UWB Tracker: пошаговое руководство к безупречной интеграции!

Введение

Технология UWB Tracker  позволяет отслеживать ваши ценные активы в режиме реального времени там, где стандартная GPS часто не справляется. Точные и надёжные данные для обеспечения безопасности ваших активов — серьёзная проблема? Мы разработали надёжное решение для вашего завода, которое обеспечит вам реальный контроль. Благодаря более высокой скорости вы сможете ускорить работу, поэтому доверьтесь нашим проверенным системам.

Почему UWB-трекер так важен для точности?

У вас определённо есть ценное оборудование или важные устройства, за которыми нужно следить, а в некоторых случаях ваши устройства могут даже содержать критически важные данные. Вы, вероятно, уже наладили системы, но даже самые лучшие требуют точности и отслеживаемых устройств для оптимальной работы. Используя UWB-трекер, вы можете легко добиться минимальной точности — примерно от 10 до 30 сантиметров.

С помощью трекера G-NiceRF UWB мы гарантируем отслеживаемые и надежные данные для ваших операций. Мы разработали трекер UWB для ваших активов, чтобы вы были спокойны за отслеживаемое местоположение и могли свободно решать свои задачи. Устаревшие сигналы не будут мешать работе трекера UWB, а его интеграция с вашими устройствами безопасности обеспечит вам надежный набор сигналов безопасности.

По данным компании Rohde & Schwarz, «технология сверхширокополосной связи (UWB) меняет подход к подключению, предоставляя уникальные возможности точного определения местоположения и безопасного диапазона».

Определение архитектуры промышленного UWB-трекера!

Мощная сеть состоит из трёх компонентов: метки, прикреплённой к движущемуся объекту, базовой станции, прикреплённой к неподвижному объекту, и модуля, вычисляющего местоположение. G-NiceRF UWB650 — лучший выбор для мобильных меток, поскольку возможность отслеживания активов с помощью сверхширокополосной связи (UWB) бесценна для сложной логистики. Одна метка взаимодействует с тремя триангуляционными станциями, что позволяет получать данные о местоположении в режиме реального времени.

Устройство Qorvo DW3000 обеспечивает отличную аппаратную производительность, а сетевой уровень передает данные. Кроме того, порты UART  позволяют подключать периферийные устройства, что обеспечивает мгновенное масштабирование, в частности, до метки UWB-трекера.

Правильное выполнение этапа установки оборудования!

Для поддержания работоспособности системы слежения UWB пользователю необходимо соблюдать правила установки, поскольку неправильная установка оборудования негативно влияет на производительность системы. Это может привести к изменению местоположения базовой станции, поэтому строго соблюдайте эти правила.

·  Режим «ведущий-ведомый»

Первое, что необходимо сделать, — это назначить роли, где одна базовая станция будет ведущей, а остальные — ведомыми. Это наиболее оптимальная конфигурация для предотвращения конфликтов данных. При отсутствии конфликтов данных ведущая станция будет координировать все данные отслеживания UWB внутри помещений  . Связь между базовыми станциями организована, и G-NiceRF UWB650  обрабатывает эту логику, обеспечивая стабильные данные о дальности.

·  Расстояние 30 см

Необходимо держаться подальше от металлических предметов, поэтому станции следует устанавливать на расстоянии не менее 30 см друг от друга, поскольку стены отражают сигналы, а металл препятствует радиочастотным волнам. Вы создали свободную зону, которая обеспечивает безопасность антенны, и этот зазор важен, поскольку он минимизирует расстройку сигнала. Вашему UWB-трекеру необходимо пространство, поскольку близкое расположение приводит к ошибкам в целостности сигнала.

·  Треугольная область

Вы создаете треугольник, используя три базовые станции, поскольку эта форма важна для поддержки математической триангуляции. Разместите их так, чтобы метка находилась внутри, что является наилучшим способом отслеживания местоположения с помощью сверхширокополосной связи (UWB) . Не размещайте их в линию, поскольку линейные линии приводят к ошибкам, а мы подтвердили, что такая форма предотвращает ошибки. Такая конфигурация гарантирует надежное покрытие и позволяет получать точные данные.

·  Расстояние 45 м

Распределите их равномерно и расположите станции на расстоянии 45 м друг от друга, поскольку это максимально возможное расстояние. Этот подход работает на открытых пространствах, но препятствия сокращают расстояние, поэтому необходимо учитывать окружающую среду. Мы подтвердили это расстояние, поскольку оно гарантирует надёжное соединение, и ваш UWB-трекер будет оставаться на связи. Превышение этого расстояния рискованно, поскольку ограничивает бюджет канала связи.

·  Ориентация антенны

Вы выстраиваете антенны в линию и направляете их панелями друг к другу, поскольку поляризация здесь важна. При несовпадении углов происходит потеря мощности, поэтому антенны устанавливаются вертикально. Так достигается наилучший сигнал, и мы создали антенну именно для этой цели, поскольку для неё требуется прямая видимость. Здесь не должно быть слепых зон, а оптимальный сигнал достигается за счёт правильного выравнивания, что улучшает приём.

Протоколы установки и настройки UWB-трекера!

Сравнение методов позиционирования ToF и TDoA!

Выбор правильных методов зависит от времени и углов, поэтому мы уточняем технические детали.

·  Диапазон DS-TWR

Вы реализуете двусторонний контроль дальности от устройства, куда это устройство посылает импульс. Станция отвечает мгновенно, и мы измеряем расстояние туда и обратно, что обеспечивает высокую точность. Этот режим лучше всего подходит для UWB-трекера кошельков, поскольку позволяет получать точные данные. Строгая синхронизация не требуется, и хотя этот режим более энергозатратен, вы получаете более надежные данные, и мы полностью поддерживаем его.

·  Разница во времени

Разница во времени измеряется, поскольку сигналы достигают станции разными способами. Разница во времени используется для расчета местоположения, то есть TDoA, и этот подход наиболее подходит для трекера UWB-карт. Экономия заряда батареи метки достигается за счет того, что метка только передает данные, но не принимает их. Этот подход наиболее рекомендован для масштабирования, поскольку TDoA отлично подходит для обработки большого количества пользователей, однако при этом требуется синхронизация часов.

·  Время полета

Вы полагаетесь на скорость сигнала, поскольку знаете, что он распространяется со скоростью света. Мы измеряем этот полёт во времени, разумеется, потому что важна высокая точность. Это должно мгновенно дать вам расстояние, а чип DW3000 работает быстро, поэтому вы можете доверять физике.

·  Трехточечная плоскость

В этом примере мы используем плоскости и получаем координаты в областях, создаваемых тремя станциями по периметру триангулированной позиции. Затем мы вычисляем их координаты X и Y, а для большей точности мы расширяем вкладки местоположения для работы с приложениями Android для точного поиска. Для этого нам нужен набор координат, который мы используем для трилатерации, а затем мы получаем конкретное местоположение и вычитаем путь, что отлично работает на двухмерных планах этажей.

·  Синхронизация часов

Для большей точности мы хотим, чтобы станции были выровнены, поэтому якоря должны быть синхронизированы в одной плоскости одновременно. Для этого мы устанавливаем одни главные часы, поскольку эта система слежения UWB очень чувствительна ко времени, и речь идёт о миллисекундной точности.

Затем якоря UWB синхронизируются с интервалами, и мы разработали эту систему с расчетной точностью в наносекунды, чтобы избежать ошибок синхронизации и получать достоверные данные о местоположении. Вы когда-нибудь задумывались, сколько производительности теряется, когда один погрузчик пропадает на складе площадью 50 000 квадратных футов?

UWB-трекер против WiFi: анализ устойчивости к многолучевому распространению!

UWB — главный конкурент Wi-Fi в этом направлении, и UWB также справляется с отражениями сигнала, которые часто встречаются в промышленных условиях. Нельзя отрицать, что UWB доминирует в этом аспекте, как и во многих других.

·  Многолучевое замирание

Это особенно актуально, учитывая высокую частоту возникновения мёртвых зон, а также то, что Wi-Fi является стандартом, но когда сигналы отражаются от металла, их каналы становятся непроходимыми для Wi-Fi. Сверхширокополосная технология использует широкую полосу пропускания для предотвращения этого, а также технологию коротких импульсов, которая посылает сигналы столько раз, сколько необходимо. Приходящее позже эхо классифицируется цифровым способом как сигнал отскока, что позволяет установить Wi-Fi в пределах интервала короткого импульса. Мы различаем эхо и UWB, что позволяет поддерживать стабильное соединение, в то время как Wi-Fi предназначен для фильтрации шума, обеспечивая высокостабильное соединение.

·  Полоса пропускания 500 МГц

Работая с Wi-Fi, вы словно имеете дело с узким каналом, где данные могут легко засориться и стать узким местом, поскольку все пользователи имеют широкую полосу пропускания и борются за узкий канал. В отличие от этого, полоса пропускания превышает 500 МГц, и это чрезвычайно широкий канал, по которому мы можем направлять и передавать данные, не создавая узких мест. Вы получаете повышенную пропускную способность и надежность.

·  Плотность сигнала

Чем больше фабрик, тем больше помех, поэтому мы снижаем плотность мощности настолько, что она практически неотличима от окружающего шума. Мы можем работать с Bluetooth без каких-либо помех, а другие системы заглушаются, чтобы наш UWB-трекер Bluetooth мог достичь оптимальной производительности. Вы получаете чистую сеть, пока мы работаем вместе.

·  Спектральная дисперсия

Мы считаем, что ваша энергия должна быть максимально рассеяна, поскольку это повышает её безопасность и значительно затрудняет перехват. Чтобы скрыть сигнал от узкополосных систем, мы его потеряем, поэтому мы помогаем UWB Bluetooth-трекеру, чтобы пользователи Android могли сохранять конфиденциальность своих коммуникаций, пока мы защищаем их. Физические процессы в системе, естественно, работают на вас.

·  Проникновение через препятствия

Некоторые материалы действительно могут блокировать сигналы, но для нас это не имеет значения, поскольку частота сигнала у нас ниже, чем у Wi-Fi. У нас более высокие частоты для стабильного отслеживания, поэтому вы можете отслеживать даже сквозь ящики, а с помощью UWB-трекера вы можете поддерживать связь без потери соединения. Это распространённая проблема, но мы её решили.

Максимизируйте эффективность за счет высокоскоростной передачи данных!

Вам необходимо быстрое обновление данных, поскольку медленные сети приводят к авариям, поэтому мы обеспечиваем быструю промышленную связь.

§  Скорость 6,8 Мбит/с: Вы быстро передаёте данные, потому что мы поддерживаем скорость 6,8 Мбит/с. Лучший UWB-трекер для Android нуждается именно в этом. 

§  850 Кбит/с: Вы выбираете большую дальность, потому что 850 Кбит/с расширяет зону покрытия. Ваш UWB-трекер теперь экономит заряд батареи. 

§  1000 пакетов: Вы отправляете частые обновления, потому что мы обрабатываем 1000 пакетов в секунду. UWB-трекер на Android обновляется мгновенно. 

§  Потенциал Гбит/с: вы планируете рост, поскольку UWB поддерживает скорости в Гбит/с. Ваша сеть UWB-трекеров рассчитана на будущее. 

§  Реакция за миллисекунды: вам нужна мгновенная реакция, поскольку определение дальности занимает 25 миллисекунд. Мы обеспечиваем оповещения о безопасности в режиме реального времени. 

Защитите свою сеть с помощью расширенного шифрования!

Вам необходимо защищать данные, поскольку хакеры атакуют промышленные сети, поэтому мы внедряем стандарты шифрования военного уровня.

·  Шифрование AES-128

Вы защищаете свои данные, потому что мы используем стандарты AES-128 военного уровня. Хакеры не смогут их прочитать, поэтому ваш UWB-трекер остаётся в безопасности, а несанкционированный доступ заблокирован. Мы интегрировали это оборудование, поэтому оно не замедляет работу, обеспечивая вам скорость и безопасность. Кража данных невозможна, поэтому вы доверяете этому протоколу.

·  1023 байта

Вы отправляете большие пакеты с командами управления, хорошо подходящими для потоков данных отслеживания UWB. Вы отправляете достаточно данных, больше, чем поддерживается (1023 байта), хотя шифрование немного уменьшает их. Мы оптимизировали полезную нагрузку, состоящую из критически важной информации, и пропускной способности достаточно для выполнения сложных задач. Мы также добавляем, что система остаётся надёжной.

·  Идентификатор группы

Вы разделяете сеть, назначая идентификатор группы (Group ID), благодаря чему разговаривают только участники группы, предотвращая перекрёстные помехи. Вы управляете несколькими зонами, на которых UWB-трекер фокусируется, игнорируя внешние метки. Это упрощает управление сетью при организации парка устройств и снижает уровень шума в канале, что приводит к логическому разделению.

·  Идентификатор устройства

Вы идентифицируете каждое устройство, и каждому модулю присваивается идентификатор, который позволяет вам знать, кто с ним общается. Эта связь обеспечивает индивидуальную коммуникацию, а мы обеспечиваем очень точное отслеживание ваших меток. Ваше общение транслируется, обеспечивая вам полный контроль над запасами. Мы предоставляем вам полный контроль, гарантируя каждому устройству уникальный идентификатор.

·  Безопасный UART

Вы управляете оборудованием, потому что мы используем интерфейсы UART  . Вы настраиваете параметры безопасности, и интерфейс надёжен. Внешние атаки здесь невозможны, поэтому ваш UWB-трекер подчиняется вам. Мы создали надёжную прошивку, поэтому вы обновляете её через последовательный порт, и система остаётся актуальной. Вы сохраняете полный контроль.

Как утверждают отраслевые эксперты Sewio, «UWB — единственная технология, способная охватить все варианты использования — от отслеживания активов до контроля доступа — с помощью единой инфраструктуры».

Часто задаваемые вопросы!

У вас есть технические вопросы, а у нас есть инженерные ответы, поэтому вот часто задаваемые вопросы о наших модулях.

Улучшает ли частота канала 5 проникновение сигнала?

Да, дальность связи увеличивается, поскольку канал 5 работает на частоте 6489,6 МГц. Он хорошо проникает сквозь препятствия, и мы выбрали этот диапазон из-за его стабильности. Отслеживание ваших объектов UWB улучшается, поскольку высокие частоты затухают быстрее. Этот диапазон обеспечивает баланс физических характеристик, и вы получаете надежную связь внутри помещений, поскольку мы его всесторонне протестировали.

Какова максимальная поддерживаемая скорость передачи данных?

Вы получаете высокую скорость благодаря последовательному порту со скоростью 115 200 бит/с. Это обеспечивает быструю передачу данных и позволяет подключать устаревшие устройства. Интеграция проходит гладко, и мы гарантируем отсутствие узких мест. Ваш хост-процессор работает быстро, а выгрузка данных эффективна. Вы поддерживаете высокую скорость системы, поскольку мы отдаём приоритет потоку данных.

Могут ли три базовые станции отслеживать тридцать меток?

Да, пропускная способность обеспечивается, поскольку три станции обрабатывают 30 меток. Они обмениваются данными одновременно, и мы оптимизировали временные интервалы. Вы масштабируете систему, и отслеживание объектов UWB становится простым. Вы контролируете весь парк, а сеть управляет трафиком. Вы получаете бесперебойные обновления, поскольку мы поддерживаем многометговые среды.

Регулируется ли выходная мощность на модулях?

Да, вы управляете мощностью, поскольку UWB3000F27 программируется . Вы настраиваете радиус действия, и снижение мощности экономит заряд батареи. Более высокая мощность достигает 1,5 км, обеспечивая вам гибкость. Вы подстраиваетесь под место, что упрощает соблюдение нормативных требований. Вы оптимизируете бюджет канала связи.

Снижают ли короткие импульсы риск многолучевых помех?

Да, физика гласит, что импульсы длительностью порядка наносекунд не могут перекрываться. Эхо поздних сигналов игнорируется приёмником, и мы используем этот принцип. Что такое UWB-отслеживание, если оно не точное? Непрерывные волны, однако, запутываются, но G-NiceRF UWB устраняет эту проблему. Чистые сигналы гарантируют надёжность данных.

Заключение

Теперь вы знаете, насколько точны измерения, ведь мы обеспечиваем точность до сантиметра. Вашему предприятию необходимы точные данные, чтобы избежать сбоев на высоких скоростях. Безопасность вашей сети должна быть абсолютно надёжной. Для достижения успеха установите на своём предприятии UWB-трекер G-NiceRF  . Мы с гордостью поддерживаем ваши разработки.