Di era digital, Permintaan akan teknologi komunikasi berkecepatan tinggi dan andal menjadi semakin mendesak. Ultra-Wideband (UWB) Teknologi telah menjadi topik hangat di bidang komunikasi saat ini. Artikel ini akan mempelajari prinsip -prinsip posisi UWB, Keuntungannya, dan aplikasinya di berbagai bidang, Membuat pembaca mengeksplorasi kemungkinan tak terbatas dari teknologi yang mengganggu ini.

Tinjauan Teknologi UWB

Ultra-Wideband (UWB) Teknologi adalah teknologi komunikasi nirkabel berdasarkan pulsa ultra-pendek. Itu tidak menggunakan pembawa sinusoidal, tetapi sebaliknya menggunakan pulsa sempit non-sinusoidal tingkat nanosecond untuk mengirimkan data, menghasilkan rentang spektrum yang luas, dan tingkat transmisi data hingga beberapa ratus megabit per detik. Menggunakan teknologi UWB memungkinkan transmisi sinyal di bandwidth yang sangat luas. Peraturan yang ditetapkan oleh Komisi Komunikasi Federal (FCC) Untuk teknologi UWB menyatakan bahwa ia menempati bandwidth lebih dari 500MHz dalam rentang frekuensi 3.1 ke 10.6GHz.

UWB文章插图需求 画板 1

Teknologi UWB bukanlah teknologi baru; Berasal dari teknologi komunikasi pulsa yang muncul pada 1960 -an, terutama digunakan dalam radar militer, penentuan posisi, dan probabilitas rendah intersep/probabilitas rendah sistem komunikasi deteksi. Itu mulai diterapkan di ladang sipil setelahnya 2002.

屏幕截图 2024 05 10 1145511

Prinsip Teknologi Penentuan Posisi UWB

UWB pada dasarnya menggunakan pulsa impuls siklus ultra-bertugas sebagai pembawa informasi dalam teknik spektrum spread tanpa operator. Sinyal denyut nadi ini memiliki durasi yang sangat pendek, mulai dari puluhan hingga ratusan picoseconds, Namun memiliki energi tinggi. Dengan mentransmisikan sinyal pulsa ultra-pendek ini ke luar angkasa dan memanfaatkan karakteristik mereka dalam domain waktu dan frekuensi, Penerima dapat mencapai posisi dan komunikasi presisi tinggi dengan menganalisis keterlambatan dan besarnya sinyal. Algoritma penentuan posisi UWB dibagi menjadi waktu penerbangan (Tof), Waktu kedatangan (Berani), dan perbedaan waktu kedatangan (Tdoa), dengan TOF dan TDOA menjadi yang paling umum digunakan.

Waktu penerbangan (Tof) Algoritma

Waktu penerbangan (Tof) Algoritma terutama menggunakan waktu penerbangan sinyal antara dua transceiver UWB asinkron untuk mengukur jarak antara node. Saat sinyal UWB ditransmisikan dari ujung pemancar, itu membawa cap waktu yang independen. Setelah menerima dan memproses sinyal UWB di ujung penerima, Ini diirim ulang dengan cap waktu yang diterima dari ujung pemancar dan interval waktu pemrosesan ditambahkan. Saat sinyal UWB diterima lagi di ujung pemancar, Cap waktu transmisi pertama dapat diuraikan untuk menentukan waktu pulang-pergi dari sinyal. Dengan demikian, Waktu penerbangan satu arah sinyal dapat dihitung sebagai TF = (TT-TR)/2. Karena kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik adalah kecepatan cahaya c, Jarak antara dua titik D dapat dihitung sebagai d = TF * C.

UWB文章插图需求 画板 1 副本

Perbedaan Waktu Kedatangan (Tdoa)

Perbedaan Waktu Kedatangan (Tdoa) adalah metode penentuan posisi berdasarkan perbedaan jarak antara setiap stasiun basis referensi dan objek target (Menandai), disimpulkan dengan memecahkan set persamaan hiperbolik nonlinier. Ketika waktu antara stasiun dasar disinkronkan dengan sempurna, dan kesalahan osilator minimal selama periode waktu tertentu, Perbedaan waktu sama dengan perbedaan jarak, Karena kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik konstan. Saat sinyal ditransmisikan dari ujung tag dan mencapai beberapa ujung stasiun pangkalan, Mengukur perbedaan dalam waktu kedatangan sinyal di setiap stasiun pangkalan memungkinkan untuk perhitungan perbedaan jarak yang sesuai.

UWB文章插图需求 画板 1 副本 2

Keuntungan dari teknologi penentuan posisi UWB

  • Akurasi posisi tinggi: Pulsa UWB hanyalah 2 nanodetik (ns) lebar, tidak terpengaruh oleh sinyal yang tercermin (multipath) gangguan dan kebisingan, memungkinkan penentuan waktu dan jarak kedatangan yang tepat bahkan dalam refleksi sinyal umum dan skenario efek multipath, mencapai akurasi pengukuran dan penentuan posisi di dalam 10 sentimeter.
  • Kemampuan anti-interferensi yang kuat: Sinyal UWB memiliki karakteristik spektrum yang luas dan menunjukkan sifat anti-interferensi yang baik di lingkungan propagasi multipath, secara akurat mengidentifikasi lokasi target bahkan di lingkungan perkotaan dalam atau padat yang kompleks.
  • Tingkat transmisi data yang tinggi: Dalam produk komersial, Kisaran transmisi sinyal UWB umumnya berada di dalam 10 meter, mencapai tingkat transmisi data hingga 500 Mbit/s, menjadikan teknologi UWB teknik modulasi yang ideal untuk komunikasi pribadi dan LAN nirkabel.

form6

Keterbatasan teknologi penentuan posisi UWB

  • Rentang posisi terbatas: Rentang posisi UWB dibatasi oleh keterbatasan spasial, biasanya cocok untuk area luar ruangan atau jarak dekat, Tidak cocok untuk lingkungan luar skala besar.
  • Biaya penyebaran yang relatif tinggi: Menerapkan sistem penentuan posisi UWB membutuhkan desain perangkat keras dan perangkat lunak yang kompleks dibandingkan dengan teknologi penentuan posisi lainnya seperti Wi-Fi atau Bluetooth, Meningkatkan biaya pengembangan dan penyebaran dan mungkin memerlukan tim teknik profesional untuk desain dan pemeliharaan.

Aplikasi teknologi penentuan posisi UWB

  • Pagar elektronik: Posisi waktu nyata individu dalam bidang tertentu, Gerakan pemantauan dan personel stasioner.
  • Pelacakan gerak: Pemantauan posisi dan lintasan gerakan selama mobilitas (Rekam lintasan).
  • Pengawasan video: Pemantauan real-time dari adegan di tempat, status perangkat, dan menangkap gambar dan informasi video.
  • Fungsi alarm: Umpan balik kondisi abnormal yang dikumpulkan dari lokasi pemantauan ke pusat kontrol untuk personel yang relevan untuk mengambil tindakan tepat waktu.

UWB文章插图需求 画板 1 副本 4

Kasus aplikasi ：Misalnya, di tambang, Menggunakan sistem penentuan posisi personel UWB dapat memantau informasi lokasi real-time penambang dan dengan cepat menemukan personel yang terperangkap jika terjadi kecelakaan, meningkatkan efisiensi penyelamatan. Selain itu, dalam operasi ketinggian tinggi atau lingkungan yang kompleks, Menggunakan sistem penentuan posisi personel UWB dapat memantau posisi pekerja secara tepat, segera mengidentifikasi anomali, dan ambil langkah yang sesuai untuk mengurangi kecelakaan. Lebih-lebih lagi, Menyebarkan node UWB dalam lokakarya dapat mencapai posisi waktu nyata dan perencanaan lintasan untuk robot, Agvs (Kendaraan Terpandu Otomatis), dan peralatan lainnya, Meningkatkan efisiensi dan fleksibilitas produksi.

Pengembangan teknologi penentuan posisi UWB di masa depan

Meskipun penentuan posisi UWB saat ini menghadapi tantangan seperti biaya tinggi, Kesulitan teknis, dan permintaan pasar kecil, itu menawarkan keuntungan terbesar: ketepatan. Dibandingkan dengan Wi-Fi, Bluetooth, dan teknologi penentuan posisi lainnya, Akurasi penentuan posisi UWB menyaingi posisi laser. Dengan eksplorasi berkelanjutan dari aplikasi industri baru dan penurunan biaya yang berkelanjutan, Waktu wabah sebenarnya dari teknologi penentuan posisi UWB tidak akan terlambat. Lebih-lebih lagi, integrasi teknologi UWB dengan IoT, kecerdasan buatan, 5G, dan bidang lain akan semakin meningkatkan kepentingannya di masa depan.

Kit Penentuan Posisi UWB Feasycom

Feasycom-wmk-k2 (UWB) adalah kombinasi produk berdasarkan protokol UWB, yang dapat dengan cepat mengevaluasi persyaratan penentuan posisi yang tepat tingkat sub-meter. Platform IoT, Feasycloud, ditambah dengan gateway stasiun pangkalan UWB dan tag tag, dapat membantu mewujudkan posisi aset, Perlindungan Aset, manajemen alarm, dan fungsi lainnya. Ini juga dapat dikombinasikan dengan lebih banyak perangkat sensor di kit manajemen gudang K1 (Berdasarkan Protokol Bluetooth BLE) untuk bersama -sama memberikan solusi gudang yang lebih lengkap.

Tonton video demonstrasi:

[Perdebatan] https://www.youtube.com/watch?V = FJA4-IRFJG4[/Perdebatan]