Позиционирование UWB: сила ToF для вашего бизнеса!

Введение

Вы ежедневно теряете ценные активы и испытываете раздражение из-за ненужных задержек в работе? G-NiceRF помогает решить эту проблему, позволяя отслеживать товары с помощью  решений UWB-позиционирования , что значительно экономит время и увеличивает прибыль. Мы помогаем вам создать надежный бренд и добиться успеха, избавляя от необходимости догадываться, как это происходит при отслеживании.

Как ToF повышает точность бизнес-данных?

Давайте обсудим, как именно ваши бизнес-требования к системам позиционирования преобразуются в измерения с помощью решений по позиционированию UWB и технологии ToF.

·  Наносекундные импульсы

При передаче очень коротких пакетов данных используются наносекундные импульсы длительностью всего 2 нс, обеспечивающие невероятную скорость. Таким образом, достигается высокое разрешение, которое напрямую способствует превосходной точности позиционирования UWB  для вашего бизнеса. Мы всегда используем широкую полосу пропускания, чтобы вы получали чёткие сигналы и избегали потенциальных проблем с перекрытием данных. Таким образом, ваша система остаётся стабильной при использовании стандартного протокола IEEE 802.15.4-2020.

·  Скорость света

Для корректной работы нашей системы сигналы должны передаваться со скоростью света. Она постоянна и составляет примерно 3x10^8 метров в секунду, поэтому мы можем быть уверены в точности вашего местоположения.

·  Сигнальный полет

Вы отслеживаете волну во время прохождения сигнала до метки и мгновенного возвращения к источнику. Вы измеряете время прохождения сигнала туда и обратно, поскольку именно так работает UWB-позиционирование в реальных условиях. Следовательно, вы игнорируете уровень сигнала и полностью концентрируетесь на времени, что позволяет нам проверить точный путь прохождения сигнала.

·  Точное время

Вам нужны точные часы, известные как Exact Timing, поскольку мы используем синхронизированные таймеры с точностью измерения до пикосекунд. Это повышает эффективность позиционирования UWB, и, кроме того, вы уменьшаете ошибки синхронизации, достигая стабильных и надежных результатов. Мы эффективно обрабатываем смещения часов, поэтому ваши данные остаются достоверными, и вы можете доверять Time-of-Flight.

Что определяет высокоточные системы позиционирования UWB?

Для успешного внедрения профессиональной системы позиционирования UWB на вашем объекте необходимы определённые технические возможности и надёжные показатели производительности. Я помню, как однажды посетил логистический центр, где менеджер чуть не расплакался из-за отказа старой системы отслеживания в разгар сезона . Согласно данным консорциума FiRa, «UWB превосходит другие технологии по точности и безопасности».  Вам нужна система позиционирования UWB с точностью до сантиметра, а мы обеспечиваем точность до 10 см.

Это определяющая характеристика качественной системы позиционирования UWB, к тому же, вам также необходима низкая задержка для отслеживания в режиме реального времени. Мы предоставляем обновления с низкой задержкой на уровне миллисекунд, что соответствует вашим ожиданиям от системы определения местоположения в режиме реального времени на базе UWB. Вам также необходима высокая производительность, поскольку наша система может обрабатывать до 30 меток одновременно в одной зоне. Это подходит для надежной системы позиционирования UWB внутри помещений , и, кроме того, вы получаете ценные 3D-данные для более глубокого анализа данных.

Мы также предоставляем функции сверхширокополосного 3D-позиционирования, отличающиеся высокой точностью, и скорость передачи данных 6,8 Мбит/с. Таким образом, вы можете эффективно отслеживать свои объекты из удалённых мест благодаря технологии G-NiceRF. Вам требовались решения сверхширокополосного позиционирования, поэтому мы предоставили мощность 500 мВт для решения этой конкретной задачи.

Почему стоит выбрать ToF, а не RSSI для позиционирования UWB?

Это одна из причин, по которой метод Time-of-Flight (ToF) окажется гораздо более надежным, чем ненадежные подходы, использующие уровень сигнала для позиционирования UWB.

·  Энергия сигнала

Вам не нужно использовать ненадёжные метрики, поскольку RSSI  использует энергию сигнала, которая сама по себе весьма ненадёжна. Это довольно изменчивая метрика, которая быстро затухает, что приводит к существенной разнице в результатах сравнения позиционирования UWB и Bluetooth. Мы используем измерение времени, поэтому вы можете игнорировать уровень сигнала, что, как я уже упоминал, действительно необходимо для надёжности. Таким образом, вы можете быть уверены в стабильности, поскольку мы не используем слабые сигналы, и вы можете полностью доверять импульсу.

·  Расчет расстояния

Вам необходимо точно рассчитать дальность, но RSSI оценивает дальность с погрешностью 1–5 м, что неприемлемо для точности. Хотя UWB-измерения обеспечивают точность до сантиметра, расчёт расстояния становится таким же простым, если вы доверяете времени пролёта. Поэтому мы обеспечиваем точность расчёта расстояния 10 см, поскольку измерение линейно и соответствует вашим потребностям.

·  Разность фаз

Вы часто сталкиваетесь с помехами сигнала, когда волны разбиваются о поверхность, создавая разность фаз, и именно здесь Bluetooth часто вас подводит. С UWB-позиционированием в помещениях это преимущество, поскольку мы используем короткие, чёткие импульсы для обеспечения чёткости. Таким образом, вы видите чёткие логические сигналы и избегаете фазовых ошибок, которые обычно возникают в других узкополосных системах. Мы устраняем потерянный сигнал, чтобы соединение оставалось надёжным даже в сложных условиях.

·  Миллиметровый уровень

Вам нужна высокая точность, поскольку RSSI — довольно грубый показатель, но сверхширокополосное позиционирование обеспечивает гораздо более точное и надежное позиционирование. Мы достигаем миллиметрового уровня, поскольку точность измерения составляет наносекунду, что очень важно для ваших данных. Кроме того, вы можете обнаруживать мельчайшие движения для поддержки автоматизации, поскольку у нас есть полоса пропускания 500 МГц. Таким образом, вы можете отслеживать мельчайшие изменения, которые другие системы могут полностью пропустить во время работы.

Как оптимизировать алгоритмы для сверхширокополосного позиционирования?

Вы познакомитесь с передовыми алгоритмическими методами, позволяющими максимально повысить точность и эффективность промышленных систем сверхширокополосного позиционирования. Вы когда-нибудь задумывались, сколько эффективности теряется из-за устаревших алгоритмов отслеживания?

–  Дальномер DS-TWR: вы используете дальномер DS-TWR, поскольку он устраняет задержку, что значительно повышает точность позиционирования UWB ваших устройств. Кроме того, мы автоматизируем ответы, обеспечивая бесперебойную работу системы без постоянного ручного вмешательства. 

-  Синхронизация TDoA: необходимо синхронизировать все часы с помощью синхронизации TDoA,  поскольку она эффективно масштабирует вашу UWB-систему определения местоположения в реальном времени. 

-  Расчёт угла атаки: вы измеряете направление принимаемых сигналов для расчёта угла атаки, что расширяет возможности 3D-позиционирования UWB. Кроме того, это помогает позиционировать UWB-дроны, для чего требуется знать точный угол входящего сигнала. 

-  Метод триангуляции: вы устанавливаете три якоря, используя метод триангуляции, поскольку он значительно улучшает отслеживание местоположения UWB в сложных условиях. Таким образом, вы можете уверенно отслеживать местоположение меток, зная, что геометрия обеспечивает высокую точность. 

-  Дрейф часов: вы контролируете погрешность времени, известную как дрейф часов, поскольку она способствует стабильности позиционирования esp32 UWB в помещении. Кроме того, мы помогаем с позиционированием Arduino UWB, чтобы гарантировать получение качественных результатов как любителям, так и инженерам. 

Сравнительные технические характеристики алгоритмов оптимизации для сверхширокополосного позиционирования!

Какая спецификация модуля соответствует вашим потребностям в позиционировании UWB?

Вы определите точные аппаратные характеристики модуля UWB3000F27, соответствующие вашим функциональным потребностям в сверхширокополосном позиционировании. Как отмечают отраслевые эксперты Allied Market Research, «Спрос на системы определения местоположения в реальном времени обусловлен высокой точностью и низким энергопотреблением».

·  Мощность 500 мВт

Вам нужен самый сильный сигнал, поэтому мы поддерживаем мощность 500 мВт, также известную как 27 дБм. Сигналы передаются очень далеко, что позволяет вам успешно осуществлять сверхширокополосное позиционирование на открытом воздухе. Вы сможете преодолевать препятствия, поскольку мы используем усилители мощности (PA) для усиления сигнала. Таким образом, ваш сигнал уверенно проходит по сложным трассам и покрывает большие площади. Мы обеспечиваем надежные соединения, которые гарантируют вам связь даже на границе сети.

·  Модуль UWB3000F27

Вы сделаете правильный выбор, выбрав модуль UWB3000F27,  поскольку он построен на надежном чипе DW3000. Это лучший из доступных модулей позиционирования UWB, а также он оснащен малошумящим усилителем (МШУ) для лучшего приема. Это повышает чувствительность, а мы упрощаем интеграцию схем, экономя время на проектирование. Таким образом, вы ускоряете развертывание и выводите свою продукцию на рынок гораздо быстрее, чем раньше.

·  Дальность 1 км

Вам требуется большая дальность связи, и мы предлагаем диапазон 1 км для ваших проектов. Он работает на открытой местности и определяет максимальную дальность позиционирования UWB, которую вы можете ожидать. Вы также можете легко отслеживать объекты на большом расстоянии, используя более низкую скорость 850 кбит/с. Это значительно увеличивает дальность связи, позволяя отслеживать большие площади без потери сигнала.

·  Интерфейс UART

Вы получаете простоту подключения благодаря нашему интерфейсу UART, который отлично взаимодействует с микроконтроллерами. Это удобство подходит для решений позиционирования UWB, а также позволяет легко передавать последовательные данные. Мы обеспечиваем скорость 115200 бит/с, что позволяет вам полностью контролировать модуль. В результате достигается лёгкая интеграция и значительно упрощается проектирование оборудования.

·  Шифрование AES-128

Вы получаете возможность защиты данных благодаря нашему шифрованию AES-128  . Это защищает ваши данные и блокирует передачи, что необходимо для безопасного отслеживания местоположения UWB. Кроме того, вы получаете защиту от несанкционированного изменения данных, поскольку мы соблюдаем требования IEEE по безопасности. Это означает, что ваша сеть защищена, и вы можете положиться на G-NiceRF в вопросах сетевой безопасности. Мы стремимся к защите данных, чтобы вы всегда могли доверять нам.

Как позиционирование UWB преодолевает сложные многолучевые помехи?

Вы поймете, как технология позиционирования UWB использует короткие импульсы для фильтрации отраженных сигналов в сложных условиях.

·  Неперекрывающиеся импульсы

Вы посылаете отдельные короткие пакеты, которые представляют собой неперекрывающиеся импульсы, поскольку они не перекрываются во времени. Это полезно для точного позиционирования сверхширокополосных сигналов, кроме того, отражения приходят позже. Вы видите прямой путь, поскольку для ясности мы используем импульсы длительностью 2 нс. В результате вы можете разделять сигналы и избегать путаницы в данных. Чёткость сигнала гарантирует точность и достоверность измерений.

·  Плотная среда

Вы работаете на фабриках с плотной застройкой, где датчики часто отражаются от металлических поверхностей. Именно с этим отлично справляется система позиционирования в помещении, использующая сверхширокополосную связь (UWB), поскольку мы дополнительно фильтруем отражения. Вы получаете сигнал первого пути, поскольку мы отсекаем поздние эхо-сигналы, вызывающие ошибки. Таким образом, набор данных чистый, а цифровые объекты отслеживаются точно и без помех.

·  Отражение сигнала

Вы сталкиваетесь с отражениями от стен, известными как отражение сигнала, но мы избегаем путаницы в узких полосах. Системы позиционирования на основе сверхширокополосной связи (UWB) невосприимчивы к этому, поскольку мы определяем время сигнала. Мы помогаем вам определить источник сигнала, и, более того, эффективно подавляем многолучевое распространение. Мы используем широкий спектр, чтобы гарантировать высокую точность каждого измерения. Вы можете быть уверены в точном местоположении, поскольку технология разработана для устранения этих отражений.

·  Пропускная способность канала

Вы передаёте данные, определяющие пропускную способность канала, и для этого выделяется полоса пропускания 500 МГц. Это расширяет возможности сверхширокополосного позиционирования внутри помещений, и, кроме того, вы можете передавать больше данных с меньшими усилиями. Поддержка высоких скоростей делает связь для вашей команды более устойчивой и надёжной. Вы поддерживаете постоянный поток данных, а мы обеспечиваем постоянную надёжность соединений друг с другом.

·  Временная область

Вы дискретно измеряете время во временной области, а мы определяем, какой сигнал прибыл. Именно это делает возможным сверхширокополосное позиционирование, поскольку частота здесь не играет роли. Вы концентрируетесь на синхронизации, а мы достигаем наносекундной точности решения задачи. Таким образом, вы используете физические законы для решения проблем с помехами, которые досаждают другим беспроводным технологиям.

Часто задаваемые вопросы!

Здесь мы отвечаем на наиболее распространенные вопросы, которые могут у вас возникнуть в связи с развертыванием технологии позиционирования UWB и ее использованием в ваших конкретных бизнес-приложениях.

Является ли точность 10 см стандартом для UWB?

Да, 10 см — это стандарт, поскольку сантиметровая точность сверхширокополосных сигналов (UWB) заложена в используемых нами методах измерения времени пролёта. Кроме того, мы тщательно калибруем модули, чтобы вы получали точные данные, обеспечивающие надёжное позиционирование сверхширокополосных сигналов (UWB).

Увеличивает ли мощность 500 мВт радиус действия до 1 км?

Да, дальность связи увеличена за счёт мощности 500 мВт, обеспечивающей дальность до 1 км. Сигнал работает на открытом пространстве, а при использовании UWB3000F27 проникающая способность также увеличивается.

Поддерживает ли чип DW3000 канал 5?

Да, он поддерживает канал 5, работающий на частоте 6489,6 МГц, и имеет встроенный DW3000. Кроме того, он соответствует стандартам, поскольку IEEE 802.15.4-2020 используется во всем мире для обеспечения совместимости.

Могут ли сверхширокополосные сигналы проникать через сплошные стены?

Да, стены проходимы, поскольку для эффективного преодоления препятствий используется мощность 27 дБм. Дальность действия немного уменьшается, поэтому мы рекомендуем использовать сигнал в пределах прямой видимости, но он всё равно превосходит Wi-Fi для сверхширокополосного позиционирования в помещениях.

Сколько тегов работает с одним якорем?

Множество меток работают одновременно, поскольку можно подключить до 30 меток и обмениваться данными с тремя якорными узлами. Кроме того, высокая пропускная способность достигается за счёт использования временных интервалов для отслеживания нескольких объектов.

Заключение

К настоящему моменту вы должны понимать, насколько важно избавиться от догадок благодаря нашим надежным бизнес-решениям. Вы можете выбрать надежную  технологию сверхширокополосного позиционирования (UWB) для оптимизации задач и исключения дорогостоящих ошибок. G-NiceRF  поддерживает всю вашу команду, помогая вам повысить производительность. Посетите наш сайт прямо сейчас, чтобы приобрести наши интеллектуальные модули и добиться ощутимого успеха.