Ce que vous devez savoir sur la technologie de positionnement UWB avec une précision de 10 cm

À l'ère numérique, La demande de technologies de communication à grande vitesse et fiable devient de plus en plus urgente. Ultra-largeur (UWB) La technologie est devenue un sujet brûlant dans le domaine de la communication aujourd'hui. Cet article se plongera dans les principes du positionnement de l'UWB, ses avantages, et ses applications dans divers domaines, Les lecteurs conduisent à explorer les possibilités illimitées de cette technologie perturbatrice.

Aperçu de la technologie UWB

Ultra-largeur (UWB) La technologie est une technologie de communication sans fil basée sur des impulsions ultra-short. Il n'utilise pas de porteurs sinusoïdaux, mais utilise plutôt des impulsions étroites non sinusoïdales de niveau nanoseconde pour transmettre des données, résultant en une large gamme de spectres, et les taux de transmission des données allant jusqu'à plusieurs centaines de mégabits par seconde. L'utilisation de la technologie UWB permet la transmission de signaux à travers une bande passante très large. Les réglementations établies par la Federal Communications Commission (FCC) Pour la technologie UWB, indiquez qu'il occupe une bande passante de plus de 500 MHz dans la gamme de fréquences de 3.1 à 10,6 GHz.

La technologie UWB n'est pas une nouvelle technologie; Il est originaire de la technologie de communication Pulse qui a émergé dans les années 1960, principalement utilisé dans les radars militaires, positionnement, et une faible probabilité d'interception / une faible probabilité de systèmes de communication de détection. Il a commencé à être appliqué dans des champs civils après 2002.

Principes de la technologie de positionnement UWB

UWB utilise essentiellement des impulsions d'impulsion à ultra-low-cycle comme porteurs d'informations dans une technique de spectre de propagation sans transport. Ces signaux de pouls ont des durées extrêmement courtes, allant de dizaines à des centaines de picosecondes, mais possède une énergie élevée. En transmettant ces signaux d'impulsion ultra-courte dans l'espace et en utilisant leurs caractéristiques dans les domaines de temps et de fréquence, Le récepteur peut atteindre un positionnement et une communication de haute précision en analysant le retard et l'ampleur du signal. Les algorithmes de positionnement de l'UWB sont divisés en temps de vol (Tof), Temps d'arrivée (Courageux), et la différence de temps d'arrivée (Toda), le TOF et le TDOA étant le plus couramment utilisé.

L'heure du vol (Tof) Algorithme

L'heure du vol (Tof) L'algorithme utilise principalement le temps de vol du signal entre deux émetteurs-récepteurs UWB asynchrones pour mesurer la distance entre les nœuds. Lorsque le signal UWB est transmis à partir de l'extrémité de l'émetteur, il porte un horodat indépendant. Lors de la réception et du traitement du signal UWB à l'extrémité du récepteur, il est retransmis avec l'horodatage reçu de l'extrémité de l'émetteur et l'intervalle de traitement de la troisième. Lorsque le signal UWB est à nouveau reçu à l'extrémité de l'émetteur, L'évaluation de la première transmission peut être analysée pour déterminer le temps aller-retour TT du signal. Ainsi, Le temps de vol à sens unique du signal peut être calculé comme tf = (Tt-tr)/2. Puisque la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques est la vitesse de la lumière C, La distance entre les deux points D peut être calculée comme d = tf * C.

Différence d'habitude d'arrivée (Toda)

Différence d'habitude d'arrivée (Toda) est une méthode de positionnement basée sur la différence de distance entre chaque station de base de référence et l'objet cible (Étiqueter), déduit en résolvant un ensemble d'équations hyperboliques non linéaire. Lorsque les temps entre les stations de base sont parfaitement synchronisés, et les erreurs de l'oscillateur sont minimes sur une période de temps, La différence de temps est égale à la différence de distance, Comme la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques est constante. Lorsqu'un signal est transmis à partir de l'extrémité d'étiquette et atteint plusieurs extrémités de la station de base, La mesure des différences dans les heures d'arrivée du signal à chaque station de base permet le calcul des différences de distance correspondantes.

Avantages de la technologie de positionnement UWB

• Précision de positionnement élevé: Les impulsions UWB ne sont que 2 nanosecondes (ns) large, non affecté par les signaux réfléchis (paragraphe) Interférence et bruit, permettant une détermination précise de l'arrivée du temps et de la distance même dans les scénarios de réflexion du signal et d'effets multiples communs, réaliser la précision et la précision du positionnement dans 10 centimètres.
• Forte capacité d'anti-interférence: Les signaux UWB possèdent des caractéristiques de larges spectres et présentent de bonnes propriétés anti-interférence dans des environnements de propagation multiples, identifier avec précision les emplacements cibles même dans des environnements urbains intérieurs ou denses complexes.
• Taux de transmission de données élevés: Dans les produits commerciaux, La plage de transmission des signaux UWB est généralement à l'intérieur 10 mètres, réaliser des taux de transmission de données jusqu'à 500 Mbit / s, faire de la technologie UWB une technique de modulation idéale pour la communication personnelle et les Lans sans fil.

Limites de la technologie de positionnement UWB

• Plage de positionnement limité: La plage de positionnement de l'UWB est limitée par les limitations spatiales, Typiquement adapté aux zones extérieures intérieures ou à proximité, inadapté aux environnements de plein air à grande échelle.
• Coût de déploiement relativement élevé: La mise en œuvre d'un système de positionnement UWB nécessite des conceptions de matériel et de logiciels complexes par rapport à d'autres technologies de positionnement comme le Wi-Fi ou le Bluetooth, Augmentation des coûts de développement et de déploiement et peut nécessiter des équipes d'ingénierie professionnelle pour la conception et la maintenance.

Applications de la technologie de positionnement UWB

• Clôtures électroniques: Positionnement en temps réel des individus dans des zones spécifiques, Surveillance du mouvement et du personnel stationnaire.
• Suivi du mouvement: Surveillance des positions et des trajectoires de mouvement pendant la mobilité (Enregistrer la trajectoire).
• Surveillance vidéo: Surveillance en temps réel des scènes sur place, État de l'appareil, et capturer des images et des informations vidéo.
• Fonction d'alarme: Rétroaction des conditions anormales collectées du site de surveillance au centre de contrôle pour le personnel pertinent pour prendre des mesures en temps opportun.

Cas de candidature:Par exemple, en mines, L'utilisation de systèmes de positionnement du personnel UWB peut surveiller les informations de localisation en temps réel des mineurs et localiser rapidement le personnel piégé en cas d'accident, Améliorer l'efficacité du sauvetage. En plus, dans des opérations à haute altitude ou des environnements complexes, L'utilisation de systèmes de positionnement du personnel UWB peut surveiller avec précision les positions des travailleurs, identifier rapidement les anomalies, et prendre des mesures correspondantes pour réduire les accidents. En outre, Le déploiement des nœuds UWB dans des ateliers peut réaliser le positionnement en temps réel et la planification de la trajectoire pour les robots, Agvs (véhicules guidés automatisés), et autres équipements, Amélioration de l'efficacité de la production et de la flexibilité.

Développement futur de la technologie de positionnement UWB

Bien que le positionnement de l'UWB soit actuellement confronté à des défis tels qu'un coût élevé, difficulté technique, et la petite demande du marché, il possède le plus grand avantage: précision. Par rapport au Wi-Fi, Bluetooth, et d'autres technologies de positionnement, La précision du positionnement UWB rivalise avec celle du positionnement laser. Avec l'exploration continue des nouvelles applications de l'industrie et la diminution continue du coût, Le véritable temps d'épidémie de la technologie de positionnement UWB ne sera pas trop tard. De plus, L'intégration de la technologie UWB avec IoT, intelligence artificielle, 5G, et d'autres domaines amélioreront de plus en plus son importance à l'avenir.

Kit de positionnement UWB de Feasycom

Feasycom-wmk-k2 (UWB) est une combinaison de produits basés sur le protocole UWB, qui peut évaluer rapidement les exigences de positionnement précis au niveau du sous-mètre. La plate-forme IoT, Feasycloud, complété par des passerelles de station de base UWB et des étiquettes d'étiquette, peut aider à réaliser le positionnement des actifs, protection des actifs, gestion des alarmes, et d'autres fonctions. Il peut également être combiné avec plus d'appareils de capteur dans le kit de gestion de l'entrepôt K1 (Basé sur le protocole Bluetooth BLE) Pour fournir conjointement une solution d'entrepôt plus complète.

Regarder la vidéo de démonstration:

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