디지털 시대에, 고속 및 안정적인 통신 기술에 대한 수요는 점점 긴급 해지고 있습니다.. 초고대 밴드 (UWB) 기술은 오늘날 커뮤니케이션 분야에서 인기있는 주제가되었습니다.. 이 기사는 UWB 포지셔닝의 원칙을 조사합니다., 그것의 장점, 그리고 다양한 분야에서의 응용, 독자 들이이 파괴적인 기술의 무한한 가능성을 탐구하도록 선도.

UWB 기술의 개요

초고대 밴드 (UWB) 기술은 초소형 펄스를 기반으로 한 무선 통신 기술입니다.. Sinusoidal Carrier를 사용하지 않습니다, 대신 나노 초 수준의 비 시노 이드 좁은 펄스를 사용하여 데이터를 전송합니다., 광범위한 스펙트럼 범위를 초래합니다, 그리고 초당 최대 수백 메가 비트의 데이터 전송 속도. UWB 기술 사용은 매우 광범위한 대역폭에서 신호를 전송할 수 있습니다.. 연방 커뮤니케이션위원회가 정한 규정 (FCC) UWB 기술의 경우 주파수 범위에서 500MHz 이상의 대역폭을 차지한다고합니다. 3.1 10.6GHz까지.

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UWB 기술은 새로운 기술이 아닙니다; 1960 년대에 등장한 Pulse Communication Technology에서 시작되었습니다., 주로 군사 레이더에 사용됩니다, 포지셔닝, 및 절편 가능성이 낮고 감지 통신 시스템의 낮은 확률. 그것은 민간 분야에 적용되기 시작했다 2002.

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UWB 포지셔닝 기술의 원칙

UWB는 기본적으로 캐리어리스 스프레드 스펙트럼 기술의 정보 운반체로서 초고대 사이클 임펄스 펄스를 사용합니다.. 이 펄스 신호는 지속 시간이 매우 짧습니다, 수십에서 수백 개의 피코 초 범위, 그러나 높은 에너지를 가지고 있습니다. 이러한 초고준 펄스 신호를 우주로 전송하고 시간 및 주파수 영역에서의 특성을 활용함으로써, 수신기는 신호의 지연과 크기를 분석하여 고정밀 포지셔닝 및 통신을 달성 할 수 있습니다.. UWB의 포지셔닝 알고리즘은 비행 시간으로 나뉩니다. (TOF), 도착 시간 (용감한), 그리고 도착의 시차 (tdoa), TOF와 TDOA가 가장 일반적으로 사용됩니다.

비행 시간 (TOF) 연산

비행 시간 (TOF) 알고리즘은 주로 두 비동기 UWB 트랜시버 사이의 신호의 비행 시간을 사용하여 노드 사이의 거리를 측정합니다.. 송신기 끝에서 UWB 신호가 전송되는 경우, 독립적 인 타임 스탬프를 가지고 있습니다. 수신기 종료시 UWB 신호를 받고 처리 할 때, 송신기 끝에서 수신 된 타임 스탬프와 처리 시간 간격 TR 추가로 재전송됩니다.. 송신기 끝에서 UWB 신호가 다시 수신되는 경우, 첫 번째 전송의 타임 스탬프는 신호의 왕복 시간 TT를 결정하기 위해 구문 분석 할 수 있습니다.. 따라서, 신호의 일방 통행 비행 시간은 TF =로 계산 될 수 있습니다. (TT-TR)/2. 전자파의 전파 속도는 빛의 속도이기 때문에, 두 지점 D 사이의 거리는 d = tf로 계산할 수 있습니다. * 기음.

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도착의 시차 (tdoa)

도착의 시차 (tdoa) 각 참조 기지국과 대상 객체 사이의 거리 차이에 기초한 위치 지정 방법입니다. (꼬리표), 비선형 쌍곡선 방정식 세트를 해결하여 추론합니다. 기지국 사이의 시간이 완벽하게 동기화 될 때, 그리고 오실레이터 오류는 일정 기간 동안 최소화됩니다., 시차는 거리 차이와 같습니다, 전자기파의 전파 속도가 일정합니다. 태그 끝에서 신호가 전송되고 여러 기지국이 끝나는 경우, 각 기지국에서 신호 도착 시간의 차이를 측정하면 거리의 해당 차이를 계산할 수 있습니다..

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UWB 포지셔닝 기술의 장점

  • 높은 위치 정확도: UWB 펄스는 전용입니다 2 나노 초 (ns) 넓은, 반사 신호에 영향을받지 않습니다 (다중 경로) 간섭과 소음, 공통 신호 반사 및 다중 경로 효과 시나리오에서도 도착 시간과 거리의 정확한 결정 가능, 측정 및 위치 정확도 달성 10 센티미터.
  • 강력한 항 회의 능력: UWB 신호는 광범위한 스펙트럼 특성을 가지고 있으며 다중 경로 전파 환경에서 우수한 항 회의 특성을 나타냅니다., 복잡한 실내 또는 조밀 한 도시 환경에서도 대상 위치를 정확하게 식별.
  • 높은 데이터 전송 속도: 상업용 제품에서, UWB 신호의 전송 범위는 일반적으로 내에 있습니다 10 미터, 최대 데이터 전송 속도 달성 500 mbit/s, UWB 기술.

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UWB 포지셔닝 기술의 한계

  • 제한된 포지셔닝 범위: UWB의 위치 범위는 공간 제한에 의해 제한됩니다., 일반적으로 실내 또는 근거리 실외 공간에 적합합니다, 대규모 실외 환경에 적합하지 않습니다.
  • 상대적으로 높은 배포 비용: UWB 포지셔닝 시스템을 구현하려면 Wi-Fi 또는 Bluetooth와 같은 다른 포지셔닝 기술에 비해 복잡한 하드웨어 및 소프트웨어 설계가 필요합니다., 개발 및 배포 비용 증가 및 설계 및 유지 보수를 위해 전문 엔지니어링 팀이 필요할 수 있습니다..

UWB 포지셔닝 기술의 응용

  • 전자 울타리: 특정 영역 내에서 개인의 실시간 위치, 움직임 및 고정 인력 모니터링.
  • 모션 추적: 이동성 중 위치 및 이동 궤적 모니터링 (기록 궤적).
  • 비디오 감시: 현장 장면의 실시간 모니터링, 장치 상태, 이미지 및 비디오 정보 캡처.
  • 경보 기능: 모니터링 사이트에서 통제 센터로 수집 된 비정상적인 조건에 대한 피드백과 관련된 직원이 적시 조치를 취할 수 있도록.

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신청 사례 ：예를 들어, 광산에서, UWB 직원 포지셔닝 시스템 사용은 광부의 실시간 위치 정보를 모니터링하고 사고 발생시 갇힌 직원을 신속하게 찾을 수 있습니다., 구조 효율성 향상. 또한, 고도의 운영 또는 복잡한 환경에서, UWB 직원 포지셔닝 시스템을 사용하면 근로자의 위치를 ​​정확하게 모니터링 할 수 있습니다., 신속하게 이상을 식별하십시오, 사고를 줄이기 위해 해당 조치를 취하십시오. 뿐만 아니라, 워크샵에 UWB 노드를 배포하면 로봇에 대한 실시간 포지셔닝 및 궤적 계획을 달성 할 수 있습니다., AGV (자동화 된 가이드 차량), 그리고 다른 장비, 생산 효율성과 유연성 향상.

UWB 포지셔닝 기술의 향후 개발

UWB 포지셔닝은 현재 높은 비용과 같은 문제에 직면하지만, 기술적 인 어려움, 그리고 작은 시장 수요, 가장 큰 이점을 자랑합니다: 정확성. Wi-Fi와 비교합니다, 블루투스, 및 기타 포지셔닝 기술, UWB 포지셔닝 정확도는 레이저 포지셔닝의 정확도와 경쟁합니다. 새로운 산업 응용 분야의 지속적인 탐색과 비용 감소로, UWB 포지셔닝 기술의 진정한 발병 시간은 너무 늦지 않습니다.. 게다가, UWB 기술과 IoT 통합, 인공 지능, 5G, 그리고 다른 분야는 미래에 점점 더 중요성을 향상시킬 것입니다..

Feasycom의 UWB 포지셔닝 키트

Feasycom-WMK-K2 (UWB) UWB 프로토콜을 기반으로 한 제품의 조합입니다., 이는 서브 미터 수준의 정확한 포지셔닝 요구 사항을 신속하게 평가할 수 있습니다. IoT 플랫폼, FeasyCloud, UWB베이스 스테이션 게이트웨이 및 태그 태그로 보충됩니다, 자산 포지셔닝을 실현하는 데 도움이 될 수 있습니다, 자산 보호, 경보 관리, 그리고 다른 기능. 또한 창고 관리 키트 K1의 더 많은 센서 장치와 결합 할 수도 있습니다. (Bluetooth BLE 프로토콜을 기반으로합니다) 보다 완전한 창고 솔루션을 공동으로 제공합니다.

시연 비디오를 시청하십시오:

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