I den digitale tidsalderen, Etterspørselen etter høyhastighets og pålitelig kommunikasjonsteknologi blir stadig mer presserende. Ultra-bredbånd (UWB) Teknologi har blitt et hett tema innen kommunikasjonsfeltet i dag. Denne artikkelen vil fordype prinsippene for UWB -posisjonering, fordelene, og applikasjonene på forskjellige felt, Leder leserne til å utforske de ubegrensede mulighetene for denne forstyrrende teknologien.

Oversikt over UWB -teknologi

Ultra-bredbånd (UWB) Teknologi er en trådløs kommunikasjonsteknologi basert på ultra-korte pulser. Den bruker ikke sinusformet bærere, Men bruker i stedet ikke-sinusoide smale pulser for å overføre data for å overføre data, noe som resulterer i et bredt spektrumområde, og dataoverføringshastigheter på opptil flere hundre megabit per sekund. Å bruke UWB -teknologi gir mulighet for overføring av signaler over en veldig bred båndbredde. Forskriften satt av Federal Communications Commission (FCC) for UWB -teknologi oppgir at den opptar en båndbredde på over 500 MHz i frekvensområdet for 3.1 til 10,6 GHz.

UWB文章插图需求 画板 1

UWB -teknologi er ikke en ny teknologi; Det stammet fra pulskommunikasjonsteknologi som dukket opp på 1960 -tallet, først og fremst brukt i militære radarer, posisjonering, og lav sannsynlighet for avskjæring/lav sannsynlighet for deteksjonskommunikasjonssystemer. Det begynte å bli brukt på sivile felt etter 2002.

屏幕截图 2024 05 10 1145511

Prinsipper for UWB -posisjoneringsteknologi

UWB benytter seg i hovedsak ultra-lav-duty-syklus impuls pulser som informasjonsbærere i en bærerfri spredningsspektrumsteknikk. Disse pulssignalene har ekstremt korte varigheter, alt fra titalls til hundrevis av picosekunder, har likevel høy energi. Ved å overføre disse ultra-korte pulssignalene i verdensrommet og bruke deres egenskaper i tids- og frekvensdomenene, Mottakeren kan oppnå posisjonering og kommunikasjon med høy presisjon ved å analysere signalets forsinkelse og størrelse. Posisjonsalgoritmene til UWB er delt inn i flyperioden (Tof), Ankomsttid (Modig), og tidsforskjellen på ankomst (Tdoa), med tof og tdoa som er mest brukt.

Tidspunktet for fly (Tof) Algoritme

Tidspunktet for fly (Tof) Algoritme bruker først og fremst flytid for signalet mellom to asynkrone UWB -transceivere for å måle avstanden mellom noder. Når UWB -signalet overføres fra senderenden, det bærer en uavhengig tidsstempel. Når du mottar og behandler UWB -signalet ved mottakerenden, Det er overført med tidsstemplet mottatt fra senderenden og behandlingstidsintervallet TR lagt til. Når UWB -signalet mottas igjen ved senderen, Tidsstempelet for den første overføringen kan analyseres for å bestemme tur-retur-tiden TT for signalet. Slik, Enveis flytid for signalet kan beregnes som TF = (Tt-tr)/2. Siden forplantningshastigheten til elektromagnetiske bølger er lysets hastighet C, Avstanden mellom de to punktene D kan beregnes som D = TF * C.

UWB文章插图需求 画板 1 副本

Tidsforskjell på ankomst (Tdoa)

Tidsforskjell på ankomst (Tdoa) er en posisjonsmetode basert på forskjellen i avstand mellom hver referansebasestasjon og målobjektet (Tag), utledes ved å løse et ikke -lineært hyperbolsk ligningssett. Når tidene mellom basestasjonene er perfekt synkronisert, og oscillatorfeilene er minimale over en periode, Tidsforskjellen er lik avstandsforskjellen, ettersom forplantningshastigheten til elektromagnetiske bølger er konstant. Når et signal overføres fra tagenden og når flere basestasjonsendringer, Måling av forskjellene i ankomsttidene for signalet på hver basestasjon muliggjør beregning av de tilsvarende forskjellene i avstand.

UWB文章插图需求 画板 1 副本 2

Fordeler med UWB -posisjoneringsteknologi

  • Høy posisjoneringsnøyaktighet: UWB -pulser er bare 2 nanosekunder (ns) bred, upåvirket av reflekterte signaler (Multipath) interferens og støy, Aktiverer presis bestemmelse av ankomsttid og avstand selv i vanlig signalrefleksjon og flerveisffektscenarier, oppnå måle- og posisjoneringsnøyaktighet innen 10 centimeter.
  • Sterk anti-interferensevne: UWB-signaler har store spektrumegenskaper og viser gode anti-interferensegenskaper i flerveisutbredelsesmiljøer, identifisere målsteder nøyaktig selv i komplekse innendørs eller tette urbane miljøer.
  • Høye dataoverføringshastigheter: I kommersielle produkter, Overføringsområdet for UWB -signaler er generelt innenfor 10 meter, oppnå dataoverføringshastigheter på opp til 500 Mbit/s, Å gjøre UWB -teknologi til en ideell modulasjonsteknikk for personlig kommunikasjon og trådløs LAN.

form6

Begrensninger i UWB -posisjoneringsteknologi

  • Begrenset posisjoneringsområde: Posisjoneringsområdet for UWB er begrenset av romlige begrensninger, Vanligvis egnet for utekomst eller nærområdet utendørs områder, uegnet for storskala utemiljøer.
  • Relativt høye distribusjonskostnader: Implementering av et UWB-posisjoneringssystem krever kompleks maskinvare- og programvaredesign sammenlignet med andre posisjoneringsteknologier som Wi-Fi eller Bluetooth, Økende utviklings- og distribusjonskostnader og kan nødvendiggjøre profesjonelle ingeniørteam for design og vedlikehold.

Applikasjoner av UWB -posisjoneringsteknologi

  • Elektroniske gjerder: Sanntidsposisjonering av individer innenfor spesifikke områder, Overvåking av bevegelse og stasjonært personell.
  • Bevegelsessporing: Overvåking av posisjoner og bevegelsesbaner under mobilitet (Registrerbane).
  • Videoovervåking: Sanntidsovervåking av scener på stedet, enhetsstatus, og ta bilder og videoinformasjon.
  • Alarmfunksjon: Tilbakemelding av unormale forhold samlet inn fra overvåkingsstedet til kontrollsenteret for relevant personell for å ta rettidige tiltak.

UWB文章插图需求 画板 1 副本 4

Søknadssaker ：For eksempel, i gruver, Å bruke UWB-personellposisjoneringssystemer kan overvåke informasjon om sanntids plassering av gruvearbeidere og raskt finne fanget personell i tilfelle en ulykke, Forbedre redningseffektivitet. I tillegg, i høyhøydeoperasjoner eller komplekse miljøer, Å bruke UWB -personellposisjoneringssystemer kan nøyaktig overvåke arbeidstakers stillingene, Identifiser omgående anomalier, og ta tilsvarende tiltak for å redusere ulykker. Videre, Å distribuere UWB-noder i workshops kan oppnå sanntids posisjonering og baneplanlegging for roboter, Agvs (Automatiserte guidede kjøretøyer), og annet utstyr, Forbedre produksjonseffektivitet og fleksibilitet.

Fremtidig utvikling av UWB -posisjoneringsteknologi

Selv om UWB -posisjonering for øyeblikket står overfor utfordringer som høye kostnader, Tekniske vanskeligheter, og etterspørsel etter markedet, Det kan skryte av den største fordelen: nøyaktighet. Sammenlignet med Wi-Fi, Bluetooth, og andre posisjonsteknologier, UWB -posisjoneringsnøyaktighet konkurrerer med laserposisjonering. Med kontinuerlig utforskning av nye bransjeapplikasjoner og den kontinuerlige kostnadsnedgangen, Den sanne utbruddstiden for UWB -posisjoneringsteknologi vil ikke være for sent. Dessuten, Integrering av UWB -teknologi med IoT, Kunstig intelligens, 5G, og andre felt vil i økende grad styrke dens betydning i fremtiden.

Feasycoms UWB -posisjoneringssett

Feasycom-WMK-K2 (UWB) er en kombinasjon av produkter basert på UWB -protokollen, som raskt kan evaluere presise posisjonskrav på under meter nivå. IoT -plattformen, Feasycloud, supplert med UWB Base Station Gateways og tagger, kan bidra til å realisere eiendelsposisjonering, Beskyttelse av eiendeler, Alarmstyring, og andre funksjoner. Det kan også kombineres med flere sensorenheter i Warehouse Management Kit K1 (basert på Bluetooth BLE -protokoll) Å gi en mer komplett lagerløsning i fellesskap.

Se demonstrasjonsvideo:

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