يمنحك النطاق العريض للغاية (UWB) دقة تحديد موقعك الداخلي حتى سنتيمترات. في هذا الدليل، نشرح آلية عمله، وما يجب شراؤه، وكيفية استخدامه مع تقنية النطاق العريض للغاية + من Lansitec. لوراوان كومة.

ما هو تحديد المواقع الداخلية بتقنية النطاق العريض الفائق؟ التكنولوجيا، وتحديد المدى (ToF)، ودقة تحديد المواقع بالسنتيمتر

النطاق العريض للغاية يقيس زمن الرحلة (ToF) بدقة بين العلامات المتحركة والمثبتات الثابتة لحساب المسافة، ثم يحدد موقعًا ثنائي الأبعاد/ثلاثي الأبعاد من عدة نطاقات مماثلة. بخلاف تقنية بلوتوث القائمة على RSSI، توفر دقة التوقيت في تقنية UWB دقة تبلغ حوالي 10 سم في الأماكن الداخلية النموذجية، وهي دقة كافية للعثور على حجرة الأدوات المناسبة، أو فتحة المنصات، أو حتى أقرب مركز رعاية صحية. صُممت مجموعة أجهزة UWB من Lansitec خصيصًا لقياس زمن الرحلة (ToF) وهي مصممة للتنقل. لوراوان للنقل الخلفي منخفض الطاقة. 

شرح تقنية UWB-over-LoRaWAN: تتبع الأصول في الوقت الفعلي، والمراسي، وأدوات التتبع، والبوابات

هذا هو التدفق الذي رأيناه يعمل مرارًا وتكرارًا:

• المراسي (تعمل بالبطارية، IP66) تُثبَّت على الجدران أو العوارض العلوية. تتزامن مع الوقت، وتستمع المتتبعون, ، ثم حساب المسافات، ثم إرسال بيانات نبضات القلب والتوقيت عبر لوراوان 1.0.2B. تدعم نقاط التثبيت ما يصل إلى 512 المتتبعون ودقة تصل إلى ±10 سم مع تقنية UWB ToF.
• المتتبعون (شارة, أصل، أو حاوية (عوامل الشكل) قياس نقاط الربط القريبة؛ تُحسب المواضع من جانب الخادم وتُعرض في تطبيقك/نظام تحديد المواقع في الوقت الفعلي (RTLS). يصل مدى استقبال النطاق العريض للغاية (UWB) إلى حوالي 23 مترًا في الظروف النموذجية.
• استخدامات النقل الخلفي لوراوان لإرسال ملخصات/نبضات قلب عبر شبكة محلية أو شبكة خلوية لوراوان بوابة لمنصتك. (توفر لانسيتك خدمات داخلية) بوابات مع PoE وخادم الشبكة المدمج للطيارين البسيطين.) 
• دورة الحياة واضحة: FOTA عبر البلوتوث لجميع أجهزة UWB، وفترات تقارير قابلة للتعديل، و الوصول المتعدد بالتقسيم الزمني للحفاظ على وقت البث منظمًا في الخلايا المزدحمة.

المكونات الأساسية لتقنية UWB لنظام تحديد المواقع في الوقت الفعلي (RTLS): المراسي، وأجهزة التتبع، وبوابات LoRaWAN الصناعية

عنصر	وصف
مرساة النطاق العريض للغاية	IP66، نطاق درجة الحرارة من -45 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، بطاريتان من نوع Li-SOCl₂ سعة 19000 مللي أمبير (إجمالي السعة 38000 مللي أمبير)،, لوراوان الإصدار 1.0.2B، يدعم حتى 512 المتتبعون; نطاقات منطقة UWB مدرجة حسب السوق.
متتبعات النطاق العريض للغاية	اختر شارة (بطارية ليثيوم أيون ٦٠٠ مللي أمبير/ساعة، قابلة لإعادة الشحن)، أو أصل (IP66، بطاريتان ليثيوم-SOCl₂ بسعة ٤٠٠٠ مللي أمبير/ساعة)، أو حاوية (IP68، بطاريتان ليثيوم-SOCl₂ بسعة ٤٠٠٠ مللي أمبير/ساعة). جميعها تتميز بدقة داخلية تصل إلى ١٠ سم تقريبًا، ونطاق استقبال فائق العرض يصل إلى ٢٣ مترًا تقريبًا.
بوابة LoRaWAN (داخلية)	خادم شبكة مدمج يعتمد على SX1302، وPoE، وOpenWRT؛ مثالي كرأس نقل خلفي لطياري UWB وأرضيات الإنتاج.

تصميم شبكة النطاق العريض للغاية: تباعد المرساة، وكثافة المتتبع، وتخطيط النقل الخلفي للمستودعات والمستشفيات

القاعدة العامة هي أن نبدأ بالفيزياء، ثم ننتقل إلى البناء.

وضع وتباعد مرساة النطاق العريض للغاية: خرائط التغطية لنظام تحديد المواقع في الوقت الفعلي عالي الدقة

مع نطاق استقبال فائق العرض موثق يصل إلى حوالي ٢٣ مترًا، نخطط لمسافات تتراوح بين ١٥ و٢٠ مترًا في الممرات الخالية، ونُحكم ربطها بالقرب من الرفوف الفولاذية أو المصاعد أو الأبنية السميكة. يتطلب نظام التثليث وجود ٣-٤ مراسي في أي نقطة؛ وغالبًا ما تستفيد المستودعات ذات الأحواض المرتفعة من حلقة محيطية بالإضافة إلى خط داخلي واحد أو اثنين. 

كثافة وإنتاجية المتتبع: توسيع نطاق أنظمة UWB RTLS لنشرها في المرافق الكبيرة

يدعم مرساة واحدة عشرات إلى مئات من المتتبعون; تُصدر شركة Lansitec إرشادات واضحة لما يصل إلى 512 جهاز تتبع/نقطة تثبيت بتقنية TDMA. بالنسبة للمنصات المتحركة بسرعة أو المركبات الموجهة آليًا (AGVs)، نقوم بتقصير الفاصل الزمني بين تحديد الموقع ونبضات القلب؛ أما بالنسبة للأصول المتوقفة، فنترك أوضاع الطاقة المنخفضة القائمة على الحركة تتولى زمام الأمور.

شبكة LoRaWAN Backhaul لنطاق UWB: البوابات، وميزانيات الروابط، وتوسيع نطاق الشبكة من الحافة إلى السحابة

يمكن لبوابة داخلية واحدة خدمة أكثر من 500 عقدة LoRa بميزانية ربط LoRa حضرية تزيد عن 1.5-2 كم، مما يغطي بسهولة منشأة نموذجية. إذا كنت تدير بالفعل لوراوان ل أجهزة الاستشعار، UWB يستخدم نفس خادم الشبكة.

عندما رسمنا خريطةً لمستودعٍ بستة ممرات ومساحة خمسة أمتار، وجدنا ١١ مرساة لمساحة حوالي ٤٠٠٠ متر مربع. والخلاصة؟ توقف المشغّلون عن البحث عن مفاتيح عزم الدوران.

دقة النطاق العريض الفائق (UWB) مقابل عمر البطارية: البيانات ومقاييس الأداء وتحسين الطاقة

هذا هو المكان الذي تكون فيه وثائق Lansitec محددة بشكل منعش. بالنسبة لـ مرساة UWB (38000 مللي أمبير/ساعة) وجهاز تتبع الشارة (600 مللي أمبير/ساعة)، تقدم شركة Lansitec تقديرات لأعمار البطارية بناءً على عدد المتتبعون نشطة في الخلية (TDMA + وتيرة الإبلاغ):

• 64 المتتبعون → مرساة ~18 عامًا، شارة ~37 يومًا
• 192 المتتبعون → مرساة لمدة 10 سنوات تقريبًا، شارة لمدة 32 يومًا تقريبًا
• 512 المتتبعون → مدة الخدمة: حوالي 4.8 سنوات، مدة الحصول على الشارة: حوالي 25 يومًا

الحاوية/الأصل المتتبعون تُظهر البطاريات ذات سعة 8000 مللي أمبير في الساعة عمرًا يتراوح بين 11 و16 شهرًا تقريبًا في ظل افتراضات مماثلة. وتؤدي فترات الضبط وعتبات الحركة إلى تغيير هذه الأرقام بالزيادة أو النقصان.

أمان وصيانة UWB: تشفير AES-128، وتحديثات FOTA، وشهادات الامتثال العالمية

جميع المنتجات مزودة بتقنية AES-128 لـ لوراوان الإطارات. تحديثات الأسطول سهلة عبر تقنية FOTA عبر البلوتوث. تشمل الشهادات CE/FCC في جميع نقاط البيع الرئيسية و المتتبعون. هذا المزيج - التشفير على حافة الشبكة + التحديثات عبر الهواء المتوقعة - يحافظ على سهولة استخدام تكنولوجيا المعلومات ورضا فرق العمليات.

النطاق العريض للغاية (UWB) مقابل تقنية BLE AoA لتتبع الأصول الداخلية: المقارنة وحالات الاستخدام ومقايضات الطاقة

فكّر في مستويات الدقة ومتطلبات البنية التحتية. لقد رأينا هذه القاعدة العامة تُطبّق في المصانع والمستشفيات والمستودعات:

• نطاق عرض فائق (طول الموجة): 10 سم تقريبًا. يُستخدم عند الحاجة إلى الدقة: مخازن الأدوات، ممرات التجهيز، معدات غرف العمليات، سلامة العاملين في المناطق الخطرة. ستُخطط لوضع 3-4 نقاط تثبيت مرئية (بمسافة 15-20 مترًا تقريبًا)، وتقبل استهلاك طاقة أعلى للبطاقات (عادةً ما تكون مدة صلاحية البطاقات 3-5 أسابيع بين الشحنات في المناطق المزدحمة).
• نطاق تغطية BLE: من ١ إلى ٣ أمتار. مناسب لتحديد المسارات والخدمات اللوجستية غير الحرجة. الدقة ممتازة إذا وُضعت المصفوفات بشكل جيد، ولكنك ستُخصص ميزانية لمصفوفات الهوائيات السلكية وشبكات LAN. بطاريات الـ Tag تدوم لفترة أطول.
• قرب BLE (RSSI): حوالي ٢-٣ أمتار لكل منطقة/غرفة. أقل تكلفة إجمالية للملكية. يُستخدم للحضور، وعدد الموظفين، وتقسيم الأصول بشكل تقريبي. أسهل لتغطية المساحات الكبيرة، وبطاريات العلامات تعمل لأشهر وسنوات.

خيارنا الهجين المفضل: نشر غطاء بلوتوث منخفض الطاقة (BLE) لتغطية واسعة النطاق وتسهيل التشغيل، ثم وضع جيوب UWB فقط في الأماكن التي توفر فيها السنتيمترات دقائق ثمينة (غرف الأدوات، المناطق الخطرة). لوراوان نقل البيانات، عمليات أكثر سعادة.

قائمة التحقق لنشر UWB RTLS: المسح، وتخطيط المرساة، وإعداد البوابة، والطرح القابل للتطوير

1. المسح والتحقق من سلامة الترددات اللاسلكية: المشي على الأرض، ووضع علامة على فواصل خط الرؤية، وملاحظة المعادن غير الصديقة للترددات اللاسلكية.
2. خطة التثبيت: مكان لتغطية 3-4 في العرض؛ تأكيد الطاقة (المثبتات تعمل بالبطارية، لذا فإن التركيب سريع). 
3. البوابة وNS: بوابة PoE داخلية، تسجيل الأجهزة، التأكيد منطقة LoRaWAN (US915/EU868/AS923/إلخ).
4. ممر القيادة: 2-3 ممرات، 50-100 المتتبعون; ضبط فترات الإبلاغ مقابل البطارية. 
5. التوسع: تكرار النمط، وإضافة التنبيهات (الأسوار الجغرافية، والتوقف)، وFOTA للأسطول عندما يصطدم البرنامج الثابت.

الأسئلة الشائعة حول UWB RTLS: الدقة، السعة، المناطق المدعومة، وتكامل LoRaWAN