随着工厂企业规模生产规模不断增加，动辄几千亩的生产厂区对于安全生产的全程人员管理提出更高要求，尤其是电力、炼油化工企业属于高温、高压、易燃、易爆、有毒的危险行业，加之具有生产装置大型化、密集化、生产工艺复杂、生产过程紧密耦合等特点，与其他工业部门相比具有更大的危险性。
如何加强管控，及时定位工厂人员位置，降低危险事故发生的概率，一直是生产中的关键性问题。工业级技术的定位精度要求更高，要区分人群中的个人等，与专用标签和传感器配套使用。
本文主要来介绍zigbee工业级定位方案。
TOF测距功能：
ZM5168 模块具有硬件Time-of-Flight(ToF)引擎，该引擎具有测量两个zigbee 节点间2.4GHz 信号传输时间的功能。通过测量节点间信号的传输时间，可推算出这两个zigbee 节点的距离。在测量出zigbee 节点间的距离后可用于开发zigbee 节点定位等应用系统。
两个zigbee 节点间执行ToF 的运行机制为：本地节点发送一个ToF 报文给远端节点，远端节点对这个ToF 报文自动回复一个应答，如图 所示。
ToF运行机制
本地节点测量从发送ToF 报文到接收到应答的时间，这个总的时间为。同时远端节点会记录回复ACK 所需要的时间。把总的时间减去远端节点回复ACK 所耗费的时间，就是信号在两节点间来回总的时间。假设信号在两节点间来回的时间相等，则两节点间的信号传输时间为来回总的时间的一半，如公式所示。
公式 1 ToF时间计算公式
因为ToF 测距是依靠测量本地和远端节点的信号传输时间的，他会受到两个节点的时钟频率误差影响，为了减少这个影响，需要进行反向测量，即由远端节点发送ToF 报文，本地节点回复应答，然后把正向测量和反向测量的结果求平均，就能消除这个频率误差影响。ZM5168 的ToF 测距命令提供正向和反向测距的功能。
测试示例：(CMD 为命令，RSP 为应答)
CMD：DE DF EF E1 20 01 00 08 AA
RSP： DE DF EF E1 20 01 00 07 00 01 54 28 2D FB 2D E6 00 01 42 50 2D FF 2E FA 00 01 36 7E 2D F2 2D F9 00 01 36 9E 2D E7 2D EE 00 01 4D 6B 2D F4 2E EC 00 01 3E E4 2D F5 2E F3 00 01 44 E6 2D EC 2D EF 00
命令需要正向测距8 次，返回的应答有7 次是测距成功，返回的测距数据如所示。
把测出的ToF 时间乘以0.03 得到两节点的距离，单位是厘米。
表 1 示例测试数据
致远电子zigbee无线定位方案
