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CN116980825A - 位置感知系统 - Google Patents

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CN116980825A
CN116980825A CN202311119117.7A CN202311119117A CN116980825A CN 116980825 A CN116980825 A CN 116980825A CN 202311119117 A CN202311119117 A CN 202311119117A CN 116980825 A CN116980825 A CN 116980825A
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CN
China
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network
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time
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anchors
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Application number
CN202311119117.7A
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English (en)
Inventor
西奥多·亨利·施纳雷
罗伯特·J·卡什尼亚
科里·罗宾逊
约翰·艾伦·基尔
罗伯特·温伯格
埃里克·罗素·洛夫格伦
埃里克·达雷尔·罗特沃德
詹姆斯·A·约翰逊
贾里德·纽哈斯
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Rosemount Inc
Original Assignee
Rosemount Inc
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Abstract

一种位置感知系统(100)，包括通信网络(102)以及联接到所述通信网络(102)的网络操作元件(111)。至少一个锚网网关(104)联接到通信网络(102)，所述至少一个锚网网关(104)配置成生成无线锚网(105)。多个锚(106)配置成经由与至少一个锚网网关(104)中的一个对应的无线锚网(105)联接到所述至少一个锚网网关(104)中的一个。多个标签(108、110)中的每一个配置成与至少一个锚(106)通信，以提供用于确定标签(108、110)在由系统(100)覆盖的区域内的位置的测距信息。

Description

位置感知系统
本申请是2019年11月28日进入中国的专利申请，国家申请号为201980002609.3，发明名称为“位置感知系统”的专利申请的分案申请。
背景技术
工业厂房操作员需要一种简单、经济高效且准确的方法来维持对其设施内的人员和关键资产的位置感知。典型的使用情况包括安全召集、人员检测(man-down detection)、移动式工作人员增强(例如位置感知增强现实)、地理围栏、厂房安全性等。当前的位置感知解决方案的购买和安装成本很高，通常需要数月来对本地环境的特性进行微调。即使调整之后，随着时间的推移，物理和环境厂房的变化也会降低系统的准确度。全球定位系统(GPS)不适合用于室内位置监控或室外重型基础设施。
定位系统(PS)是一种用于无线定位建筑物内或密集工业区域内的物体或人的装置网络。由于全球定位系统(GPS)系统通常不适合建立室内位置或其它拥挤位置，因为它们需要四颗或更多GPS卫星具有无障碍的视线，因此需要专用设计。微波将被屋顶、墙壁和其它物体衰减和散射，表面的多次反射会导致多径传播，从而导致不可控的误差。
测距可以使用多种方法中的一种或多种，但是它们可能需要复杂的同步机制来维持传感器的可靠的时间源，或者在人口密集的本地化情形下(诸如室内位置和可能很拥挤的工业环境)中遭受较大的多径状态，这是由于来自物体的RF信号的反射和衍射引起的。
由于由构造材料引起的衰减和反射，期望在系统应覆盖的任何位置，至少三个锚具有无障碍的视线。结果，需要大量的锚基站。
发明内容
位置感知系统包括通信网络以及联接到所述通信网络的网络操作元件。至少一个锚网网关联接到通信网络，所述至少一个锚网网关配置成生成无线锚网。多个锚配置成经由其各自的无线锚网联接到所述至少一个锚网网关中的一个。多个标签中的每一个配置成与至少一个锚通信，以提供用于确定在系统所覆盖的区域内标签的位置的测距信息。
定位在系统中的多个标签的位置的方法包括向第一网络提供联接到所述第一网络的网络操作元件，以及提供联接到所述第一网络的至少一个锚网网关，所述至少一个锚网网关提供锚网。具有多个固定位置锚的网络被形成并配置成经由与多个标签的测距以及经由至少一个锚网到至少一个锚网网关来通信。所述系统使用网络无线通信协议内的准确定时进行操作，以为系统提供全局位置网络调度。
对系统中的多个标签进行测距的方法包括使用现有工业时分多址无线通信协议的准确定时来为系统提供全局位置网络调度。所述方法还包括经由多个网络锚网关提供多个锚网，以及提供联接到所述多个锚网中的至少一个的多个固定位置锚，所述多个锚提供多个标签到锚的网络。多个标签、多个锚、锚网和标签到锚的网络具有共享的时间感。
位置感知系统包括多个标签、多个锚和用于标签与锚之间通信的多个锚网网关，所述多个网络锚网关提供多个锚网，并且所述多个锚提供多个锚到标签的网络。网络操作元件联接到多个锚网网关，所述网络操作元件配置成对所述多个标签进行测距。利用一种使用现有工业时分多址无线通信协议的准确定时来为系统提供全局位置网络调度的方法来对多个标签进行测距。多个标签、多个锚、锚网和锚到标签的网络具有共享的时间感。
附图说明
图1是位置感知系统的图示。
图2是示例性位置和无线锚网络时间对准。
图3A是人员位置标签设计示例的后等轴侧视图。
图3B是图3A的人员位置标签设计的后视图。
图3C是图3A的人员位置标签设计的前等轴侧视图。
图3D是图3A的人员位置标签设计的主视图。
图4A是位置锚设计示例的后等轴侧视图。
图4B是图4A的位置锚设计的后视图。
图4C是图4A的位置锚设计的前等轴侧视图。
图4D是图4A的位置锚设计的主视图。
图5是标签架构的示意性视图。
图6是锚架构的示意性视图。
具体实施方式
本公开提供了用于实现在典型的工业厂房内的资产和/或人员的位置感知的位置感知系统的实施例。感知在工业厂房内的关键资产的位置是厂房安全且高效运行的重要要素。当前可用的系统昂贵、复杂并且不能提供典型的工业厂房操作员所需的性能。本公开在现有技术的基础上提供了一种易于部署、成本相对较低、准确的位置感知系统。
许多工业环境使用低功率工业通信网络来进行在工业环境内的各种组件和元件的通信。本公开的实施例在这样的现有低功率工业通信和测距技术的基础上实现了以降低的拥有成本比现有解决方案性能更好的位置感知系统。
通用定位系统(PS)(例如，在下文中进一步描述的系统100)包括用于无线地定位建筑物内或密集工业区域内的物体或人的装置网络。由于全球定位系统(GPS)系统通常不适合建立室内位置或其它拥挤位置，因为它们需要四颗或更多GPS卫星具有无障碍的视线，因此需要专用设计。GPS信号或用于GPS的RF信号将被屋顶、墙壁和其它物体衰减和散射，表面的多次反射会导致多径传播，从而导致不可控的误差。
本公开的实施例中可以采用的测距方法包括飞行时间(ToF)、到达时间差、到达角、信号强度、相位角测量等。例如，测距方法的选择可能取决于植入的简易性和期望的准确度以及状态。
图1是根据本公开的实施例的位置感知系统100的简化框图。在一个实施例中，系统100包括网络102，系统100的另外的组件联接到该网络102。例如，网络102可以是高带宽的有线或无线网络，例如以太网、Wi-Fi等。多个无线锚网网关104联接到网络102，并且每个无线锚网网关104提供无线锚网105。多个锚106通过无线锚网105联接到每个无线锚网网关104。分别与系统人员和系统资产相关联的人员标签108和资产标签110通过测距脉冲与一个或更多个锚106无线通信，如下面更详细地描述的那样。
除了用于联接到网络102的无线锚网网关104之外，用于为无线锚网网关104提供支持的额外的软件和/或硬件也联接到网络102。在一个实施例中，联接到网络102的组件包括网络操作元件111，在一个实施例中，所述网络操作元件111包括时分多址(TDMA)位置网络管理器112中、位置计算引擎114、位置系统用户接口116和时间源118，下文中将更详细地描述它们的每个。在一个实施例中，组件112、114、116和118与通过锚106和无线网络锚网关104接收的标签108、110的测距信息结合使用，以为系统提供定时信息和操作。
TDMA是通过将信号分成多个时隙而在网络上共享频率通道的已知标准。例如，每个无线网络锚网关104可以通过被分配用于传送的特定时隙来共享用于通信信号的频率。在一个实施例中，无线网络锚网关104的时隙由TDMA位置网络管理器112分配。可以采用任何适当的通信技术，包括CDMA技术或其它时间和/或频隙或共享技术。
在一个实施例中，锚106分布在区域(诸如制造设施)周围，在一个实施例中，锚106分布在覆盖要被监控的区域的网格图案中。在一个实施例中，锚106相对于设施分布在间隔约50米的网格图案中。在一个实施例中，人员标签108和资产标签110使用锚到标签的通信网络107的信号强度来对锚的网格进行测距。基于标签108和110到锚106的网格的测距信号的强度，锚106对标签108和110的位置进行测距。锚到标签的通信或网络107可以使用一系列测距脉冲和在诸如本文中描述的网状网络的网络上或诸如超宽带网络等的另一网络上的通信。
一旦锚106具有相对于多个标签108和110的测距数据，则距离数据就经由多个无线锚网105在系统100内传输到它们对应的网关104。在一个实施例中，网关104也布置在覆盖要被监控的区域的网格图案中。在一个实施例中，网关104相对于设施分布在以间隔约200米的网格图案中。网关104接收来自锚106的测距信息，并将所述测距信息在系统100内传输到联接到网络102的组件。
在一个实施例中，人员标签108和资产标签110使用信号强度来对锚的网格进行测距。基于标签108和110到锚106的网格的测距信号的强度，锚106对标签108和110的位置进行测距。来自标签108、110的测距数据被传递到位置计算引擎114，用于确定标签108、110相对于每个锚106的定位。然后可以基于锚106的已知位置来确定位置。
位置感知系统概述：
如上文示出和描述的，系统100使用安装至设施内的固定点的低功率锚106的矩阵。在一个实施例中，这些锚106是电池供电的无线装置，所述无线装置被部署的成本为必须有线连接到电源和通信线路的其它类型锚的成本的一小部分。在危险的厂房环境中运行有线的成本远大于锚本身的成本。
系统100内的各种实施例的锚106可以采用许多工业或商业无线通信技术中的任何一种，包括但不限于IEC 62591(无线HART)和IEC 62734(ISA100.11a)。无线HART协议专为解决大多数工业厂房中存在的挑战性环境而设计，包括重型基础设施、电噪声、拥塞的RF频带以及存在易燃易爆材料。位置感知系统100通过利用这些基于TDMA的协议的准确定时来构件自组织的多跳网状协议(诸如无线HART)，以产生正交调度，从而对大量移动的人员标签108和资产标签110进行单谱或多谱测距。时分多址在拥塞的RF环境中使用超低功率、时间确定性测距的方法来检测大量标签108、110。调度使标签108、110和锚106都可以高效地同步其操作(通信和测距)。
为了使系统100覆盖用户的整个设施，可能会从一个以上的无线锚网网关104部署一个以上的无线锚网105。当在设施处采用多个无线锚网105时，位置感知系统100维持组件之间的共享的时间感。在一个实施例中，系统全局的时间感以及由TDMA位置网络管理器112生成并传送到锚106和标签108、110的调度，使系统100可能通过许多标签108、110非常有效地操作而自干扰。
位置网络定时细节：
TDMA位置网络管理器112将其定时信息通信至每个锚106和标签108、110。例如，TDMA位置网络管理器112使用可用的精确时间源118(例如，使用连接到网络102的精确时间协议-PTP源)对其第一调度时隙的开始打上时间戳。每个随后的时隙是精确的持续时间(例如10毫秒)，并按顺序编号。该时间戳通过无线锚网105和锚到标签的通信网络107传播到每个锚106和标签108、110。锚106和标签108、110使用该信息将由TDMA位置网络管理器112编制的它们的本地锚到标签的传送、接收和测距时隙进行时间对准。
锚106使用无线锚网105维持它们的时间感，所述无线锚网105也根据需要提供特定调度时隙的定时信息。该连续更新的时间在锚106和标签108、110之间共享，以对位置感知系统100的所有组成在时间和温度上维持对准。
位置计算引擎114与TDMA位置网络管理器结合工作，以经由来自标签108、110的锚106利用从无线锚网网关104沿网络102接收的测距信息来确定标签108、110的定位位置。位置系统用户接口116允许用户查看和使用测距和定位信息以用于设施内的操作等。
时间从中心时间源118通过网络102传递到无线锚网网关104。网关104通过无线锚网105将时间传递到锚106。锚106将时间传递到网络107上的标签108、110。一旦系统100的所有组件都具有共享的时间感，就可以通过时间同步通信和测距来进行系统的操作。
例如，可以通过以非常高的速率(诸如每微秒一次)发送时间脉冲来实现同步。然而，这样高速率的发送时间脉冲是高功率消耗的，并且由于许多锚106至少以部分电池功率工作，因此效率低下且浪费。作为替代，在一个实施例中，时间脉冲以较低频率(例如，每分钟一次，以维持可接受的定时保护带)发送，并使用微处理器时钟来执行脉冲间定时。在一个实施例中，为了达到目标电池寿命，可以在不同的锚网之间使用1毫秒的时间同步。微处理器可以用于锚106，无线锚网网关等中，并且可以提供一定时间量的定时信号。但是，随着时间的推移，微处理器时钟可能会漂移，同步时钟将用于定期刷新微处理器时钟的定时。在一个实施例中，这是通过将定时信号从精确时间源118通过网络102传播到无线锚网网关104、通过网络105传播到锚106、以及通过网络107传播到标签108、110来完成的。
图2是使用系统100的全局精确时间源(例如118)来对准系统100内的独立的锚网105的位置网络调度。锚106的本地时间感可以使用锚网特定偏移值(TAN0、TAN1等)校正为由TDMA位置网络管理器112和精确时间源118提供的位置网络调度。
测距谱：
在系统100的一个实施例中，锚106和标签108、110使用与无线锚网105不同的射频(RF)谱部分进行通信和测距，因此，标签位置通信或网络107不使用无线锚网105调度的任何知识。例如，无线锚网105可以使用RF谱的2.4GHz工业科学和医学(ISM)部分。在此配置中，锚106与标签108、110之间的通信和测距是在RF谱的另一部分完成的，诸如未许可的900MHz(U.S.)或860MHz(EU)频带。在另一实施例中，锚106和标签108、110使用宽带、超宽带或超声谱通信进行测距和通信。使用完全不同的谱在锚106与标签108、110之间进行测距和通信，可以使无线锚网调度和位置网络调度完全独立并交叠，同时又可以实现不干扰的高效运行。
在另一实施例中，系统100具有锚106和标签108、110以及无线锚网105，它们共享相同的谱(在一个实施例中，为2.4GHz频带)。这种实施例简化了全球部署。2.4GHz频带是全球统一的，而子GHz频带则不是。在谱交叠的情况下，例如，通过采用无线HART的黑名单特征可以实现更有效的共享。
如图2所示，精确时间源118保持用于系统100的同步的精确时间。来自精确时间源118的精确时间信号在具有一定预定持续时间的时隙204的位置网络调度202上的传播被提供。无线锚网1051、1052、...、105n具有特定于锚网的偏移值TAN0、TAN1、...、TANn，允许所有无线锚网在同一时间调度操作。例如，无线锚网1051在时隙206中操作，无线锚网1052在时隙208中操作，无线锚网105n在时隙210中操作，并且每个无线锚网105的定时如所讨论的那样同步。共享的已知定时从无线锚网105传递到锚106，然后在发生同步时传递到标签108、110。
系统100组件细节：
标签(人员108或资产110)：
在一个实施例中，标签108、110是附接到厂房或设施内的人员(标签108)和关键资产(标签110)的低功率电子装置。在图3A、图3B、图3C和图3D中分别示出了代表性人员标签108的设计的后等轴侧视图、后视图、前等轴侧视图和主视图。在图5中示出了标签108、110的一个架构实施例的框图。图5中示出了标签108、110，包括加速度计502、测距元件或系统504以及锚到标签的通信元件506。标签108、110的操作是已知的，在本文中将不再进一步描述。
在一个实施例中，通过一次或二次电池为标签108、110供电。当使用二次电池时，可以以各种方式对它进行充电，包括但不限于插入式和感应耦合接入充电。为了延长电池寿命，在一个实施例中，标签108、110包括加速度计502或其它组件，以允许标签在其已经静止达指定时间段后进入低功率睡眠状态。当处于低功率静止状态时，标签108、110可以以显著降低的速率报告其位置。
每个标签包括与被部署的锚106中的一个或更多个测距模块中兼容的测距模块504。测距能力可以包括以下中的一项或更多项：
a.窄频带RF信号强度
b.窄频带RF飞行时间(单向和双向)
c.窄频带RF信标
d.宽频带RF信号强度
e.宽频带RF飞行时间(单向、双向和三向)
f.宽频带RF信标
g.GPS
h.超声波飞行时间(单向和双向)
i.混合窄频带RF和超声波，其中窄频带RF脉冲用于标签与锚之间的时间同步
j.以上技术的组合
标签108、110可以还包括用于支持航位推测位置感知的组件，诸如但不限于陀螺仪、磁力计和加速度计(502)。标签108、110也可以包含接近检测硬件，诸如RFID标签或耦合到固定激励器的感应件，所述固定激励器定位在设施的门或门口或设施的一部分处。在通过锚到标签的通信网络107传输之前，来自这些组件的数据可能会或可能不会在标签108、110中过滤。测距和航位推算数据被传送到一个或更多个无线锚网网关104，然后通过网络102传送到位置计算引擎114以与其它测距信息一起处理，从而为标签108、110建立高置信度位置。
在一个实施例中，标签在频带外被提供(使用非操作手段)以安全地加入位置感知系统100。标签设置有唯一ID，随后所述ID与特定资产或人员相关联。当进入操作时，标签108、110使用安全位置加入密钥将其存在性报告给TDMA位置网络管理器(TLNM)112。
由于标签108、110可以部署在危险位置，因此在一个实施例中，标签被设计为自备电池供电的固有安全装置。标签108、110也可以满足电气设备的电击和火灾危险要求以及电磁兼容性(EMC)和谱使用要求。
在附加的实施例中，标签可以结合其它特征，诸如指示标签108、110的健康以及其内部电池的状态的状态指示器(例如LED)。标签也可以结合用于检测环境参数的测量功能，所述环境参数诸如温度、湿度和气体浓度。人员标签108也可以结合生物测量，诸如心率、呼吸率、皮肤温度、身体姿势等。标签也可能包含紧急按钮，用户可以激活所述紧急按钮以请求帮助。使用锚到标签的网络107以及无线锚网105将上述所有参数通信回主机系统。然后，主机系统可以采取措施，诸如通知厂房紧急响应和安全人员。
在图4A、图4B、图4C和图4D中分别示出了代表性锚106的设计的后等轴侧视图、后视图、前等轴侧视图和主视图。图6示出了锚106的一个架构实施例的框图。图6示出了锚106，包括无线锚网无线电602、测距元件或系统604、以及用于锚到标签的通信元件606。
在一个实施例中，锚106是具有固定和已知位置的电池或线供电装置。锚106与范围内的标签108、110安全通信，并使用单谱或多谱机构确定从锚106到每个跟踪的标签108、110的距离。在一个实施例中，锚106是工业标准网状网络的元件，所述网状网络用于将标签测距和健康信息中继到位置计算引擎114。
为了成本有效，锚106可以是具有5至10年电池寿命的自备电池供电的无线装置。这种锚106的开发和使用有助于克服现有系统的主要成本缺点。许多现有系统依靠昂贵的价格来购买并安装有线设备，诸如工业级Wi-Fi接入点。当可使用可靠的直流电源时，锚106也可以通过线供电。例如，可以将锚106集成到工业照明系统中。
在一个实施例中，锚106使用包括窄频带RF和宽频带RF在内的各种方式通过一个或更多个网络107与标签108、110通信。锚106可以使用诸如无线HART、ISAL00或BLE网格之类的现有无线传感器现场协议彼此形成网络。在一个实施例中，所述通信使用与标签108、110和锚106之间使用的通信和范围不同的频带。这避免了系统100的这两个部分之间的任何共存问题。
锚106采用与系统中的标签108、110的测距技术匹配的测距技术。另外，锚106可以周期性地彼此测距以连续评估影响本地区域中测距测量的重要特性。例如，锚可以使用它们之间的RF信号强度测量来连续评估包括传播、反射和吸收系数的RF环境的变化。由于每个锚的固定位置对于位置计算引擎114是已知的，因此锚到锚的测距信息可以用于连续地改善标签与锚之间的测距测量。锚106也可以结合GPS功能以帮助确定其位置，而无需安装者输入该固定位置信息。
在一个实施例中，每个锚106使用其采用的无线传感器网络协议(例如无线HART或ISAl00)的规定来安全地连接到无线锚网105。在操作期间，TLNM 112为锚106建立调度，以对在锚106附近选定的标签108、110进行测距和并与其通信。锚网状网络中锚的参与由锚网管理器独立地管理，所述锚网管理器通常在锚网管理器网关中运行或作为远程应用程序运行。
由于锚106可以部署在危险位置，因此它们被设计为自备电池供电的固有安全装置。锚106也可以满足电气设备的电击和火灾危险要求以及EMC和谱使用要求。
本公开的实施例提供了一种工业位置感知系统，其可以准确地跟踪人员和关键资产的位置。还提供了一种使用工业TDMA无线通信协议(例如，无线HART、ISA、100.11a、BLE等)以形成固定位置锚的网络的方法。所述方法提供了优于现有系统(例如基于Wi-Fi的系统、蓝牙信标系统、GPS系统和航位推算系统)的性能和成本优势。
在另一实施例中，在工业TDMA无线通信协议内使用准确定时的方法提供了全局位置网络调度，从而使系统(例如系统100)具有更高的功率和带宽效率，并允许系统跟踪单个设施中的数千个标签位置，而没有任何自干扰的可能性。
在另一实施例中，提供了一种使用与锚通信网络的频谱不同的频率谱来在锚与标签之间进行通信和测距的方法。在这样的配置中，锚网和位置网络调度通过降低系统的复杂性而独立运行，同时增加了通信和测距两者的带宽。
在另一实施例中，一种使用现有工业TDMA无线通信协议的准确定时来向多个无线锚网和多个锚到标签的网络提供传播共享的时间感的全局位置网络调度的方法，其中包括无线锚网网关、锚和标签的所述系统的组件具有共享的时间感和由位置网络管理器生成的调度。
尽管已经参考优选实施方式描述了本公开，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。

Claims (33)

1.一种位置感知系统，包括：
通信网络；
网络操作元件，其联接到通信网络；
多个锚网网关，其联接到通信网络，所述多个锚网网关配置成生成无线锚网；
多个锚，其配置成经由其各自的无线锚网联接到所述多个锚网网关中的一个；以及
多个标签，每个标签配置成与至少一个锚通信，以提供用于在所述系统覆盖的区域内所述标签的位置的确定的测距信息，
其中所述网络操作元件包括：时间源，所述时间源配置成与来自通过所述多个锚和多个锚网网关接收的所述多个标签的测距信息结合使用，以提供所述系统的定时信息和操作，
其中，时间信号从所述时间源通过通信网络传递到无线锚网网关且所述无线锚网网关通过无线锚网将时间信号传递到锚，
其中，所述时间信号在具有一定预定持续时间的时隙的位置网络调度上的传播，
其中，所述无线锚网中的每一个具有锚网特定偏移值，所述锚网特定偏移值配置成允许所有无线锚网在同一时间调度上操作，且
其中，所述多个无线锚网的通信和标签到锚的通信是在不同的非干扰频率范围内完成的且标签到锚的通信独立于无线锚网的时间调度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网络操作元件还包括：
时分多址位置网络管理器，其配置成操作所述系统；
位置计算引擎，其配置成根据所述测距信息和所述多个锚中的至少一个锚的已知位置来确定所述多个标签的位置；
位置系统用户接口。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述时分多址位置网络管理器配置成为所述多个锚建立用于对标签测距和与标签通信的调度。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述时分多址位置网络管理器配置成对所述调度的第一调度时隙的开始打时间戳。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述时分多址位置网络管理器配置成通过所述锚网的通信将所述时间戳传播到每个锚。
6.根据权利要求2所述的系统，还包括连接到所述通信网络的额外的锚网，所述额外的锚网使用所述网络操作元件和所述时间源进行操作。
7.根据权利要求6所述的系统，还包括使用所述网络操作元件和所述时间源进行操作的额外的锚网网关。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网络操作元件包括以下中的至少一个：
时分多址位置网络管理器，其配置成操作所述系统；
位置计算引擎，其配置成根据所述测距信息和所述多个锚中的至少一个锚的已知位置来确定所述多个标签的位置；
位置系统用户接口。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述锚是低功率锚。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述锚是电池供电的。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个标签包括自备电池供电的固有安全标签。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述多个标签中的至少一个包括状态指示器，所述状态指示器指示所述标签的健康以及所述自备电池的电池状态。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个标签中的至少一个包括测量元件，用于检测温度、湿度和气体浓度中的至少一种。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个标签中的至少一个是配置成用于测量用户的生物计量信息的人员标签。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述锚被集成到工业照明系统中。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个标签中的每个标签包括包含标签通信和测距部件的外壳。
17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个锚中的每个锚包括包含锚通信和测距部件的外壳。
18.一种定位系统中的多个标签的位置的方法，包括：
为第一网络提供联接到所述第一网络的网络操作元件；
提供联接到所述第一网络的多个锚网网关，所述多个锚网网关提供锚网；
形成具有多个固定位置锚的网络，所述网络配置成经由与所述多个标签的测距以及经由所述多个锚网到所述多个锚网网关来通信；以及
使用网络无线通信协议内的准确定时来操作所述系统，以为所述系统提供全局位置网络调度，
其中，时间信号从联接到所述第一网络的时间源通过第一网络传递到锚网网关且所述锚网网关通过多个固定位置锚的网络将时间信号传递到所述固定位置锚，
其中，所述时间信号在具有一定预定持续时间的时隙的位置网络调度上的传播，
其中，所述无线锚网中的每一个具有锚网特定偏移值，所述锚网特定偏移值配置成允许所有无线锚网在同一时间调度上操作，且
其中，所述多个无线锚网的通信和标签到锚的通信是在不同的非干扰频率范围内完成的且标签到锚的通信独立于无线锚网的时间调度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，网络通信协议是时分多址无线通信协议。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，使用准确定时来操作所述系统包括：
为每个锚建立调度，以对所述锚附近的选定的标签进行测距并与所述标签进行通信。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，联接到所述第一网络的位置网络管理器配置成为所述多个锚建立调度以对标签进行测距并与所述标签进行通信。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述位置网络管理器从联接到所述第一网络的所述时间源接收准确时间。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述准确时间以足以维持所述系统的标签和锚内的准确定时的速率经由所述系统的网络锚网关和网络来刷新。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述位置网络管理器对所述调度的第一调度时隙的开始打时间戳。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述时间戳通过所述锚网的通信而传播到每个锚。
26.根据权利要求18所述的方法，还包括使用联接到所述第一网络的位置计算引擎、根据所述测距信息和所述多个锚中的至少一个锚的已知位置来确定所述多个标签的位置。
27.一种对系统中的多个标签进行测距的方法，包括：
使用现有工业时分多址无线通信协议的准确定时来为所述系统提供全局位置网络调度；
经由多个网络锚网关提供多个锚网；和
提供联接到所述多个锚网中的至少一个的多个固定位置锚，所述多个锚提供多个标签到锚的网络；
其中，所述多个锚和锚网具有共享的时间感，
其中，所述共享的时间感由时间源来提供，所述时间源配置成与来自通过所述多个锚和所述多个网络锚网关接收的所述多个标签的测距信息结合使用，以提供所述系统的定时信息和操作，
其中，时间信号从所述时间源传递到所述网络锚网关且所述网络锚网关通过多个锚网将时间信号传递到锚，
其中，所述时间信号在具有一定预定持续时间的时隙的位置网络调度上的传播，
其中，所述无线锚网中的每一个具有锚网特定偏移值，所述锚网特定偏移值配置成允许所有无线锚网在同一时间调度上操作，且
其中，所述多个锚网的通信和所述多个标签到锚的通信是在不同的频率范围完成的且标签到锚的通信独立于无线锚网的时间调度。
28.根据权利要求27所述的方法，包括：将所述共享的时间感和由位置网络管理器生成的调度传送到锚和标签。
29.根据权利要求27所述的方法，还包括使用锚网偏移值来校正由时分多址网络管理器和时间源提供的位置网络调度的共享的时间感。
30.一种位置感知系统，包括：
多个标签、多个锚以及用于标签与锚之间通信的多个锚网网关，所述多个网络锚网关提供多个锚网，并且所述多个锚提供多个锚到标签的网络；
网络操作元件，其联接到所述多个锚网网关；以及
通信网络，所述通信网络将所述多个锚网网关联接到所述网络操作元件，
其中，所述网络操作元件配置成通过以下步骤对所述多个标签进行测距：
使用现有工业时分多址无线通信协议的准确定时来为所述系统提供全局位置网络调度；
其中，所述多个锚和所述锚网具有共享的时间感，
其中所述网络操作元件包括：时间源，所述时间源配置成与来自通过所述多个锚和多个网络锚网关接收的所述多个标签的测距信息结合使用，以提供所述系统的定时信息和操作，
其中，时间信号从所述时间源通过通信网络传递到无线锚网网关且所述无线锚网网关通过无线锚网将时间信号传递到锚，
其中，所述时间信号在具有一定预定持续时间的时隙的位置网络调度上的传播，
其中，所述无线锚网中的每一个具有锚网特定偏移值，所述锚网特定偏移值配置成允许所有无线锚网在同一时间调度上操作，且
其中，所述多个无线锚网的通信和标签到锚的通信是在不同的非干扰频率范围内完成的且标签到锚的通信独立于无线锚网的时间调度。
31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述网络操作元件还包括：
时分多址位置网络管理器，其配置成操作所述系统；
位置计算引擎，其配置成根据所述测距信息和所述多个锚中的至少一个锚的已知位置来确定所述多个标签的位置；和
位置系统用户接口。
32.根据权利要求30所述的系统，还包括连接到通信网络的额外的锚网，所述额外的锚网使用网络操作元件和时间源进行操作。
33.根据权利要求32所述的系统，还包括使用网络操作元件和时间源进行操作的额外的锚网网关。
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