一、引言
在工商业领域，室内环境下对人员、资产和设备进行精准定位的需求愈发迫切。无论是大型仓储物流中心高效的货物管理，还是复杂工业制造车间的精细化生产调度，精准的室内定位技术都能极大地提升运营效率、增强安全性并优化资源配置。超宽带（Ultra-Wideband，UWB）技术作为室内定位领域的新兴力量，凭借其独特的技术特性，正逐渐成为解决工商业室内定位难题的关键技术手段，为行业带来新的变革与发展机遇。
二、UWB 技术概述
（一）UWB 技术原理
UWB 技术是一种无载波通信技术，它通过发送和接收纳秒级甚至皮秒级的非正弦波窄脉冲来传输数据 。这些窄脉冲具有极宽的带宽，通常在数 GHz 以上。与传统的基于载波的通信技术不同，UWB 技术利用脉冲的时间特性进行信号传输和处理。在定位应用中，UWB 系统主要通过测量信号在发射端和接收端之间的传播时间来计算距离。常见的定位算法包括基于到达时间（Time of Arrival，TOA）、到达时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）以及双向到达时间（Two-Way Time of Arrival，TW-TOA）等。例如，基于 TOA 的算法，通过精确测量脉冲信号从标签（定位对象）发射到基站接收的时间，结合信号传播速度（光速），可以计算出标签与基站之间的距离。多个基站与标签之间的距离数据，经过特定的几何算法计算，就能确定标签在空间中的位置坐标。
（二）UWB 技术特性
高精度定位：UWB 技术最显著的优势之一就是其极高的定位精度。由于窄脉冲信号具有良好的时间分辨率，能够精确测量信号传播时间，从而实现厘米级的定位精度。在理想环境下，UWB 定位精度可达 10 厘米以内，这是其他常见室内定位技术如 Wi-Fi（精度一般在 5-15 米）、蓝牙（精度通常在 1-2 米）难以企及的 。这种高精度使得 UWB 技术在对定位精度要求苛刻的工商业场景中具有巨大的应用潜力。
强抗干扰能力：UWB 信号的功率谱密度极低，信号能量分布在极宽的频带上，这使得其对其他无线通信系统的干扰极小，同时自身也具备很强的抗干扰能力。在复杂的工商业室内环境中，往往存在多种无线信号，如 Wi-Fi 信号用于网络通信、蓝牙信号用于设备连接等，UWB 技术能够在这样的多信号环境中稳定工作，不受其他信号的干扰，保证定位的准确性和可靠性。
良好的穿透性：UWB 信号具有一定的穿透能力，能够穿透墙壁、木板、塑料等常见障碍物。虽然其穿透能力不如一些低频信号，但在室内环境中，对于大多数非承重墙和部分较薄的承重墙，UWB 信号可以较好地穿透，实现对不同房间或区域内目标的定位。这一特性使得在复杂的室内布局中，无需为每个房间单独部署大量的定位设备，减少了设备部署成本和复杂度。
低功耗：UWB 模块在工作时采用短脉冲传输数据，发射功率较低，通常在 1mW 以下 。这种低功耗特性使得搭载 UWB 标签的设备，如人员佩戴的定位标签、资产上附着的定位标签等，可以长时间持续工作，无需频繁更换电池或充电，降低了使用成本和维护难度，尤其适用于需要长期实时定位的工商业应用场景。
三、UWB 技术在工商业室内定位的应用场景
（一）仓储物流
货物精准定位与库存管理：在大型仓储物流中心，货物种类繁多、存储量大，传统的库存管理方式往往依赖人工盘点和记录，效率低下且容易出错。引入 UWB 室内定位技术后，在每个货物托盘或货架上安装 UWB 标签，在仓库内合理部署 UWB 基站。通过 UWB 系统，能够实时精确地获取每个货物的位置信息。工作人员可以通过管理系统快速查询到特定货物的存储位置，极大地缩短了货物查找时间。同时，系统能够实时更新库存货物的位置变动情况，自动完成库存盘点，准确掌握库存数量，避免了货物的积压或缺货现象，提高了库存管理的效率和准确性。例如，某大型电商的仓储中心，在采用 UWB 定位技术后，货物查找时间缩短了 70%，库存盘点准确率从原来的 85% 提升至 98%。
叉车等物流设备的调度与管理：仓储物流中心内，叉车等物流设备的高效运行对于整体物流效率至关重要。利用 UWB 技术为叉车安装定位标签，结合基站实时定位，可以实现对叉车的实时监控和调度。管理人员可以通过系统实时了解每辆叉车的位置、行驶轨迹和运行状态。当出现任务分配不均衡时，能够及时进行调度，优化叉车的行驶路径，避免叉车之间的碰撞和拥堵，提高物流设备的运行效率。通过 UWB 技术的应用，物流设备的利用率可提高 30% 以上，物流作业的整体效率提升显著。
人员定位与安全管理：仓库内人员众多，工作区域复杂，存在一定的安全风险。通过给工作人员配备 UWB 定位标签，能够实时跟踪人员位置。在一些危险区域，如货物堆放高处下方、叉车作业频繁区域等，设置电子围栏。当人员误入危险区域时，系统立即发出警报，提醒人员和管理人员注意安全，有效预防安全事故的发生。同时，在发生紧急情况时，如火灾、地震等，管理人员可以通过定位系统快速掌握所有人员的位置，制定合理的疏散方案，提高应急救援的效率，保障人员生命安全。
（二）工业制造
生产过程精细化管理：在工业制造车间，生产流程复杂，涉及众多设备、零部件和工作人员。UWB 室内定位技术可以为每个在制品、生产设备和员工配备定位标签，实现对生产过程的全方位实时监控。通过精确定位，能够实时掌握每个在制品在生产线上的位置和状态，了解生产进度。当出现生产瓶颈或设备故障时，管理人员可以迅速定位问题所在，及时采取措施进行调整和维修，减少生产停滞时间。例如，在汽车制造车间，UWB 定位技术可以精确跟踪汽车零部件在生产线上的装配位置，确保装配顺序和工艺的准确性，提高产品质量和生产效率。
设备维护与巡检优化：工业制造中的大型设备价格昂贵，设备的正常运行对于生产至关重要。利用 UWB 技术可以对设备维护人员进行定位，结合设备管理系统，实现设备巡检的智能化。预先为巡检人员规划巡检路线，当巡检人员佩戴 UWB 标签接近需要巡检的设备时，系统自动提醒工作人员进行相应的检查操作，并记录巡检时间和设备状态。同时，通过对设备运行数据的实时监测和分析，结合设备位置信息，能够提前预测设备可能出现的故障，及时安排维护，避免设备突发故障导致的生产中断，降低设备维护成本，提高设备的使用寿命和生产稳定性。
智能仓储与物料配送：工业制造企业内部的仓储和物料配送环节同样需要高效的管理。与仓储物流类似，UWB 技术可以实现对原材料、零部件等物料的精准定位和库存管理。在物料配送过程中，根据生产线上的实时需求，通过 UWB 定位系统精确调度配送车辆或 AGV（自动导引车），将所需物料快速、准确地送达指定生产工位，实现物料配送的智能化和自动化，减少物料配送时间，提高生产的连续性和流畅性。
（三）商业场所
商场导航与顾客服务优化：在大型商场中，顾客常常面临找不到店铺、商品区域的困扰。采用 UWB 室内定位技术，商场可以为顾客提供精准的室内导航服务。顾客在手机上安装商场应用程序，通过与商场内的 UWB 基站交互，能够实时获取自己在商场内的精确位置，并规划前往目标店铺或服务区域的最佳路线。同时，商场可以根据顾客的位置信息，推送个性化的促销信息、优惠券等，提高顾客的购物体验和商场的营销效果。例如，当顾客靠近某品牌店铺时，手机自动收到该店铺的最新折扣信息，吸引顾客进店消费。
员工管理与运营效率提升：商场内员工众多，工作岗位分散，包括导购员、收银员、后勤人员等。通过为员工配备 UWB 定位标签，商场管理者可以实时了解员工的工作位置和状态，合理进行人员调度。当某区域顾客流量较大，需要增加导购员时，能够及时通知附近的员工前往支援。同时，通过对员工工作轨迹的分析，评估员工的工作效率和服务质量，优化员工工作流程，提高商场的整体运营效率。
资产安全管理：商场内陈列着大量的商品和贵重资产，防止商品被盗和资产丢失是商场管理的重要任务。在贵重商品上安装 UWB 标签，当商品离开指定区域或被非法移动时，系统立即发出警报，通知安保人员进行处理，有效保障商场资产的安全。此外，对于商场内的公共设施，如照明设备、空调设备等，通过 UWB 定位技术可以实时监测其位置和运行状态，便于及时进行维护和管理。