آنچه شما باید در مورد فناوری موقعیت یابی UWB با دقت 10 سانتی متر بدانید

در عصر دیجیتال, تقاضا برای فناوری ارتباطی پر سرعت و قابل اعتماد به طور فزاینده ای فوری می شود. بند بسیار گسترده (UWB) امروزه فناوری به یک موضوع داغ در زمینه ارتباطات تبدیل شده است. این مقاله به اصول موقعیت یابی UWB می پردازد, مزایای آن, و کاربردهای آن در زمینه های مختلف, خوانندگان پیشرو برای کشف امکانات بی حد و حصر این فناوری مخرب.

نمای کلی از فناوری UWB

بند بسیار گسترده (UWB) فناوری یک فناوری ارتباطات بی سیم است که بر اساس پالس های فوق العاده کوتاه است. از حامل های سینوسی استفاده نمی کند, اما در عوض از پالسهای باریک غیر سینوسی در سطح نانو ثانیه برای انتقال داده ها استفاده می کند, منجر به دامنه طیف گسترده ای می شود, و نرخ انتقال داده تا حداکثر چند صد مگابیت در ثانیه. استفاده از فناوری UWB امکان انتقال سیگنال ها در پهنای باند بسیار گسترده را فراهم می کند. مقررات تعیین شده توسط کمیسیون ارتباطات فدرال (FCC) برای فناوری UWB بیان می کند که پهنای باند بیش از 500 مگاهرتز را در محدوده فرکانس اشغال می کند 3.1 به 10.6 گیگاهرتز.

فناوری UWB یک فناوری جدید نیست; این فناوری از فناوری ارتباطات پالس است که در دهه 1960 پدیدار شد, در درجه اول در رادارهای نظامی استفاده می شود, موقعیت یابی, و احتمال کم احتمال رهگیری/احتمال کم سیستم های ارتباطی تشخیص. پس از آن در زمینه های غیرنظامی شروع شد 2002.

اصول فناوری موقعیت یابی UWB

UWB در اصل از پالس های تکانه ای با چرخه فوق العاده کم به عنوان حامل اطلاعات در یک تکنیک طیف پخش بدون حامل استفاده می کند. این سیگنال های پالس مدت زمان بسیار کوتاهی دارند, از ده ها تا صدها پیکوس ثانیه, هنوز انرژی بالایی دارد. با انتقال این سیگنال های پالس فوق العاده کوتاه به فضا و استفاده از ویژگی های آنها در حوزه های زمان و فرکانس, گیرنده می تواند با تجزیه و تحلیل تأخیر و بزرگی سیگنال به موقعیت و ارتباط با دقت بالا برسد. الگوریتم های موقعیت یابی UWB به زمان پرواز تقسیم می شوند (توت), زمان ورود (شجاع), و اختلاف زمان ورود (toaa), با استفاده از TOF و TDOA رایج ترین.

زمان پرواز (توت) الگوریتم

زمان پرواز (توت) الگوریتم در درجه اول از زمان پرواز سیگنال بین دو فرستنده UWB ناهمزمان برای اندازه گیری فاصله بین گره ها استفاده می کند. هنگامی که سیگنال UWB از انتهای فرستنده منتقل می شود, این یک زمانبندی مستقل دارد. پس از دریافت و پردازش سیگنال UWB در انتهای گیرنده, با بازه زمانی دریافت شده از انتهای فرستنده مجدداً ارسال می شود و فاصله زمانی پردازش اضافه می شود. هنگامی که سیگنال UWB دوباره در انتهای فرستنده دریافت می شود, برای تعیین زمان سفر دور TT سیگنال ، می توان تمبر زمان اولین انتقال را تجزیه کرد. بدین ترتیب, زمان پرواز یک طرفه سیگنال را می توان به عنوان TF = محاسبه کرد (TT-TR)/2. از آنجا که سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی سرعت نور C است, فاصله بین دو نقطه D می تواند به صورت D = TF محاسبه شود * جف.

اختلاف زمانی ورود (toaa)

اختلاف زمانی ورود (toaa) یک روش موقعیت یابی بر اساس تفاوت فاصله بین هر ایستگاه پایه مرجع و هدف هدف است (نشان), با حل یک مجموعه معادله غیرخطی غیرخطی استنباط می شود. هنگامی که زمان بین ایستگاه های پایه کاملاً هماهنگ است, و خطاهای نوسان ساز در طی یک دوره زمانی حداقل است, اختلاف زمان برابر با اختلاف فاصله است, از آنجا که سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی ثابت است. هنگامی که یک سیگنال از انتهای برچسب منتقل می شود و به چندین ایستگاه پایه می رسد, اندازه گیری تفاوت در زمان ورود سیگنال در هر ایستگاه پایه امکان محاسبه تفاوت های مربوطه در فاصله را فراهم می کند.

مزایای فناوری موقعیت یابی UWB

• دقت موقعیت یابی بالا: پالس های UWB فقط هستند 2 نانو ثانیه (نزاع) گسترده, تحت تأثیر سیگنال های منعکس شده (چند) تداخل و سر و صدا, فعال کردن تعیین دقیق زمان و فاصله ورود حتی در سناریوهای بازتاب سیگنال مشترک و سناریوهای چندگانه, دستیابی به دقت اندازه گیری و موقعیت یابی در داخل 10 سانتیمتر.
• قابلیت ضد مداخله قوی: سیگنال های UWB دارای ویژگی های طیف گسترده ای هستند و خصوصیات ضد مداخله خوبی را در محیط های انتشار چندگانه نشان می دهند, شناسایی دقیق مکان های هدف حتی در محیط های پیچیده داخلی یا متراکم شهری.
• نرخ انتقال داده بالا: در محصولات تجاری, دامنه انتقال سیگنال های UWB به طور کلی در درون است 10 متر, دستیابی به نرخ انتقال داده تا حداکثر 500 mbit/s, ساختن فناوری UWB به یک تکنیک مدولاسیون ایده آل برای ارتباطات شخصی و LAN های بی سیم.

محدودیت فناوری موقعیت یابی UWB

• محدوده موقعیت یابی محدود: دامنه موقعیت یابی UWB با محدودیت های مکانی محدود می شود, به طور معمول برای مناطق داخلی یا دور از دسترس مناسب است, نامناسب برای محیط های بزرگ در فضای باز.
• هزینه استقرار نسبتاً بالا: اجرای یک سیستم موقعیت یابی UWB در مقایسه با سایر فن آوری های موقعیت یابی مانند Wi-Fi یا بلوتوث ، نیاز به طرح های سخت افزاری و نرم افزاری پیچیده دارد, افزایش هزینه های توسعه و استقرار و ممکن است تیم های مهندسی حرفه ای برای طراحی و نگهداری نیاز داشته باشد.

برنامه های کاربردی فن آوری موقعیت یابی UWB

• نرده های الکترونیکی: موقعیت یابی در زمان واقعی افراد در مناطق خاص, نظارت بر حرکت و پرسنل ثابت.
• ردیابی حرکت: نظارت بر موقعیت ها و مسیرهای حرکتی در هنگام تحرک (مسیر ضبط).
• نظارت ویدیویی: نظارت در زمان واقعی صحنه های در سایت, وضعیت دستگاه, و گرفتن تصاویر و اطلاعات ویدیویی.
• تابع زنگ: بازخورد از شرایط غیر طبیعی جمع آوری شده از محل نظارت به مرکز کنترل برای پرسنل مربوطه برای انجام اقدامات به موقع.

موارد درخواستبه عنوان مثال, در معادن, با استفاده از سیستم های موقعیت یابی پرسنل UWB می تواند اطلاعات مکان واقعی معدنچیان را رصد کرده و در صورت بروز حادثه به سرعت پرسنل به دام افتاده را پیدا کند, بهبود کارآیی نجات. علاوه بر, در عملیات با ارتفاع بالا یا محیط های پیچیده, با استفاده از سیستم های موقعیت یابی پرسنل UWB می تواند دقیقاً موقعیت کارگران را کنترل کند, بلافاصله ناهنجاری ها را شناسایی کنید, و اقدامات مربوطه را برای کاهش تصادفات انجام دهید. بعلاوه, استفاده از گره های UWB در کارگاه ها می تواند به موقعیت یابی در زمان واقعی و برنامه ریزی مسیر برای روبات ها دست یابد, AGV (وسایل نقلیه هدایت شده خودکار), و تجهیزات دیگر, افزایش راندمان تولید و انعطاف پذیری.

توسعه آینده فناوری موقعیت یابی UWB

اگرچه موقعیت یابی UWB در حال حاضر با چالش هایی مانند هزینه بالا روبرو است, مشکل فنی, و تقاضای بازار کوچک, این بیشترین مزیت را دارد: دقت. در مقایسه با Wi-Fi, بلوتوث, و سایر فن آوری های موقعیت یابی, دقت موقعیت یابی UWB از قرار گرفتن در لیزر. با اکتشاف مداوم برنامه های جدید صنعت و کاهش مداوم هزینه, زمان شیوع واقعی فناوری موقعیت یابی UWB خیلی دیر نخواهد شد. علاوه بر این, ادغام فناوری UWB با IoT, هوش مصنوعی, 5جف, و سایر زمینه ها به طور فزاینده اهمیت آن را در آینده افزایش می دهند.

کیت موقعیت یابی UWB Feasycom

feasycom-wmk-k2 (UWB) ترکیبی از محصولات مبتنی بر پروتکل UWB است, که می تواند به سرعت نیازهای موقعیت یابی دقیق سطح زیر را ارزیابی کند. پلتفرم IoT, کلوچه, تکمیل شده توسط دروازه ایستگاه پایه UWB و برچسب های برچسب, می تواند به تحقق موقعیت دارایی کمک کند, حفاظت دارایی, مدیریت زنگ, و توابع دیگر. همچنین می تواند با دستگاه های سنسور بیشتری در کیت مدیریت انبار K1 ترکیب شود (بر اساس پروتکل بلوتوث BLE) برای ارائه مشترک یک راه حل کامل تر انبار.

ویدیوی تظاهرات را تماشا کنید:

[جنین] https://www.youtube.com/watch?v = fja4-irfjg4[/جنین]