優(yōu)化源于細(xì)節(jié)，創(chuàng)新始于積累 | 全跡科技UWB助力騰訊數(shù)據(jù)中心
全跡科技是“騰訊覓蹤”UWB定位系統(tǒng)的供應(yīng)商。該系統(tǒng)深入地參與到數(shù)據(jù)中心的安全、監(jiān)管和運(yùn)營等環(huán)節(jié)中，助力數(shù)據(jù)中心數(shù)字化和智能化升級，實(shí)現(xiàn)了更大程度的降本增效。下文就對此做了全面講述。
騰訊數(shù)據(jù)中心作為支撐著騰訊百萬級服務(wù)器運(yùn)營的基礎(chǔ)設(shè)施平臺，每天都有大量的人員穿梭其中，有企業(yè)員工、合作廠商，也有參觀訪問人員、保潔人員、安保人員等等。如何管控?cái)?shù)據(jù)中心內(nèi)復(fù)雜的人員活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能、安全、高效的運(yùn)營和工作調(diào)配是一個(gè)值得研究的課題。
騰訊數(shù)據(jù)中心聯(lián)合騰訊安全平臺部、網(wǎng)絡(luò)平臺部等專業(yè)團(tuán)隊(duì)，運(yùn)用前沿技術(shù)手段，聯(lián)合打造的“騰訊覓蹤”有效解決了這一難題。這是一套數(shù)據(jù)中心主動(dòng)式安防系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心人員進(jìn)行身份鑒別、高精定位、活動(dòng)追蹤、異常告警等功能，目前已經(jīng)在騰訊多個(gè)數(shù)據(jù)中心上線運(yùn)行。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心的主動(dòng)式安防管理、自助式隨工進(jìn)出、多維度事件回溯，大大提升了數(shù)據(jù)中心安防管控的效率和體驗(yàn)。
“騰訊覓蹤”是怎么識別人員在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的精確位置呢？作為“騰訊覓蹤”眾多黑科之一的“UWB高精度定位技術(shù)”發(fā)揮了重要的作用。那么UWB高精度定位技術(shù)到底是什么？讓我們一起來看看
IDC管控需求：智能、降本、高效
騰訊業(yè)務(wù)持續(xù)高速發(fā)展的同時(shí)，騰訊數(shù)據(jù)中心的體量和規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。隨之而來的重要挑戰(zhàn)之一，就是如何高效率、低成本、智能化的解決數(shù)據(jù)中心安防管控問題，為數(shù)據(jù)中心安全穩(wěn)定運(yùn)營保駕護(hù)航？
我們知道，數(shù)據(jù)中心內(nèi)各類人員眾多，每個(gè)人對于不同區(qū)域的訪問權(quán)限也不同。傳統(tǒng)單純依賴門禁和安保人員的方式，不但成本高，而且還很低效，使用智能化的安防管控手段勢在必行。
建設(shè)安防智能化系統(tǒng)首先要對數(shù)據(jù)中心的各類人員進(jìn)行身份鑒別和活動(dòng)數(shù)據(jù)追蹤（如實(shí)時(shí)定位、停留時(shí)間、活動(dòng)軌跡等），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵區(qū)域非法入侵、異常軌跡、超時(shí)滯留等安全隱患的預(yù)警或告警，同時(shí)還需要記錄完整的運(yùn)動(dòng)軌跡以便回溯，加快排查安全隱患。此外，對于規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營管理工作，如果能夠準(zhǔn)確獲知每個(gè)作業(yè)人員的位置分布，也有助于工作協(xié)同和調(diào)配，提高管理效率。
然而，純基于監(jiān)控畫面的視覺分析對距離難以準(zhǔn)確計(jì)算，基于門禁、Wi-Fi、藍(lán)牙等技術(shù)的本地系統(tǒng)定位，有精度低、穩(wěn)定性和可靠性不高的問題。解決不了獲取數(shù)據(jù)中心人員實(shí)時(shí)位置和活動(dòng)軌跡的痛點(diǎn)，這可怎么辦呢？
UWB（超寬帶）定位技術(shù)的精度可達(dá)一米內(nèi)，如果利用UWB技術(shù)來進(jìn)行高精度定位，實(shí)時(shí)追蹤和記錄數(shù)據(jù)中心內(nèi)每個(gè)人員的位置信息，就可以很好地解決智能安防管控系統(tǒng)的人員精準(zhǔn)定位問題，從而讓智能安防管控系統(tǒng)發(fā)揮更大的價(jià)值。
基于UWB技術(shù)的解決方案
依托騰訊網(wǎng)絡(luò)平臺部成熟的IoT研發(fā)體系，“騰訊覓蹤”融入了基于UWB高精度定位的技術(shù)，具備了精準(zhǔn)定位能力、IoT 位置服務(wù)平臺的增值能力，有了UWB技術(shù)的加持，結(jié)合應(yīng)用平臺豐富的業(yè)務(wù)功能， 實(shí)現(xiàn)了全方位一站式的智能安防管控。下面本文將從系統(tǒng)架構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)兩個(gè)方面詳細(xì)介紹UWB技術(shù)，內(nèi)容來自騰訊網(wǎng)絡(luò)平臺部公眾號“鵝廠網(wǎng)事”的相關(guān)文章。
0.1系統(tǒng)架構(gòu)
云化UWB高精度定位智能管控系統(tǒng)主要包括兩個(gè)模塊，即 IoT UWB定位網(wǎng)絡(luò)、IoT位置服務(wù)平臺，通過API通用接口層與上層的IDC應(yīng)用平臺交互，如下圖所示：
IoT UWB定位網(wǎng)絡(luò)
UWB系統(tǒng)部署在數(shù)據(jù)中心作業(yè)現(xiàn)場，主要包含UWB終端（如工卡）和UWB網(wǎng)關(guān)兩個(gè)部分。UWB網(wǎng)關(guān)中安裝著騰訊云IoT SDK，定位測量數(shù)據(jù)通過SDK傳輸給騰訊云上的IoT位置服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一接口、快速上云。
IoT位置服務(wù)平臺
部署在騰訊云上，利用騰訊云豐富的組件和能力，保障了平臺高效和穩(wěn)定運(yùn)行。其接收UWB網(wǎng)關(guān)定位測量數(shù)據(jù)，并據(jù)此計(jì)算UWB終端的高精度位置坐標(biāo)，同時(shí)提供高精度實(shí)時(shí)定位、歷史軌跡、電子圍欄、熱力圖、安全告警、滯留統(tǒng)計(jì)等一系列功能。
IDC應(yīng)用平臺
部署在騰訊云上，以IoT位置服務(wù)平臺提供的位置相關(guān)基礎(chǔ)功能為輔助，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)人員監(jiān)管、物資監(jiān)管、軌跡分析、實(shí)時(shí)告警等數(shù)字化等功能，提升數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營安全和運(yùn)營效率。
0.2方案特點(diǎn)
快速上云：UWB網(wǎng)關(guān)中安裝著騰訊云IoT SDK，對定位測量數(shù)據(jù)傳輸格式以及UWB網(wǎng)關(guān)配置管理等進(jìn)行了統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的免配置快速上云及云上管理。當(dāng)然，UWB所有服務(wù)也可以快速部署到企業(yè)客戶的私有云上，應(yīng)對有較高安全等級要求的場景。
部署簡易：UWB定位網(wǎng)絡(luò)安裝流程簡單，從POE交換機(jī)拉出一根網(wǎng)線到安裝點(diǎn)位即可，維護(hù)起來也相對簡便。同時(shí)，無線定位方式對現(xiàn)場環(huán)境（如照明、遮擋等）要求較低。
使用便捷：工作人員進(jìn)入機(jī)房工作，僅需佩戴UWB工卡即可，UWB工卡的內(nèi)置傳感器會感知運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并自動(dòng)觸發(fā)UWB定位信號的發(fā)射，無需人工干預(yù)。
定位準(zhǔn)確：UWB發(fā)出的納秒級定位信號，具有極高的時(shí)間分辨率和厘米級高精度定位的物理基礎(chǔ)，能夠精準(zhǔn)感知數(shù)據(jù)中心內(nèi)部工作人員的實(shí)時(shí)位置和軌跡等信息。
軌跡完整：UWB定位基于無線電磁波信號，覆蓋全面，幾乎沒有盲區(qū)，能夠完整地記錄工作人員的全部運(yùn)動(dòng)軌跡和停留情況，便于回溯。
安全預(yù)警：通過設(shè)置電子圍欄，并和人員權(quán)限綁定，UWB定位系統(tǒng)能夠?qū)`規(guī)進(jìn)出圍欄、超時(shí)停留、非法入侵等安全隱患及時(shí)發(fā)出告警通知。
UWB高精度定位探索應(yīng)用
“騰訊覓蹤”聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在試點(diǎn)探索的過程中，也遇到了不少困難，其中最大的挑戰(zhàn)便是金屬強(qiáng)干擾。機(jī)房現(xiàn)場周圍分布的成片金屬，對電磁波有強(qiáng)反射作用，導(dǎo)致了電磁環(huán)境復(fù)雜多變。多變的電磁環(huán)境使UWB定位系統(tǒng)出現(xiàn)了精度下降、時(shí)延增加等問題。
為解決金屬強(qiáng)干擾難點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)深入分析現(xiàn)場環(huán)境特點(diǎn)、UWB技術(shù)特點(diǎn)，通過優(yōu)化接收機(jī)算法、調(diào)整定位算法模型以及濾波器參數(shù)等，最終緩解了金屬強(qiáng)干擾問題，提高了系統(tǒng)性能和用戶體驗(yàn)。此外，團(tuán)隊(duì)還增加了運(yùn)營監(jiān)控指標(biāo)，提高了排查和解決系統(tǒng)問題的效率。
為了校驗(yàn)系統(tǒng)功能，接下來就以工程師Jeff為例，看看他在IDC機(jī)房里的活動(dòng)是怎么被定位和追蹤的。
如下圖所示，IDC運(yùn)營人員會在業(yè)務(wù)系統(tǒng)上為Jeff注冊身份信息、配置區(qū)域訪問權(quán)限，并關(guān)聯(lián)一張UWB工卡。Jeff攜帶工卡進(jìn)入機(jī)房區(qū)域后，UWB定位系統(tǒng)會對其進(jìn)行身份識別和權(quán)限鑒定，并開始厘米級精度的實(shí)時(shí)定位。同時(shí)，他的活動(dòng)軌跡也會被100%完整追蹤，IDC運(yùn)營人員可在系統(tǒng)上實(shí)時(shí)觀測。當(dāng)Jeff進(jìn)入到未被授權(quán)的敏感區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)還會觸發(fā)安全告警，并精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)Jeff在敏感區(qū)域內(nèi)的停留時(shí)間。
通過部署UWB高精度定位系統(tǒng)，“騰訊覓蹤”能夠更加精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)定位和及時(shí)預(yù)警，預(yù)計(jì)可使發(fā)現(xiàn)和處置異常事件的時(shí)間縮短60%以上，回溯效率提升60%以上；在運(yùn)營效率上，減少了傳統(tǒng)人盯人模式的人員投入，預(yù)計(jì)可降低人力成本30%以上，工作效率提升40%以上。
下一步，團(tuán)隊(duì)也將結(jié)合數(shù)據(jù)中心場景進(jìn)一步增強(qiáng)和豐富UWB高精度定位能力，使其作為“騰訊覓蹤”的核心能力，更加深入地參與到數(shù)據(jù)中心的安全、監(jiān)管和運(yùn)營等環(huán)節(jié)中，助力數(shù)據(jù)中心數(shù)字化和智能化升級，實(shí)現(xiàn)更大程度的降本增效。
UWB高精度定位解決方案應(yīng)用前景
IoT位置作為數(shù)字化升級的基礎(chǔ)信息要素，能夠深度參與到生產(chǎn)、運(yùn)輸、監(jiān)管、安全、運(yùn)營等核心環(huán)節(jié)中，助力企業(yè)客戶安全生產(chǎn)和高效運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)降本增效。隨著產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深入推進(jìn)，以云化 UWB高精度定位為代表的位置物聯(lián)網(wǎng)解決方案將在工業(yè)、園區(qū)、能源、醫(yī)療、養(yǎng)老等各行各業(yè)發(fā)揮越來越大的商業(yè)價(jià)值和社會價(jià)值。
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