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1 概述
PLUS 超宽频即时定位系统的由美国Time Domain 公司出品。和同类产品相比，该系统具有
部署简单，性能价格比高，精度高，标签位置稳定不飘移，信号抗干扰能力强，标签发射状
态和频率可以动态更新等突出特点。系统由标签，阅读器，同步分配器，天线,标签确认点
和定位软件组成。标签是一个超宽频信号发射装置，每秒发射1～10 次信号。接收器（天线
和阅读器的组合）接收标签发来的标签识别号，记录到达时间（TOA），然后传给同步器进
行同步处理，解析出到达时间差（TDOA）,然后把以上信号和其他一些验证信号例如信号强
度等打包通过网络协议发送给服务器进行处理，就可以计算出标签（也就是需要被跟踪的人
员或者物体）所处位置以及运动轨迹。每一个标签都有一个独一无二的识别号，所以系统知
道每一个标签在每一个时刻的位置以及运动信息。标签确认点TAP 向标签发射2.4 GHz 信
号，可以动态地改变标签的发射频率（1~10Hz）和操作模式（活跃或者待机）。这种设计可
以使标签在非工作时间内处于待机状态，节省电池消耗，延长电池寿命。
PLUS 系统部署符合本项目通过在固定场所布设定位接收装置，被定位人员佩戴射频信号
发射标签的方式，实现指定区域内人员的实时精确定位并且被定位人员的坐标数据通过以太
网实时传输给上层应用系统的要求。标签位置偏差通常情况下不超过正负15cm，如果增加
接收装置部署密度，精度更可达到正负5cm 以下，超过建设要求。
如果部署在室外，标签的防护等级为IP64，满足建设要求。
信号中心频率为7.3GHz，带宽大约为1GHz,该频段为我国无线电管理开放频段，不会和现有
通讯设备相互干扰，符合我国无线电管理规定。
系统遵循如下原则进行建设：
（1） 先进性与成熟性原则：PLUS 系统是著名实时射频定位系统生产商Time Domain 的
产品，在该领域享有盛誉，10 多年来PLUS 系统在美国的很多医院，养老院，超级市场部署，
是先进成熟的产品。
（2） 高可用性原则：美国多个客户多年安装的经验表明，PLUS 系统稳定可靠、健壮耐
用，故障率低，既可以部署在室内，也可以部署在室外自然环境。
（3） 安装操作简便性原则：PLUS 系统的安装调试操作简单方便，普通工程技术人员就
可以快速布设，不需要专业人员。
（4） 通信协议简洁性原则：PLUS 系统与上层应用系统的数据通信协议非常简单方便，
应用程序只需要调用为数不多的库函数或者直接读取定位服务传送来的信息就可以获得定
位数据信息和标签信息。
（5） 可扩展性原则：PLUS 系统平台具有良好的可扩展性和易维护性，增加接收器不需
要变动更改已经部署的系统，能够轻松地不断扩大定位范围与被定位人数。
1.1 系统总体构成
【主要设备构成】PLUS 定位系统由标签,阅读器，天线，同步分配器，标签确认点和定位软
件组成，其中天线和阅读器成对配套使用。标签的功能为发射超宽频信号
天线的功能为接收标签发出的信号
阅读器的功能为解读标签识别号，记录收到信号的到达时间（TOA）
同步器的功能为计算各路信号到达时间差（TDOA）
定位软件的功能为通过各种有效算法计算标签位置
1.2 系统总体功能
（1） 支持多种模式，包括0 维（粗略模式），1 维（流水线/走廊配置），2 维（精确平
面定位）和2.5 维（精确平面定位加上楼层区域信息）
（2） 室内定位精度误差一般在正负0.15 米之内，室外不超过1 米
（3） 最多可以追踪8000 个标签
（4） 校准常数存储在非易失性内存
（5） 电池供电的有源标签更新频率为1 赫兹~10 赫兹,使用时间至少1 年以上.
（6） 室内穿墙操作
（7） 到达时间差定位法（TDOA）定位和跟踪
（8） 到达时间（TOA）的原始数据可以通过以太网接口传送
（9） 阅读器安装在基础结构上
（10） 使用屏蔽双绞线电缆（CAT5E）向阅读器网络提供电力，数据和时间同步信息
（11） FCC（联邦通讯委员会） 认证
（12） ETL（美国电子测试实验室）认证
1.3 系统技术指标
（1） 标签发射中心频率为7.3Hz，接收状态更新信息频率为2.4Hz，带宽为1GHz
（2） 标签确认点 (TAP) 发射频率为2.4Hz，一个TAP 覆盖范围可达11000 平方米
（3） 全方位天线覆盖直径为76 米，180°天线单侧探测距离为58 米
（4） 6 端口同步分配器最多可带36 个阅读器，24 端口同步分配器最多可带144 个阅
读器
PLUS 系统设计部署简单，不需要分系统。扩展时只需要增加接收器（天线/阅读器对）。如
果接收器数量不是成倍增加，大部分情况下不需要增加同步分配器。每一个系统可以分成若
干个定位单元，这些定位单元可以公用接收器和同步分配器，本身不组成一个分系统。
天线和阅读器组成的接收器相当于传感器。每个传感器拥有一个IP 地址。传感器通过以太
网线和同步分配器连接，同样，同步分配器通过以太网线和以太网交换机相连，以太网交换
机通过以太网线和服务器电脑相连。
上层应用系统程序通过定位引擎（PLUS Location Engine）来获取标签位置信息。有两种方式提
供位置信息。
1）PLUS™ Tracker OCX 对象。OCX 是一个COM 对象，这个COM 对象提供了应用程序接口。
通过库函数的函数调用，应用程序可以初始化系统，获取位置信息，处理事件，发出警告等。例
如，应用程序可以调用函数StartTOAMessageQueue()，这个函数的一旦获取新的到达时间（TOA）
信息就触发一个事件，计算新的标签位置或者发出警报。
2）运行定位软件服务。这个定位软件服务自动在系统后台运行，一旦标签位置发生变动，它就
向TCP 端口（11004 或者11005）发送UDP 数据包，这个数据包包含标签识别号，位置等信息。
由此可见，以上两种方式都可以有效地向应用程序发送标签识别号和位置等定位信息，满足用户
的需求。
3.1 网络及安全
对传输的要求
不需要光纤，只需要24 轨CAT 5e 网络屏蔽电缆
需要两个10/100/1000 Mbps 网卡，一个用于定位系统网络交通，另一个用于局域网连接。
以太网交换机要求
内存32MB 闪存 16MB
交换容量8.8 Gbps
转发速率6.6-Mpps 的线速
交换协议 第2 层交换
局域网带宽要求：至少100BaseT （100Mbps）
同步分配器和阅读器的以太网接口10/100BaseT对网络安全的要求
系统实际上是一个局域网，不和外网直接连接，不需要专门的防火墙，如果网络没有联上外
网，自然是安全的。如果网络连接外网，只需要有接口保护即可。
提供具体的IP 地址终端数量
取决于系统阅读器的数量，每一个阅读器拥有一个独立IP 地址，一个24 端口同步分配器可
以最多连接144 个阅读器，也就是每个24 端口同步分配器可以处理最多144 个IP 地址传来
的数据，对于一个24 端口同步分配器所支持的系统，8 位寻址（256 个IP 地址）已经足够。
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