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Qu'est-ce que l'UWB ?

"UWB" Ultra Wide Band " signifie " Ultra Wide Band » ; il s’agit d’une technologie radio qui peut utiliser un niveau d’énergie très faible pour des communications à courte portée et à large bande passante sur une grande partie du spectre radio.

Comment ça marche ?

Dans cette solution, UWB Traqueur sera attaché à l'objet que vous souhaitez suivre, et Ancre UWB sera installée à une certaine hauteur. Actuellement, Positionnement UWB L'appareil utilise principalement la télémétrie par temps de vol (TOF), le positionnement par angle d'attaque (TDoA) et l'angle d'attaque (AoA). Les deux premières méthodes fonctionnent indépendamment, tandis que la méthode AoA est généralement combinée avec le ToF ou le TDoA.

Le positionnement ToF est basé sur la portée. UWB Le système de suivi initie la mesure de distance avec chaque ancre à positionner. Une fois la mesure terminée, la position est calculée. En mode zéro dimension, une seule ancre suffit ; en mode une dimension, au moins deux ancres sont nécessaires ; en mode deux dimensions, généralement trois ancres ou plus sont requises, sauf dans certains modes spécifiques où deux ancres suffisent ; et en mode trois dimensions, quatre ancres sont nécessaires.

Faits saillants de l'UWB :

1. UWB Il couvre les bandes de fréquences 3G à 5G, 6G à 10G, soit un total de 7G, et possède une bande passante de canal unique supérieure à 500 MHz.
2. Faible puissance. Selon la FCC et d'autres réglementations, sa puissance de sortie est limitée à -41 dBm/MHz. Sur la base d'un seul canal de 500 MHz, sa puissance de canal est de -14,3 dBm.
3. L’impulsion ultra-courte, d’une durée de quelques dixièmes de nanoseconde.
4. Pénétrer le mur : il peut pénétrer les murs efficacement mais provoquera une certaine atténuation du signal.

Flux de données

La dimension de positionnement est choisie en fonction du cas d'utilisation et de la situation sur site. La scène à zéro dimension est principalement utilisée pour la détection d'entrée et de sortie. La scène à une dimension est principalement une scène avec un rapport hauteur/largeur disproportionné, comme une scène de tunnel, et elle fonctionne également dans une usine. Dans une scène à une dimension, la cible positionnée sera alignée sur une ligne. La scène 2D sert à localiser les coordonnées XY sans informations de hauteur, tandis que la scène 3D contient des informations de hauteur. Néanmoins, il faut que l'ancrage ait une différence de hauteur lors de l'installation du système pour garantir une certaine précision de l'axe Z.

Zéro-Dimensionnel :

Dans Positionnement UWB, Pour obtenir un positionnement zéro-dimensionnel plus précis, on utilise généralement la télémétrie, qui permet de limiter la distance, par exemple en mesurant la distance entre un appareil et un point d'ancrage. On considère alors que l'appareil se trouve dans la zone zéro-dimensionnelle.

Système de positionnement à bande ultra large UWB zéro dimension

Unidimensionnel :

Le positionnement unidimensionnel peut être réalisé à l'aide des technologies ToF, TDoA ou AoA combinées. Même lorsque UWB Le traceur n'est pas situé sur la ligne droite reliant les deux ancres, il peut se trouver sur cette ligne droite.

Localisation actuelle :

Résultat de positionnement Système de positionnement à bande ultra large UWB

Résultat du positionnement :

Système de positionnement à bande ultra large UWB (Ultra Wideband Positioning System)

Bidimensionnel:

Le positionnement bidimensionnel affichera les coordonnées XY de l'emplacement cible. Si les ancrages sont installés à la même hauteur, les résultats du positionnement ne seront pas affectés par la hauteur d'installation. traqueurs.

Système de positionnement UWB bidimensionnel à bande ultra large

Tridimensionnel:

Le résultat du positionnement tridimensionnel est la coordonnée XYZ de la cible. Il existe deux méthodes pour y parvenir. L'une est basée sur la mesure de distance, qui nécessite une différence de hauteur entre les ancrages. L'autre est basée sur l'AoA, qui nécessite une résolution d'angle élevée sur l'axe Z pour garantir la précision de la coordonnée Z.

Système de positionnement UWB tridimensionnel à bande ultra large

Précision de positionnement UWB

La précision implique principalement trois aspects : la précision de la distance, la précision de la synchronisation temporelle,
et la précision du positionnement. La précision de la mesure dépend principalement de deux facteurs : l'algorithme de mesure et la précision de l'horloge utilisée.

1. Précision de la mesure :
DS-TWR minimise l’erreur causée par l’écart d’horloge.
2. Précision de la synchronisation horaire :
Dans le système de télémétrie, un oscillateur à cristal compensé en température (TCXO) à horloge de 0,5 ppm peut être utilisé pour obtenir une meilleure précision. La précision de la télémétrie peut être contrôlée à 10 cm près. La précision peut être améliorée en utilisant un TCXO.

Dans un UWB sans fil système de positionnement, Les modes de télémétrie et TDoA sont tous deux pris en charge. En TDoA, tous les positionnements passerelles doivent être synchronisés sans fil. Le système a une précision de synchronisation de 0,3 ns.
Par rapport à la méthode de synchronisation filaire, un système sans fil est beaucoup plus simple et peut être étendu sans limite, sans être limité par la distance filaire. Cela simplifie également la difficulté de mise en œuvre du projet.

2. Précision du positionnement :
La précision de positionnement du système est de 30 cm. La précision de positionnement du système est influencée par divers facteurs environnementaux, et pas uniquement par la précision de mesure de distance de 10 cm. La précision de positionnement de 10 cm ne peut être obtenue que dans un environnement idéal sans aucune interférence en laboratoire. Toute perturbation du signal peut entraîner une déviation du système.

Appareil concerné

Ancre UWB :

Il diffuse des messages de balise pour le télémètre avec traqueurs. Fonctionne sur batterie, autonomie de 5 ans.

Suivi UWB :

Il reçoit périodiquement des messages de balise et de télémétrie avec l'ancre. Alimenté par batterie.

Passerelle LoRaWAN :

Il envoie balises messages à tous les présentateurs et traqueurs pour synchroniser l'horloge et recevoir des messages de distance depuis traqueurs.

Serveur:

Utilisez les informations de distance et les coordonnées de l'ancre pour calculer la position des trackers. Le serveur est également utilisé pour configurer l'ancre et le tracker, calibrer la position de l'ancre et agir comme un moteur de positionnement.

Passerelle Bluetooth macro

Ancre UWB

Annoncer des messages de balise

Le Lansitec Ancre UWB est conçu à l'aide de LoRaWAN et UWB Il fonctionne avec les technologies environnantes. Trackers UWB pour calculer les distances entre les appareils, synchronise régulièrement l'heure avec d'autres ancres et transmet les données de fréquence cardiaque au LoRaWAN porte.

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Passerelle intérieure Lorawan

Passerelle LoRaWAN

Synchronisez l'horloge et recevez des messages de distance

Lansitec Intérieur LoRaWAN La passerelle est idéale pour une utilisation en intérieur grâce à sa connectivité Ethernet intégrée qui simplifie son installation. De plus, son module Wi-Fi intégré (compatible 2,4 GHz) permet une configuration aisée via le mode point d'accès Wi-Fi par défaut.

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Suivi des badges

Suivi des badges UWB

Recevoir des messages et des télémétries

Le Lansitec Suivi des badges UWB est conçu à l'aide de LoRaWAN et UWB technologies. Il calcule la distance à l'aide d'ancres et transmet les informations de distance à un LoRaWAN La passerelle permet de calculer sa position sur le serveur. La précision peut atteindre 10 cm.

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Suivi des conteneurs UWB

Suivi de conteneurs UWB

Recevoir des messages et des télémétries

Le Lansitec Suivi de conteneurs UWB est conçu à l'aide de LoRaWAN et UWB technologies. Il calcule la distance à l'aide d'ancres et transmet les informations de distance à un LoRaWAN La passerelle permet de calculer sa position sur le serveur. La précision peut atteindre 10 cm.

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Suivi de la gestion des actifs

Suivi de gestion des actifs UWB

Recevoir des messages et des télémétries

Le Lansitec Suivi de gestion des actifs UWB est conçu à l'aide de LoRaWAN et UWB technologies. Il calcule la distance à l'aide d'ancres et transmet les informations de distance à un LoRaWAN La passerelle permet de calculer sa position sur le serveur. La précision peut atteindre 10 cm.

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