考虑定位误差的电力物资电子围栏设计研究

为提升物资出入库轨迹的准确率、管理效率和灵活性，提出一种考虑定位误差的电力物资电子围栏的设计方法。通过整合BLE-UWB技术的物资定位系统返回的位置信息，与预先设定的电子围栏区域进行比较，判定目标物资的当前状态，及时发出或关闭告警信号。同时充分考虑定位误差，根据电力企业的实际应用需求，可以灵活制定警示区域的阈值，从而实现对物资仓库的智能化管理。

随着物联网与人工智能的发展，无线室内定位技术在社会与经济的各行各业及不同场景得到了广泛应用。其中，电力仓库场景下的电子围栏就是无线室内定位技术与电力物资位置运动轨迹监控需求相结合而衍生出的一种智能技术。

在红外线、超声波、射频识别等众多室内定位技术中[1]，超宽带(Ultra Wide Band, UWB)技术凭借着传输速率快、功耗较低、整体成本相对偏低、抗干扰效果良好、安全指标较为理想以及精度理想等多方面的优势脱颖而出[2]，但也存在着一些不足，例如UWB 接收器要求以相对于脉冲速率的时间非常高的精度来进行信号采集、同步和跟踪，因此相对耗时[3]。除了UWB 技术，蓝牙(Bluetooth, BLE)技术因其低功耗、体积小、易于集成的特点也受到了业界不少关注，其实质是一种短距离无线电技术，通过蓝牙配对可实现点到点的通信[4]，但其定位精度较低，测量值会受到噪声、环境和多径效应的严重影响[5]。

由于使用单一技术进行室内定位存在着各种各样的缺陷，因而部分学者开始研究多技术融合进行室内定位。武涛等人提出一种基于WiFi 和蓝牙融合的误差区域加权定位算法[6]，并用实验证明该算法在定位精度和稳定性方面有显著提升；Alvarez-Merino 等人的研究表明在建筑场景中UWB 和WiFi 技术的融合能显著提高定位精度[7]；Kolakowski 等人提出一种用于老年人监护的UWB-BLE 跟踪系统，定位精度和能量消耗情况均明显改善[8]。

电子围栏系统作为空间目标监测的重要工具，对空间目标进行监测和分类，预测可能发生的碰撞， 可以保护工作人员正常的空间活动， 受到了广泛关注。

Qiang 提出了一种基于智能视频监控和无线局域网技术的电子围栏系统方法，对商业区域的异常情况进行判断、定位和记录[9]。晏勇等人设计了一种基于WSN 和UWB 多点融合畜牧业的电子围栏系统方案，该系统工作稳定性好、定位精度高、响应速度也快[10]。王庆珺等人利用AIS、视频监控等技术，设计出海上风电场电子围栏警戒区域和预警机制，满足了海上风电场安全智慧运维的需求[11]。

尽管与无线室内定位技术相关的文献较为丰富，但研究UWB 和BLE 融合技术的文献相对较少，且极少有文献将UWB-BLE 技术应用于电力物资定位的场景，并研究出满足电力物资位置运动轨迹监控预警需求的电子围栏系统。针对当前电力仓库实际复杂环境出现的基于定位算法定位精度不准确、告警信号不及时、预警资源存在浪费的现象，本文提出一种考虑定位误差的电力物资电子围栏设计方法，通过整合BLE-UWB 技术的物资定位系统返回的位置信息，与预先设定的电子围栏区域进行比较，判定目标