Trong thời đại kỹ thuật số, Nhu cầu về công nghệ truyền thông tốc độ cao và đáng tin cậy đang ngày càng trở nên cấp bách. Siêu rộng (UWB) Công nghệ đã trở thành một chủ đề nóng trong lĩnh vực giao tiếp ngày nay. Bài viết này sẽ đi sâu vào các nguyên tắc định vị UWB, Ưu điểm của nó, và các ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác nhau, Độc giả hàng đầu khám phá những khả năng vô hạn của công nghệ đột phá này.

Tổng quan về công nghệ UWB

Siêu rộng (UWB) Công nghệ là một công nghệ truyền thông không dây dựa trên các xung siêu ngắn. Nó không sử dụng các chất mang hình sin, nhưng thay vào đó sử dụng các xung hẹp không sin, cấp độ nano thứ hai để truyền dữ liệu, dẫn đến một phạm vi phổ rộng, và tỷ lệ truyền dữ liệu lên tới hàng trăm megabit mỗi giây. Sử dụng công nghệ UWB cho phép truyền tín hiệu qua băng thông rất rộng. Các quy định do Ủy ban Truyền thông Liên bang đặt ra (FCC) Đối với công nghệ UWB, nó chiếm băng thông trên 500 MHz trong phạm vi tần số của 3.1 đến 10,6GHz.

UWB文章插图需求 画板 1

Công nghệ UWB không phải là một công nghệ mới; Nó bắt nguồn từ công nghệ truyền thông xung xuất hiện vào những năm 1960, chủ yếu được sử dụng trong radar quân sự, định vị, và xác suất đánh chặn/xác suất thấp của các hệ thống truyền thông phát hiện thấp. Nó bắt đầu được áp dụng trong các lĩnh vực dân sự sau 2002.

屏幕截图 2024 05 10 1145511

Nguyên tắc của công nghệ định vị UWB

UWB về cơ bản sử dụng các xung xung biến động cực thấp như các chất mang thông tin trong kỹ thuật phổ lan truyền không vận chuyển. Những tín hiệu xung này có thời lượng cực kỳ ngắn, từ hàng chục đến hàng trăm picoseconds, Tuy nhiên, sở hữu năng lượng cao. Bằng cách truyền các tín hiệu xung cực ngắn này vào không gian và sử dụng các đặc điểm của chúng trong các miền thời gian và tần số, Người nhận có thể đạt được định vị và giao tiếp có độ chính xác cao bằng cách phân tích độ trễ và độ trễ tín hiệu. Các thuật toán định vị của UWB được chia thành thời gian bay (TOF), Thời gian đến (Can đảm), và sự khác biệt về thời gian của sự xuất hiện (TDOA), với TOF và TDOA là người được sử dụng phổ biến nhất.

Thời gian bay (TOF) Thuật toán

Thời gian bay (TOF) Thuật toán chủ yếu sử dụng thời gian bay của tín hiệu giữa hai bộ thu phát UWB không đồng bộ để đo khoảng cách giữa các nút. Khi tín hiệu UWB được truyền từ đầu máy phát, nó mang theo dấu thời gian độc lập. Khi nhận và xử lý tín hiệu UWB ở đầu máy thu, Nó được truyền lại với dấu thời gian nhận được từ đầu máy phát và khoảng thời gian xử lý được thêm. Khi tín hiệu UWB được nhận lại ở đầu máy phát, Dấu thời gian của hộp số đầu tiên có thể được phân tích cú pháp để xác định thời gian khứ hồi của tín hiệu. Do đó, Thời gian bay một chiều của tín hiệu có thể được tính là TF = (TT-TR)/2. Vì tốc độ lan truyền của sóng điện từ là tốc độ của ánh sáng C, Khoảng cách giữa hai điểm d có thể được tính là d = tf * C.

UWB文章插图需求 画板 1 副本

Sự khác biệt về thời gian của sự xuất hiện (TDOA)

Sự khác biệt về thời gian của sự xuất hiện (TDOA) là phương pháp định vị dựa trên sự khác biệt về khoảng cách giữa mỗi trạm cơ sở tham chiếu và đối tượng đích (Nhãn), được suy ra bằng cách giải một bộ phương trình hyperbol phi tuyến. Khi thời gian giữa các trạm cơ sở được đồng bộ hóa hoàn hảo, và các lỗi dao động là tối thiểu trong một khoảng thời gian, Sự khác biệt về thời gian bằng với chênh lệch khoảng cách, Vì tốc độ lan truyền của sóng điện từ là không đổi. Khi tín hiệu được truyền từ đầu thẻ và đạt đến một số kết thúc trạm gốc, Đo lường sự khác biệt về thời gian đến của tín hiệu tại mỗi trạm cơ sở cho phép tính toán các khác biệt tương ứng về khoảng cách.

UWB文章插图需求 画板 1 副本 2

Ưu điểm của công nghệ định vị UWB

  • Độ chính xác định vị cao: Các xung UWB chỉ là 2 NanoSeconds (ns) rộng, Không bị ảnh hưởng bởi các tín hiệu phản xạ (đa đường) nhiễu và tiếng ồn, cho phép xác định chính xác thời gian và khoảng cách đến ngay cả trong các kịch bản hiệu ứng tín hiệu và đa đường thông thường, đạt được độ chính xác đo lường và định vị trong 10 centimet.
  • Khả năng chống giao thoa mạnh: Tín hiệu UWB sở hữu các đặc tính phổ rộng và thể hiện các đặc tính chống can thiệp tốt trong môi trường nhân giống đa đường, Xác định chính xác các vị trí mục tiêu ngay cả trong môi trường đô thị trong nhà hoặc dày đặc.
  • Tỷ lệ truyền dữ liệu cao: Trong các sản phẩm thương mại, Phạm vi truyền của tín hiệu UWB thường nằm trong 10 mét, đạt được tỷ lệ truyền dữ liệu lên tới 500 Mbit/s, Làm cho công nghệ UWB trở thành một kỹ thuật điều chế lý tưởng cho giao tiếp cá nhân và mạng LAN không dây.

form6

Hạn chế của công nghệ định vị UWB

  • Phạm vi định vị hạn chế: Phạm vi định vị của UWB bị hạn chế bởi các giới hạn không gian, Thông thường phù hợp cho các khu vực ngoài trời trong nhà hoặc tầm gần, không phù hợp với môi trường ngoài trời quy mô lớn.
  • Chi phí triển khai tương đối cao: Việc triển khai hệ thống định vị UWB đòi hỏi các thiết kế phần cứng và phần mềm phức tạp so với các công nghệ định vị khác như Wi-Fi hoặc Bluetooth, Tăng chi phí phát triển và triển khai và có thể đòi hỏi các nhóm kỹ thuật chuyên nghiệp để thiết kế và bảo trì.

Các ứng dụng của công nghệ định vị UWB

  • Hàng rào điện tử: Định vị thời gian thực của các cá nhân trong các khu vực cụ thể, Giám sát chuyển động và nhân viên đứng yên.
  • Theo dõi chuyển động: Giám sát các vị trí và quỹ đạo di chuyển trong quá trình di chuyển (Hồ sơ quỹ đạo).
  • Giám sát video: Giám sát thời gian thực của các cảnh tại chỗ, Trạng thái thiết bị, và ghi lại hình ảnh và thông tin video.
  • Chức năng báo động: Phản hồi về các điều kiện bất thường được thu thập từ vị trí giám sát đến trung tâm kiểm soát cho nhân viên có liên quan để thực hiện các biện pháp kịp thời.

UWB文章插图需求 画板 1 副本 4

Các trường hợp ứng dụng ：Ví dụ, trong mỏ, Sử dụng hệ thống định vị nhân sự UWB có thể theo dõi thông tin vị trí thời gian thực của người khai thác và nhanh chóng xác định vị trí nhân sự bị mắc kẹt trong trường hợp xảy ra tai nạn, Cải thiện hiệu quả cứu hộ. Ngoài ra, trong các hoạt động cao hoặc môi trường phức tạp, Sử dụng các hệ thống định vị nhân sự UWB có thể giám sát chính xác vị trí của công nhân, nhanh chóng xác định dị thường, và thực hiện các biện pháp tương ứng để giảm tai nạn. Hơn nữa, Triển khai các nút UWB trong các hội thảo có thể đạt được định vị thời gian thực và lập kế hoạch quỹ đạo cho robot, Agvs (Xe có hướng dẫn tự động), và các thiết bị khác, Nâng cao hiệu quả sản xuất và tính linh hoạt.

Sự phát triển trong tương lai của công nghệ định vị UWB

Mặc dù định vị UWB hiện phải đối mặt với những thách thức như chi phí cao, khó khăn kỹ thuật, và nhu cầu thị trường nhỏ, Nó tự hào có lợi thế lớn nhất: sự chính xác. So với Wi-Fi, Bluetooth, và các công nghệ định vị khác, Các đối thủ chính xác định vị UWB của định vị laser. Với việc thăm dò liên tục các ứng dụng công nghiệp mới và chi phí giảm liên tục, Thời gian bùng phát thực sự của công nghệ định vị UWB sẽ không quá muộn. Hơn thế nữa, Sự tích hợp của công nghệ UWB với IoT, Trí tuệ nhân tạo, 5G, và các lĩnh vực khác sẽ ngày càng tăng cường tầm quan trọng của nó trong tương lai.

Bộ định vị Feasycom từ UWB

Feasycom-WMK-K2 (UWB) là sự kết hợp của các sản phẩm dựa trên giao thức UWB, có thể nhanh chóng đánh giá các yêu cầu định vị chính xác cấp độ phụ. Nền tảng IoT, Feasycloud, Bổ sung bởi các cổng và thẻ thẻ cơ sở UWB, có thể giúp nhận ra định vị tài sản, Bảo vệ tài sản, Quản lý báo động, và các chức năng khác. Nó cũng có thể được kết hợp với nhiều thiết bị cảm biến hơn trong bộ quản lý kho K1 (Dựa trên giao thức ble bluetooth) cùng cung cấp một giải pháp kho hoàn chỉnh hơn.

Xem video trình diễn:

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