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UWB屋内測位:資産追跡とRTLSシステム導入の究極ガイド

UWB屋内測位:資産追跡とRTLSシステム導入の究極ガイド

目次
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UWB屋内測位:資産追跡とRTLSシステム導入のための究極ガイド
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超広帯域無線(UWB)は、屋内でセンチメートル単位の精度で位置を特定できます。このガイドでは、UWBの仕組み、購入すべき製品、そしてLansitecのUWB +を使った導入方法について解説します。 ロラワン スタック。

UWB屋内測位とは?技術、ToF測距、センチメートル単位の位置精度

超広帯域 モバイルタグと固定アンカー間の正確な飛行時間(ToF)を測定して距離を計算し、複数の距離から2D/3Dの位置を解決します。RSSIベースのBluetoothとは異なり、UWBの時間分解能は一般的な屋内空間で約10cmの精度を実現します。これは、適切な工具置き場、パレット置き場、さらには最寄りのナースステーションを見つけるのに十分な精度です。LansitecのUWB製品ラインは、ToF測距を中心として設計されており、 ロラワン 低電力バックホール用。 

UWB-over-LoRaWAN の解説:リアルタイム資産追跡、アンカー、トラッカー、ゲートウェイ

私たちが何度も見てきたフローは次のとおりです。

  • アンカー (電池式、IP66)壁や頭上のトラスに設置できます。時刻同期機能、 トラッカー距離を計算し、LoRaWAN 1.0.2B経由でハートビートとタイミングデータを送信します。Anchorは最大512個のトラッカーをサポートし、UWB ToFで±10cmの精度を実現します。
  • トラッカー (バッジ, 資産、 または 容器 フォームファクターなどの測位システムは近くのアンカーまでの距離を測定します。位置はサーバー側で計算され、アプリ/RTLSに表示されます。UWBの受信範囲は、通常の状況で最大約23メートルです。
  • バックホールはLoRaWANを使用して、LANまたはセルラーLoRaWANゲートウェイを介してサマリー/ハートビートをプラットフォームにプッシュします。(Lansitecは屋内 ゲートウェイ シンプルなパイロット向けに PoE とネットワーク サーバーを内蔵しています。 
  • ライフサイクルはシンプルです: すべてのUWBデバイスでBluetooth経由のFOTA、調整可能なレポート間隔、 TDMA 忙しいセル内での放送時間を秩序正しく維持するため。

RTLS向けUWBコアコンポーネント:アンカー、トラッカー、産業用LoRaWANゲートウェイ

要素説明
UWBアンカーIP66、-45 °C ~ +85 °C、デュアル 19,000 mAh Li-SOCl₂ (合計 38,000 mAh)、LoRaWAN 1.0.2B、最大 512 個のトラッカーをサポート。UWB 地域バンドは市場ごとに記載されています。
UWB トラッカーBadge(600mAh Li-ion、充電式)、Asset(IP66、2×4000mAh Li-SOCl₂)、Container(IP68、2×4000mAh Li-SOCl₂)からお選びください。いずれも屋内精度約10cm、UWB受信範囲最大約23mです。
LoRaWANゲートウェイ(屋内)SX1302 ベース、PoE、OpenWRT、内蔵ネットワーク サーバー。UWB パイロットおよび生産現場のバックホール ヘッドとして最適です。

UWBネットワーク設計:アンカー間隔、トラッカー密度、倉庫および病院向けバックホール計画

経験則として、まず物理的な部分から始めて、次に建物に合わせます。

UWBアンカーの配置と間隔:高精度RTLSのカバレッジマップ

UWBの受信範囲は最大約23mであることが確認されているため、障害物のない通路では15~20mの間隔を設け、スチールラック、エレベーター、または厚い石材の近くでは間隔を狭くします。三角測量では、どの地点でも3~4個のアンカーが視界に入る必要があります。高床式倉庫では、外周リングと1~2本の内線を設置することで、より効果的な場合があります。 

トラッカー密度とスループット:大規模施設への導入に向けたUWB RTLSシステムの拡張

1つのアンカーは数十から数百のトラッカーをサポートします。Lansitecは、TDMA方式で最大512個のトラッカー/アンカーまでの明示的なガイダンスを公開しています。高速移動するパレットやAGVの場合は、位置/ハートビート間隔を短縮し、駐車中の資産の場合は、モーションベースの低電力モードに切り替えます。

UWB向けLoRaWANバックホール:ゲートウェイ、リンクバジェット、エッジツークラウドネットワークのスケーリング

屋内ゲートウェイ1台で500台以上のLoRaノードにサービスを提供でき、1.5~2km以上の都市LoRaリンクバジェットで、一般的な施設を簡単にカバーできます。すでにLoRaWANを運用している場合は、 センサーUWB は同じネットワーク サーバーに乗ります。

6通路、5メートルベイの倉庫をマッピングしたところ、約4000平方メートルに11個のアンカーが設置されました。そして、オペレーターはトルクレンチを探す必要がなくなったのです。

UWBの精度とバッテリー寿命:データ、パフォーマンス指標、電力最適化

この点において、Lansitecのドキュメントは驚くほど具体的です。 UWB アンカー (38,000 mAh) および Badge Tracker (600 mAh) の場合、Lansitec はセル内でアクティブなトラッカーの数に基づいて目安となる寿命を提供します (TDMA + レポート周期)。

  • 64人のトラッカー → アンカー 約18年、バッジ 約37日
  • 192 トラッカー → アンカー 約 10 年、バッジ 約 32 日
  • 512 トラッカー → アンカー 約 4.8 年、バッジ 約 25 日

8,000mAhのコンテナ/資産トラッカーは、同様の想定で約11~16か月の駆動時間を示しています。調整間隔と動作閾値によって、これらの数値は上下します。

UWBのセキュリティとメンテナンス:AES-128暗号化、FOTAアップデート、グローバルコンプライアンス認証

すべての製品にLoRaWANフレーム用のAES-128暗号化が標準搭載されています。フリートアップデートはBluetooth経由のFOTAで簡単に行えます。アンカーとトラッカーはCE/FCC認証を取得しています。ネットワークエッジでの暗号化と予測可能なOTAの組み合わせにより、IT部門の負担を軽減し、運用部門の負担を軽減します。

屋内資産追跡における UWB と BLE AoA:比較、ユースケース、電力トレードオフ

精度レベルとインフラ要件を考慮してください。この経験則は、工場、病院、倉庫などあらゆる場所で当てはまります。

  • UWB(ToF):約10cm。精度が極めて重要な用途(工具置き場、キッティングレーン、手術室機器、レッドゾーン作業員の安全確保など)に使用します。視界内に3~4個のアンカー(約15~20m間隔)を配置し、タグの消費電力を高く設定します(混雑したエリアでは、バッジの充電間隔は通常3~5週間です)。
  • BLE AoA: 約1~3m。道案内や重要度の低い物流に適しています。アレイを適切に配置すれば精度は安定しますが、ケーブル式アンテナアレイとLAN配線の費用も考慮する必要があります。タグの電池寿命は長くなります。
  • BLE近接通信(RSSI):1部屋あたり約2~3メートルのゾーン。TCOが最も低い。プレゼンス、人数把握、資産の大まかなゾーニングに使用可能。広いエリアを網羅するのが最も簡単で、タグのバッテリー駆動時間は数か月から数年。

私たちのお気に入りのハイブリッド:広範囲のカバレッジとコミッショニングのためにBLEブランケットを敷設し、数センチでも時間を節約できる場所(工具室や危険地帯など)にのみUWBポケットを配置します。LoRaWANバックホールはそのままで、運用効率が向上します。

UWB RTLS 導入チェックリスト: 調査、アンカー計画、ゲートウェイ設定、スケーラブルな展開

  1. 調査と RF 健全性チェック: フロアを歩き回り、LOS の切れ目をマークし、RF に不利な金属に注意します。
  2. アンカー プラン: 視界内に 3~4 個のカバーを配置します。電源を確認します (アンカーはバッテリーなので、取り付けは高速です)。 
  3. ゲートウェイとNS: PoE屋内ゲートウェイ、デバイスの登録、確認 LoRaWAN地域 (US915/EU868/AS923など)。
  4. パイロット レーン: 2~3 通路、50~100 個のトラッカー。バッテリーに対するレポート間隔を調整します。 
  5. スケールアウト: パターンを複製し、アラート (ジオフェンス、ドウェル) を追加し、ファームウェアに問題が発生したときにフリートの FOTA を実行します。

UWB RTLSに関するよくある質問:精度、容量、サポート地域、LoRaWAN統合

Lansitec の UWB は屋内でどの程度正確ですか?

同期されたアンカーを備えた UWB ToF を使用して、一般的な条件下で約 10 cm を設計します。 

1 つのアンカーでいくつのトラッカーを処理できますか?

公開されているガイダンスでは、TDMA を使用した場合のアンカーあたりのトラッカー数は最大 512 個です。

アンカーごとにどのくらいの UWB 範囲を想定すればよいですか?

空きスペースで約 23 m の受信範囲を計画し、金属やコンクリートの周囲では間隔を狭めます。

どの LoRaWAN リージョンがサポートされていますか?

トラッカーのリストには、US915、EU868、AS923、LA915、RU864、KR920、IN865、KZ865、CN470 などがあり、デバイスをロケールに一致させます。

車両全体のファームウェアを更新するにはどうすればよいですか?

Bluetooth 経由で FOTA を使用します。これは UWB アンカーとトラッカー全体の標準です。

アンカーには主電源が必要ですか?

いいえ。アンカーはバッテリー駆動(38000 mAh)で、インストールは基本的にマウントして同期するだけです。

ゲートウェイ電源はどうですか?

屋内LoRaWANゲートウェイ PoE をサポートしているため、ネットワーク コアの近くへの配置が簡単になります。

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