Отслеживание активов UWB: осваиваем логистику с помощью радиочастотных технологий!

Введение

Вы когда-нибудь испытывали разочарование от частой потери ценных товаров на загруженном складе? Для решения этой проблемы вам нужна более эффективная система, например, интеллектуальные решения для отслеживания активов UWB  . Устаревшие технологии часто подводят, но мощные модули G-NiceRF помогут вам повысить эффективность работы вашей системы и всегда полностью доверять данным.

Почему стоит выбрать UWB Asset Tracking для логистики?

Для эффективного контроля над вашими запасами требуется система, которая мощнее, чем Bluetooth-маяки с низким энергопотреблением  , которые часто выходят из строя в сложных условиях. Вы, вероятно, теряете огромное количество драгоценного времени каждый день, поскольку системы отслеживания RFID-инструментов очень сложны и ненадежны. Менеджер склада, с которым мы работали, однажды рассказал, что тратил по три часа ежедневно на поиск погрузчиков, прежде чем переключиться на другую систему. Система отслеживания активов UWB уникальна, поскольку обеспечивает точный диапазон данных с невероятной точностью 10 см. Модули G-NiceRF обеспечивают покрытие огромной зоны действия — 1,5 км, что позволяет вам эффективно работать с выходной мощностью 27 дБм.

Любой управляющий складом, которому требуется система определения местоположения в режиме реального времени, чётко видит преимущества RTLS для своей прибыли. Вы экономите деньги на потерянных товарах и экономите время, которое раньше тратилось на ручной поиск. Система отслеживания активов UWB решает ваши проблемы с временем и данными, предоставляя надёжный поток информации о местоположении.

Понимание основных механизмов отслеживания активов UWB!

Вам следует подробно изучить, как работает эта технология, чтобы улучшить ваши текущие логистические операции. Она использует быстрые импульсы для получения точных данных, а не полагается на нестабильные измерения уровня сигнала.

·  IEEE 802.15.4-2020

Вам необходимо быть в курсе этих требований, поэтому правильным руководством является стандарт IEEE 802.15.4-2020 . Этот важный стандарт регулирует использование технологии UWB, помогая вам обеспечивать безопасность и соответствие отраслевым нормам. Он имеет первостепенное значение для систем UWB RTL, поскольку необходимо использовать полностью соответствующие чипы. Различные устройства UWB могут бесперебойно взаимодействовать друг с другом при соблюдении этих протоколов.

Эти модули идеально подходят для отслеживания сверхширокополосных сигналов (UWB), поскольку вы получаете единообразные компоненты, которые отлично взаимодействуют друг с другом. Система отличается исключительной стабильностью, что позволяет вам положиться на стандарт в плане стабильной работы.

·  Наносекундные импульсы

Сигналы длительностью в наносекунды очень короткие, что позволяет им проходить сквозь шумную среду без искажений. Импульсы такой длительности очень короткие, что делает процесс передачи данных очень быстрым и эффективным. Это позволяет устранить неточности данных, характерные для других узкополосных систем в промышленных условиях. Алгоритмы позиционирования UWB работают с этими импульсами, поскольку они прорываются сквозь шум, обеспечивая чёткий сигнал. Вы получаете однозначные данные, поскольку устройства передают их без смешивания с другими радиосигналами. Вы можете определить точное местоположение благодаря малой длительности импульса, что является одним из факторов, определяющих точность позиционирования.

·  5 канал

Вы выбираете свободный путь для своих данных, поскольку канал 5 очень чистый и не перегружен. Частота 6489,6 МГц — высокая, что позволяет избежать перегруженных спектров, используемых другими устройствами. Он эффективно устраняет помехи Wi-Fi, гарантируя бесперебойную работу ваших сетей сверхширокополосных датчиков.

На этом канале уровень шума минимален, поэтому сигнал чистый, а ваши данные защищены. Алгоритмы позиционирования UWB отлично работают с ним, быстро и точно вычисляя местоположение. Подключение к сети происходит быстро благодаря высокой мощности и стабильности канала.

·  Полоса пропускания 500 МГц

Путь для ваших данных очень широк, поскольку для передачи используется полоса пропускания 500 МГц. Это огромный диапазон по сравнению с другими технологиями, а значит, данные о вашем местоположении передаются по сети очень быстро. Для корректной работы и обеспечения высокой точности сверхширокополосным измерителям дальности необходима такая широкая полоса пропускания.

Вы мгновенно видите небольшие изменения местоположения, поскольку сверхширокополосное определение местоположения основано на этой специфической возможности. Узкие полосы пропускания часто дают сбои в загруженных районах, но такая ширина полосы пропускания оптимальна для стабильных результатов отслеживания. Вы получаете качественные результаты отслеживания благодаря высокой пропускной способности, что позволяет эффективно передавать больше данных.

·  Временная область

Вы измеряете время распространения сигнала, поскольку это временная область. Этот метод точный и надёжный, поскольку вы не используете мощность сигнала, которая часто слаба и колеблется. Для определения расстояния вы учитываете время пролёта, и многие системы Zebra UWB тоже это делают. Этот метод обеспечивает точность до 10 см, что достаточно надёжно для критически важных задач безопасности. Расстояние чётко определено, и вы точно знаете место, потому что математические расчёты просты и надёжны.

Технические характеристики и основные принципы работы систем отслеживания активов UWB!

Обработка данных на больших расстояниях с помощью модулей высокой мощности!

Вы можете отслеживать объекты на большом расстоянии, поскольку мощные модули  упрощают эту задачу.

·  Выходная мощность 500 мВт

Для преодоления препятствий необходим сильный сигнал, поэтому для максимального охвата используется выходная мощность 500 мВт. Этого достаточно, чтобы преодолеть толстые стены, которые часто встречаются в промышленных средах сверхширокополосной связи (UWB) для беспроводных систем. Вы можете охватить большую территорию объекта, поскольку слабые сигналы часто теряют связь в этих сложных условиях.

Этот сигнал долговечен, и вы можете покрывать большие площади без необходимости установки чрезмерного количества инфраструктуры. Отслеживание UWB становится проще, когда вы теряете меньше данных, поскольку сигнал мощный и стабильный.

·  Мощность 27 дБм

Мощность — один из важнейших факторов, которые следует учитывать при выборе места расположения устройств. Благодаря мощности передачи 27 дБм модули работают на высокой громкости, чтобы приёмник их слышал.

Сигналы проходят через множество устройств, но не через всё, однако сверхширокополосный шлюз отлично принимает модули. Шлюз можно разместить на большом расстоянии, и он по-прежнему будет надёжно подключен к сети. Вы можете отслеживать данные в режиме реального времени, чтобы оценить эффективность работы ваших UWB-трекеров.

·  Расстояние 1,5 км

Эти модули обладают очень большим радиусом действия — 1,5 км, — что позволяет охватывать большие открытые дворы. Вы можете охватить очень большую территорию, что упрощает видеонаблюдение по всему объекту. Сигналы меток активов UWB имеют большой радиус действия, что означает, что вам потребуется меньше шлюзов. Это значительно экономит ваши деньги, поскольку территория открыта и не имеет препятствий для охвата. Вы отслеживаете объекты, находящиеся на большом расстоянии, что позволяет контролировать весь двор.

·  Интеграция LNA

Вы можете слышать слабые звуки на расстоянии, поскольку чувствительность повышается благодаря интеграции с малошумящим усилителем (МШУ)  . Эта интеграция повышает чувствительность приёмника, позволяя улавливать даже очень слабые сигналы. Это значительно расширяет диапазон, поэтому сверхширокополосный датчик будет работать эффективнее в полевых условиях. Вы получаете отличные и чёткие данные благодаря низкому уровню шума и высокому коэффициенту усиления.

·  Бюджет ссылок

Вы тщательно планируете сигнал, проверяя бюджет канала связи, чтобы убедиться, что он корректен. Высокая мощность и хорошая чувствительность обеспечивают запас для обеспечения работоспособности системы. Устройства слежения за помещениями подключаются надёжно, помогая избежать «мёртвых зон» в зоне покрытия вашего склада. Вы рассчитываете потери, чтобы обеспечить стабильный сигнал, что означает продуманную конструкцию и успех.

Реализация отслеживания активов UWB с двусторонним измерением дальности!

Вы сможете находить местоположения, используя интеллектуальную математику времени, поскольку двусторонняя дальность делает расстояния для вас очень понятными.

·  Метод DS-TWR

Метод DS-TWR позволяет измерять расстояние двумя способами, поскольку он интеллектуален и исключает распространённые ошибки. Вы запрашиваете у метки местоположение, она отвечает, и алгоритмы позиционирования UWB используют эти данные. При использовании этого метода ошибки исключаются, тогда как RTLS TDoA сложнее реализовать в некоторых сценариях. Этот метод проще, и вы получаете точные данные о расстоянии, поскольку доверяете математическим расчётам, лежащим в основе измерения.

·  Время в пути туда и обратно

Вы рассчитываете путь туда и обратно, поскольку сигнал отправляется и возвращается. Вы измеряете его в наносекундах, которые считываются UWB-измерителями для определения точного расстояния. Вы знаете расстояние, потому что это простая физика, а скорость света постоянна. Вы быстро вычисляете, и данные реальны, поэтому вы отслеживаете объект с абсолютной точностью.

·  Синхронизация часов

Дрейф часов в любом случае вреден, поэтому его следует избегать любой ценой. Синхронизация часов в DS-TWR позволяет исправить ошибки дрейфа, которые в противном случае могли бы испортить ваши данные. Как отмечает компания NXP Semiconductors, «тогда как другие технологии используют уровень сигнала (RSSI) для определения расстояния и местоположения, UWB использует расчёты времени пролёта (ToF), что является основой его способности обеспечивать надёжную точность на уровне сантиметров».  Навигация внутри помещений без маяков использует некоторые хитрости, но это лучше, поскольку обеспечивает точную синхронизацию часов. Метка и якорь взаимодействуют бесперебойно, поэтому время синхронизируется на всех устройствах в сети.

·  Время полета

Измерение дальности — простая задача, поскольку это происходит быстро, а свет может быстро перемещаться по комнате. Как работает сверхширокополосное позиционирование? Вы можете точно измерить расстояние, используя скорость света, чтобы увидеть расстояние. Оценка дальности надёжна, поскольку расстояние известно и система его видит.

·  Опрос узлов

Это называется опросом узлов, а остальные устройства называются ведомыми. Вы можете проверить 5 меток, поскольку являетесь ведущим устройством в этом взаимодействии для сбора данных. Устройства UWB используют временное разделение, чтобы ограничить переключение управления и избежать одновременного прерывания измерений. Вы управляете сетевыми устройствами, одновременно получая обновления данных об устройствах в сети.

Интеграция отслеживания активов UWB через последовательные интерфейсы!

Интеграция UWB-метки с вашей существующей системой становится простой и быстрой благодаря последовательным интерфейсам . Вы можете быстро передавать большие объёмы данных через стандартное соединение UART.

§ Стандарт протокола UART: Протокол UART прост в использовании, поскольку позволяет подключать множество простых устройств, включая оборудование для отслеживания активов сверхширокополосной связи (UWB)  . Данные и команды бесперебойно передаются между хостом и модулем, обеспечивая актуальность вашей системы. 

§ Сигналы TTL: Сигналы TTL безопасны, поскольку устройства слежения за помещениями используют их для связи с главным контроллером. Сигналы низковольтные, 3,3 В, и их можно безопасно интегрировать в ваши собственные печатные платы. 

§ 115200 бит/с: 115200 бит/с — это заданная скорость, обеспечивающая бесперебойную передачу данных и отображение обновлений UWB-трекера. Такая скорость гарантирует низкую задержку и мгновенное отображение обновлений местоположения на экране. 

§ Микроконтроллер: использование микроконтроллера для управления чипом означает, что технология UWB подчиняется вашим конкретным командам. Это позволяет настраивать пользовательское поведение и гарантирует, что модуль будет работать именно так, как того требует ваше приложение. 

§ AT-команды: сверхширокополосное определение местоположения запускается при отправке устройству управляющих символов, известных как AT-команды. Эти команды сообщают модулю, когда он переходит в спящий режим, когда просыпается и когда измеряет расстояние. 

Выбор правильной антенны для точного измерения расстояния!

Вам нужен самый сильный диапазон, поэтому правильный выбор обеспечит вам четкие и мощные сигналы каждый раз.

·  Встроенный FPC 

Вы экономите место, поскольку он плоский и легко помещается в компактные устройства слежения внутри помещений. Он легко клеится и отклеивается, мягкий и хорошо работает, поэтому его можно спрятать, и он будет выглядеть аккуратно. Для систем слежения за объектами UWB он необходим для скрытых установок, где внешние антенны не должны быть видны.

·  Направленная печатная плата

С помощью направленных печатных плат вы можете точно направить сигнал туда, куда нужно, чтобы максимально увеличить дальность действия. Они передают сигнал в одном направлении, обеспечивая при этом максимальное усиление, что идеально подходит для длинных коридоров. Сверхширокополосные дальномеры обеспечивают большую дальность обнаружения, поскольку они сужают луч до цели, избегая потерь.

·  Разъем SMA

Если вам нужен порт, то SMA — это то, что вам нужно, поскольку он надёжно крепится. Вы можете добавить стержни для стандартного кабеля UWB RTLS, чтобы обеспечить надёжное соединение. Это прочный и надёжный разъём, на который можно положиться благодаря низким потерям.

·  Коэффициент усиления 3 дБи

Для усиления сигнала можно использовать бесплатное усиление 3 дБи, что улучшает общую зону покрытия. Это идеально подходит для сигналов, которые должны распространяться в пределах широкого круга, например, для UWB-датчиков. Это позволяет охватить всю комнату, включая самые дальние углы, чтобы отслеживать все ваши объекты.

·  Всенаправленный стержень

С помощью всенаправленного стержня вы можете видеть всё вокруг, поскольку он посылает сигналы во все стороны. Именно поэтому он используется в промышленных системах сверхширокополосной связи (UWB), поскольку он устанавливается вертикально и покрывает весь пол. Вы отслеживаете весь пол, обеспечивая равномерный сигнал, поэтому это именно то, что вам нужно.

Часто задаваемые вопросы!

У вас есть вопросы о функциональности модулей интеллектуального отслеживания? Ниже представлены ответы на них. Ниже приведены краткие пояснения, которые помогут вам эффективно разобраться в функциональности модулей интеллектуального отслеживания.

Работает ли канал 5 на частоте 6489,6 МГц?

Да, канал 5 указан верно, а частота — 6489,6 МГц , что является отраслевым стандартом. Какая частота отслеживания UWB обычно установлена? Именно она, поскольку технология UWB используется здесь для предотвращения помех.

Ток сна ниже 100 мкА?

Да, батареи UWB-меток служат дольше, поскольку ток в спящем режиме низкий — менее 100 микроампер. Вы экономите электроэнергию, поскольку чип находится в спящем режиме, пока вы не решите его разбудить.

Может ли скорость передачи данных достичь 6,8 Мбит/с?

Да, скорость передачи данных высокая — 6,8 Мбит/с, чего достаточно для приложений с большим объёмом данных. Устройства UWB работают быстро, что само по себе хорошо, но для обеспечения дальности связи требуется скорость 850 кбит/с. Как же UWB-позиционирование работает так быстро? Эта высокая скорость позволяет мгновенно передавать большие пакеты данных.

Поддерживают ли модули трехточечное плоскостное позиционирование?

Да, это так, и для этого используется трёхточечное плоскостное позиционирование, требующее трёх якорей. Позиции якорей определяют плоскость, в которой алгоритмы позиционирования UWB выполняют расчёты для определения местоположения. UWB RTLS требует именно этого конкретного варианта использования для точного отслеживания и эффективного поиска метки.

Можно ли изменить конфигурацию кода преамбулы?

Да, его можно изменить, и ключевую роль играет преамбульный код, который вы устанавливаете для идентификатора. Группы UWB-датчиков остаются индивидуально разделенными, что позволяет избежать путаницы в загруженной сети. Сверхширокополосный шлюз считывает его, поэтому соответствие кодов обеспечивает изолированность и безопасность сети.

Заключение

Благодаря передовым технологиям вы сможете решать сложные логистические задачи и перестанете терять деньги из-за неразмещенных активов. Вы сможете добиться точной сигнализации, высокой надежности передачи данных на большие расстояния, а теперь и интегрированных модулей, которые сделают вашу систему надежной. Для достижения реального успеха в отслеживании активов сверхширокополосной связи (UWB) вы можете сэкономить деньги, улучшить свою деятельность и довериться продуктам G-NiceRF. Чтобы найти подходящие варианты прямо сейчас, посетите сайт G-NiceRF .