通信,信标升级大麻烦。

Alliswell定位:一个分站可带65535个节点,无需另增加分站,无需调整网络架构。

8. 应急、大修安全:

蓝牙定位+LORA传输:一个基站并发50个人,满足不了应急、大修需要。

Alliswell定位:单分站可带65535个节点,满足应急、大修需要。

9. 信标续航时间和外壳防护

蓝牙定位+LORA传输:信标电池供电5-10年但不可更换电池,如果有的蓝牙信标不到5年没电了5年后陆续开始没有电了,咋办?信标与基站不通讯,功耗自然低,续航时间自然长,但这是牺牲系统整体性能换来的。信标需要置于地面,需要抗压和高防护等级,IP68就能抗长时间浸泡?5MT就能抗破坏和车辆碾压吗?

Alliswell定位:后台实时在线管理子站,电池续航3-5年,更换电池方便,不置于地面。

10. 标识卡充电

蓝牙定位+LORA传输:充电型,员工不充电、没有充上电,卡就没有用了,系统也就没有用了。人工管理充电则会产生很多纠纷。

Alliswell定位:标识卡电池续航8个月以上,更换电池方便也便宜。

11. 平台对接和集中监管

蓝牙定位+LORA传输:不能全面、实时上传信标信息到集中监管平台,不能被有效监管和服务。

Alliswell定位:能全面、实时上传所有设备信息到集团或园区集中监管平台,便于集中监管和服务。好处有:1、有效监督现场系统真实、有效;2、补救现场疏漏;3、提供便利、专业、运维服务。4、给园区制定预案和险情处理提供可靠信息支持。

12. 轨迹

蓝牙定位+Lora传输:看似很实时、动感和逼真的随机曲线多是蓝牙定位“飘忽不定、动静不分”的恶果。人在生产现场都不走正道?一直都在走?

Alliswell定位:GPS导航一样,按照生产现场的各种可能路线规划。

13.  为什么有的蓝牙用户还说好呢?

政府有关监管部门一般不进入现场看,只看电脑,主要看做了没有,具体使用效果由用户说。企业用户又不敢说不好用,如果用户说不好用,有关部门就会让企业重新上或停产整顿,用户只能吃哑巴亏,有苦不敢说,以讹传讹,人员定位系统成了摆设,成了美丽的谎言。

为什么有的客户参观后也说好呢?用户参观时,也是在电脑上粗略看看或者远观而已,只看到表面显示效果,忽略了是否真实和正确,想进入现场比对或看视频比对,用户会说出各种理由拒绝。“飘忽不定、动静不分、同地理位置不同电脑位置“在电脑上反而看着会感觉很实时、很有动感和逼真,“上下不分、内外不分、穿越装置\设备\墙体”也得仔细观察人员活动情况。

14. 综述

 Alliswell 定位技术在先天上对复杂的工业场景有着良好的适配性。定位准确,不漂移、不乱动、不穿越。精确显示生产区域内在线人员动态,第一时间掌握企业应急状态时涉险人员情况,提高应急救援效率,杜绝未经培训、未经批准人员进入生产区域,全面提升企业风险管控能力和精细化安全管理水平。


蓝牙定位+Lora传输与安精准定位技术对比汇总表


重点比
加分项☑
一般项☐
减分项☒


厂区空旷区域安装设备非常多

厂区空旷区域安装设备少

装置现场安装设备数量非常多

装置现场安装设备数量少

需人工现场维护,无自检

所有设备实时在线监测,无需人工现场维护

较少依赖卫星和4G

较少依赖卫星和4G

受化工厂现场设备、环境影响会范飘忽不定、动静不分、上下不分、内外不分、穿越装置\设备\墙体、同地理位置不同电脑位置等原则性错误

准确定位,准确判断,不漂移、不乱动、不穿越

电脑显示不真实、不准确

真实、准确

人员卡便宜且轻便

人员卡便宜且轻便

单向通信,只报警,不主动告警

双向通信,报警+告警

信标不独立

子站独立

时延7-8秒

时延3秒

轨迹为随机曲线

类GPS规划路线

信号安全性不知

信号通过EMC检测

抗噪声干扰弱

抗噪声干扰强

抗环境变化弱

抗环境变化强

无工业环网

有工业环网

无内置交换机

内置交换机

定位方式

采用全厂区部署蓝牙定位器的方式进行信号覆 盖,实现厂区的室内外及楼层的定位



全厂区部署分站信号全覆盖,无死角;根据安全生产管理需要部署子站位置和设置子站管控范围,切实分清里外、上下,准确定位,对各类人员进行分区、分片、分层、分类管理


主要频率(卫星外)

2.4G

2.4G

定位精度

室内外:2-10 米精度可调

室内外:1.5、3、5、......25米可设置

硬件设备和数量

厂区:部署一定量基站,信标间隔10-15米1个

厂区:分站覆盖半径160米,子站管控各区域道路路口

装置区或室内:部署一定量基站,信标间隔7-10米1个

装置区或室内:分站覆盖半径100米,子站按需部署于人位置发生实质改变或需要管控的位置,如:通道、出入口、楼梯口、巡检点、重大危险源、网格化管理区域等

安装方式

通讯基站:DC12V 供电(就近取电,需光纤连接)

分站:AC220V或DC12-24V,部署在桥架等便于布线、取电的地方

全厂区安装固定信标点(7 年待机电池)

子站:方便固定,对高度、子站间距离无特殊要求(续航3-5年)


通讯方式

以太网

支持光纤/网线有线网络,且支持 4G、5G公网/专网

部署难度

基站有少量供电和网络施工,施工难度稍大,蓝牙信标安装数量大

分站有少量供电和网络施工;子站数量少,安装简单

运维难易程度


无设备自检功能,需现场人工检修;
基站和信标点特别多,需投入较多人力维护


所有设备实时在线监测,无需人工现场维护

特大厂区适用性

适合化工类企业为主,厂房结构,也适合大炼化(只是安装数量大)

适合石油炼化企业,流程化规模企业(厂区超大型,装置分布广)

可扩展能力

一个基站并发50个人,随着扩展需增加基站

Alliswell分站可带65535个节点,后期扩展无需增加分站,无需调整网络架构

应急、大修需要

一个基站并发50个人,应急、大修需要另增加基站

单分站可带65535个节点,满足人员密集时需要

人员卡带电时间

理论30 天左右充电1次,实际每天都得充电

腰卡或胸卡,非充电续航8个月,充电续航2-3个月标识卡。非充电电池无需员工主动充电,保证系统长期有效使用

优势分析

价格便宜


定位准,判断准、低误报,高实时,不漂移、不乱动、不穿越;
运行稳定,免干扰、抗干扰;
安装、调试、维护、扩展、升级简单;满足应急、大修需要。


缺点

信标点安装过多,后期运维困难,快速移动时定位偏差过大;有一定量的定位偏差、漂移现象。满足不了应急、大修需要。无法应付车辆定位,另增加GPS车辆定位系统。不准的蓝牙人员定位+不准的GPS车辆定位=不堪的人车定位

自动提醒需3-5年左右更换子站电池





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