UWB-отслеживание или Bluetooth: что лучше для данных?

Введение

Часто теряете ценные товары на складе? Устаревшие системы отслеживания сегодня уже неэффективны. Мы предлагаем лучшие решения для предоставления вам данных в режиме реального времени. Сверхширокополосное отслеживание  — оптимальное решение для современных задач. Мы производим чипсеты в G-NiceRF, поэтому вы можете положиться на наш опыт и помочь своей команде работать эффективно.

Чем отличается UWB-отслеживание от стандартного Bluetooth?

Представьте себе финансовую потерю критически важной паллеты на загруженном складе. Такая ситуация довольно распространена в современной отрасли. Старые системы GPS и Bluetooth-маяки  часто выходят из строя в помещениях из-за блокировки сигналов. Это серьёзная проблема для менеджеров, которым необходим полный контроль. Сверхширокополосное отслеживание — лучшее решение этой проблемы благодаря своей надёжности.

Системы слежения UWB передают большой объём данных, которые могут быть использованы в различных областях. В G-NiceRF мы предлагаем экспертные знания в области производства этих сложных UWB-систем для вас. Мы обладаем глубокими знаниями о необходимом вам оборудовании. Вы можете быть уверены в надёжности и точности нашего решения.

Понимание технологии слежения UWB и ее базовой механики!

·  6489,6 МГц

Технология UWB-слежения в этом высокочастотном диапазоне обеспечивает более высокую скорость. Частота 6489,6 МГц подобна скоростной полосе на шоссе. Она позволяет избежать пробок на 2,4 ГГц, замедляющих Wi-Fi. Ваши данные передаются свободно, без задержек и потерь пакетов.

Это обеспечивает быструю передачу данных по выбранному каналу и стабильную передачу без помех. Почему это важно? Потому что некоторые операции чрезвычайно критичны, и для обеспечения безопасности требуется высокая надежность. В этом и заключается суть технологии отслеживания UWB: она быстрая и без помех.

·  Временная область

Сверхширокополосное отслеживание основано на измерении времени, а не уровня сигнала. Расчет скорости света на основе точных наносекундных измерений обеспечивает точные измерения расстояния каждый раз, что делает этот подход во временной области поистине превосходным. Результаты предоставляются мгновенно и доступны в любое время.

·  Импульсное радио

Передатчик каждую секунду посылает миллиарды радиоимпульсов. Каждый потрескивающий наносекундный импульс энергии эффективен и экономит заряд батареи. Несмотря на отсутствие непрерывных волн, резкие импульсы прорезают окружающий шум, определяя технологию и обеспечивая чёткий сигнал каждый раз.

·  Точность 10 см

Благодаря этой технологии точность системы в полевых условиях поистине поразительна. Система обеспечивает постоянную точность до 10 см и имеет решающее значение для автоматизации роботизированных процессов . Вы точно знаете, куда направлять роботов, чтобы избежать дорогостоящих столкновений и при этом сохранить максимальную эффективность.

Для сравнения, стандартная система предоставляет данные только с точностью до метра, а данных на уровне сантиметров достаточно, чтобы преобразовать вашу повседневную работу. Однажды я видел заводской цех, где погрузчики перестали сталкиваться просто потому, что перешли на такой уровень точности.

·  Чипсет DW3000

Вы можете воспользоваться преимуществами современного чипсета DW3000 в наших модулях. G-NiceRF взаимодействует с технологией Qorvo для достижения наилучших результатов. Это новейшая версия чипсета Qorvo, оптимизированная для всего мира и поддерживающая стандарт IEEE 802.15.4z. 

Этот чип многофункционален, мощен и энергоэффективен для всех ваших устройств. Он легко справляется с сложными задачами и быстро обрабатывает данные. Он легко встраивается и интегрируется в различные проекты, являясь золотым стандартом для отрасли. С этим чипом ваше устройство будет работать оптимально и эффективнее.

Технические характеристики и сравнение механики слежения UWB!

UWB-отслеживание против Bluetooth: анализ точности позиционирования!

·  Сантиметровый уровень

Технология отслеживания местоположения UWB отслеживает местоположение с точностью до миллиметра, обеспечивая точные координаты. При прямом позиционировании, например, по Bluetooth, точность ограничена метровым уровнем, что не всегда точно. Технология отслеживания UWB отслеживает данные о местоположении с точностью до сантиметра на протяжении всего процесса.

Разница существенна, что меняет правила игры для вашего бизнеса. Вы сможете уверенно отслеживать, например, небольшие предметы и управлять погрузчиками. Высокая точность отслеживания исключит возможность ошибки, а следовательно, повысится эффективность ваших процессов, а беспроводные технологии упростят этот процесс.

·  Ошибка 1-5 м

Технология Bluetooth  для отслеживания, по сути, гарантирует уровень погрешности определения местоположения от 1 до 5 метров. Это крайне проблематично и потенциально опасно для работы крупногабаритного и тяжёлого оборудования. Ваши процессы автоматизации создадут серьёзные проблемы безопасности, поскольку сигнал имеет тенденцию к колебаниям, превышающим допустимые уровни. Это также приводит к полной потере сигнала, часто в критический момент. Технология отслеживания UWB навсегда решит эту проблему. Вы получите больше контроля и точности отслеживания, а также значительно повысите безопасность.

·  Ограничения RSSI

Метод идентификации никогда не бывает идеальным, и одним из основных факторов является попытка отслеживания человека с помощью индикации уровня принятого сигнала (RSSI).  Этот метод крайне несовершенен, когда речь идёт об альтернативах отслеживанию местоположения на основе сверхширокополосной связи (UWB). Стены легко блокируют сигнал RSSI, и его уровень непредсказуемо падает. Это приводит к ложным показаниям, а данные становятся очень слабыми и нестабильными.

В профессиональной среде этому не стоит доверять. Однако UWB полностью устраняет проблему использования RSSI в качестве метода позиционирования. Как утверждают отраслевые эксперты Qorvo, «UWB обеспечивает уровень точности и безопасности, недоступный другим технологиям».

·  Миллиметровое разрешение

В некоторых случаях при работе с UWB-системой возможно достижение миллиметрового разрешения. Но даже в этом случае оптимальная система отслеживания UWB должна быть высокого качества. Для эффективной работы технология должна быть на самом высоком уровне. Начинается измерение чрезвычайно точных движений, и уровень инженерных разработок, задействованных в этом, очень высок. Границы отслеживания значительно расширяются, и ни одна другая беспроводная технология не может приблизиться к уровню точности, достигаемому с помощью UWB. Она совершенствуется в зависимости от уровня обрабатываемых данных.

·  Уровень сигнала

При работе с Bluetooth-устройствами используется переменная мощность сигнала, и он довольно слабый, в отличие от технологии UWB, которая использует времяпролётный метод (ToF). Это очень надёжный метод передачи сигнала, позволяющий получать одни и те же стабильные результаты каждый день, не беспокоясь о затухании сигнала или других распространённых проблемах. Данные остаются точными и достоверными, что особенно важно для бизнеса.

Почему UWB-слежение обеспечивает превосходные возможности защиты от помех?

Металлические склады создают многолучевое замирание сигнала из-за сильных отражений от стен. Wi-Fi может испытывать трудности в таких ситуациях из-за отражения сигнала. Решения UWB-отслеживания  решают эти проблемы, поскольку используют короткие импульсы. Они используют сверхкороткие импульсы длительностью 2 наносекунды, разнесённые во времени. Прямой сигнал легко идентифицируется аппаратным обеспечением приёмника.

Приёмник способен отфильтровывать искаженные эхо-сигналы от стен. Местоположение определяется мгновенно, без каких-либо задержек в системе. Помехи не представляют проблемы для этой надёжной беспроводной технологии. Полоса пропускания 500 МГц также способствует сохранению чистоты сигнала. Она способна рассеивать энергию и постоянно поддерживать стабильную связь. Даже в сложных условиях отслеживание объектов с помощью сверхширокополосной связи возможно и эффективно. Система надёжна, и вы можете доверять данным.

Основные типы алгоритмов, используемых в системах позиционирования!

·  Алгоритм TDoA

Этот алгоритм используется для масштабирования крупных операций. Это сокращение от Time Difference of Arrival (разница во времени прибытия). Для корректной работы базовые станции должны быть синхронизированы. Метка UWB-трекера посылает один импульс, и все станции принимают его одновременно.

Это экономит заряд батареи и идеально подходит для отслеживания UWB RTLS на крупных заводах. Этот метод позволяет отслеживать тысячи меток. Ваша сеть эффективно управляет трафиком и предотвращает перегрузки.

·  ToF-ранжирование

При простом измерении расстояния время прохождения сигнала используется для измерения расстояния между двумя точками. Для измерения расстояния сигнал посылается на цель, которая отвечает сигналом. Измеряя общее время прохождения сигнала между целью и датчиком и обратно, можно измерить расстояние и получить точные данные о координатах датчика и цели на местности. Синхронизация часов не имеет значения, поскольку отсчёт времени можно приостановить. Настройка прибора проста для рейнджера и остаётся таковой.

·  Расчет AoA

Для точного определения направления необходимо рассчитать угол прихода сигнала. Необходимо тщательно рассчитать градусы прихода и фазу сигнала. Направление мгновенно определяется оборудованием приёмной станции. Угол измеряется одной станцией вместе с другими координатами, а затем на основе комбинированного измерения расстояния вычисляется мгновенное двумерное местоположение. Сокращение требуемого оборудования делает общую схему более рентабельной.

·  Метод триангуляции

Метод триангуляции, который вы используете, — наиболее распространённый. Есть три фиксированных анкера, вокруг которых будут нарисованы окружности. Пересечение окружностей и будет точкой назначения, хотя требуется правильная геометрия. Установка крайне важна для корректной работы. Для надёжного позиционирования необходима прямая видимость, что является наиболее важным фактором для заданной геометрии.

·  Схемы PDoA

Схемы PDoA должны использоваться для обеспечения универсальности вашего приложения. Они просто измеряют время прибытия сигнала и другие координаты для определения конечного пункта назначения, используя разность фаз для точного и быстрого определения местоположения цели. Наряду с другими координатами, используемыми для измерения безопасного входа, обработанные данные будут более точными и уточненными.

Реальные сценарии использования высокоточного управления активами!

-  Промышленная автоматизация: используйте отслеживание активов UWB для высокоточного управления промышленной автоматикой на заводах. 

-  Мониторинг персонала: повышение безопасности за счет мониторинга персонала в режиме реального времени на производственных предприятиях. 

-  Навигация AGV: используйте точные навигационные данные AGV для направления роботов по проходам. 

-  Asset Logistics: система отслеживания UWB в помещениях  для Asset Logistics помогает значительно улучшить складские потоки. 

-  Smart Healthcare: мгновенное определение местоположения устройств в многофункциональных учреждениях Smart Healthcare. 

Как выбрать подходящий именно вам модуль?

·  Потребляемая мощность

Для трекера UWB-карт требуется очень низкое энергопотребление. Модуль работает в режиме ожидания при токе в несколько микроампер, что значительно продлевает срок службы аккумулятора. Он работает месяцами, а значит, его не нужно часто заряжать, что важно для носимых устройств. Вы эффективно экономите энергию, и устройство дольше остаётся активным, что оценят ваши пользователи. Вы когда-нибудь задумывались о том, сколько времени тратится на зарядку устройств?

·  Простота интеграции

Допустим, вы хотите создать для своих клиентов Android UWB-трекер. Предлагаемые нами модули просты в использовании для инженеров. Они работают со стандартными интерфейсами SPI, что позволяет быстро подключать их, а прошивка поставляется в готовом виде. Это сокращает время разработки, ускоряет выпуск продукта и позволяет адаптировать его к требованиям вашей печатной платы, что, в свою очередь, упрощает инженерную часть.

·  Дальность связи

Вы конкурируете с обычным UWB-трекером Samsung на рынке? Вам нужна большая дальность связи, чтобы обойти конкурентов. Наши мощные модули обеспечивают дальность связи до 1,5 км на открытом пространстве. Это прямая видимость без помех. Благодаря такому радиусу действия вы легко покрываете большие площади. Использование меньшего количества точек опоры экономит ваши инфраструктурные расходы. Вы получаете надежную связь по всей территории. Ваша сеть эффективно охватывает большую территорию.

·  Пропускная способность сети

Возможно, вам потребуется развернуть для клиента систему UWB-трекинга, состоящую из плиток. Для обработки трафика требуется высокая пропускная способность сети. TDoA — наиболее эффективный метод для обработки нескольких меток одновременно. Время передачи данных очень короткое, что позволяет избежать коллизий сигналов в эфире. Сеть плавно масштабируется, и вы можете отслеживать каждый объект. Система растёт вместе с вами, и ваш бизнес развивается без ограничений.

·  Экономическая эффективность

Вам нужен UWB-трекер с оптимальным соотношением цены и качества, и вы сравниваете стоимость компонентов. Обычные UWB-трекеры с простыми компонентами, такие как Google UWB Tracker или Motorola UWB Tracker, могут показаться хорошим вариантом. Однако G-NiceRF — ваш лучший выбор, поскольку вы получаете высокопроизводительное оборудование, не выходя за рамки бюджета. С UWB-трекером на базе кошелька вы легко справитесь.

Как сообщает MarketsandMarkets, «прогнозируется значительный рост рынка UWB за счет экономически эффективного внедрения промышленного Интернета вещей».

Часто задаваемые вопросы!

Какова максимальная дальность действия UWB-модулей ?

Радиус действия сигнала составляет 1,5 км благодаря мощному модулю, который мы предоставляем. Стандартные модули обычно достигают 60 м. Необходимо заранее ознакомиться с характеристиками, поскольку окружающая среда имеет большое значение. Стены значительно ограничивают радиус действия, поэтому необходимо тщательно продумать сетку. Открытое пространство обеспечит наилучшие результаты и большую дальность.

Поддерживает ли UWB безопасное шифрование данных?

Система поддерживает шифрование AES128 для обеспечения безопасности. Какие данные отслеживает UWB? Они безопасны и конфиденциальны для пользователей. Вы предотвращаете атаки хакеров, использующих спуфинг. IEEE 802.15.4z добавляет уровни безопасности. Ваши данные о местоположении в безопасности. Хакеры не смогут подделать сигнал. Вы доверяете соединению, и ваши личные данные в безопасности.

Сколько тегов могут обрабатывать базовые станции?

Вы можете обрабатывать тысячи тегов одновременно. Частота обновления — определяющий фактор пропускной способности. TDoA очень эффективен для этого. Вы можете самостоятельно настроить частоту мерцания. Медленное мерцание позволяет обрабатывать больше тегов, быстрое — меньше. Вы можете настроить её в соответствии со своими потребностями. Система гибкая и масштабируется по мере необходимости.

Какой ток в спящем режиме необходим для модулей?

В нашем оборудовании используется очень низкий ток в режиме сна. Он эффективно находится в диапазоне микроампер. Ваш аккумулятор прослужит очень долго. Устройство очень быстро просыпается при необходимости. Перед тем как вернуться в режим сна, оно посылает короткий импульс. Вы очень эффективно управляете энергопотреблением. Это очень эффективная конструкция, что снижает затраты на обслуживание.

Какому стандартному протоколу следует UWB?

Вы соблюдаете стандартный отраслевой протокол IEEE 802.15.4-2020. Это обеспечивает глобальную совместимость при работе с другими устройствами. Консорциум FiRa устанавливает правила, которые вы адаптируете при проектировании, обеспечивая стандартизацию технологии и гарантируя перспективное решение для ваших инвестиций.

Заключение

Перестаньте беспокоиться о точном местоположении ваших важных активов прямо сейчас. Технология отслеживания UWB  устраняет помехи, обеспечивая точное местоположение каждый раз. Мы предлагаем лучшие чипы, которые помогут вам создавать более эффективные устройства. Вы можете посетить наш сайт G-NiceRF  , чтобы улучшить свою работу, и связаться с нами сегодня.