O que é UWB?
"UWB" significa "Ultra Wide Band" (banda ultra larga), é uma tecnologia de rádio que pode usar um nível de energia muito baixo para comunicações de curto alcance e alta largura de banda em uma grande parte do espectro de rádio.
Como funciona?
Nesta solução, Rastreador UWB será anexado ao objeto que você deseja rastrear e Âncora UWB será instalado a uma determinada altura. Atualmente, o posicionamento UWB utiliza principalmente o alcance TOF, TDoA e posicionamento AoA. Os dois primeiros métodos funcionam de forma independente, enquanto o último método AoA geralmente é combinado com ToF ou TDoA.
O posicionamento do ToF é baseado no alcance. O rastreador UWB inicia o alcance com cada âncora que precisa ser posicionada. Após a conclusão do alcance, a posição é calculada. Para o modo de dimensão zero, ele precisa apenas de uma âncora; para o modo unidimensional, ele precisa de pelo menos duas âncoras; para o modo bidimensional, geralmente são necessárias três ou mais âncoras para o alcance, mas em alguns modos especiais, duas âncoras são suficientes. Para o modo tridimensional, ele precisa de quatro âncoras.
Destaques da UWB:
1. O UWB cobre 3G~5G, 6G~10G, um total de 7G e tem uma largura de banda de canal único de mais de 500 MHz.
2. Baixa potência. De acordo com a FCC e outras regulamentações, sua potência de saída é limitada a -41 dBm/MHz. Com base em um único canal de 500 MHz, sua potência de canal é de -14,3 dBm.
3. O pulso ultracurto, com duração de alguns décimos de nanossegundo.
4. Penetrar na parede: Pode penetrar paredes de forma eficaz, mas causará alguma atenuação do sinal.
A dimensão de posicionamento é escolhida com base no caso de uso e na situação no local. A cena de dimensão zero é usada principalmente para detecção de entrada e saída. A cena unidimensional é principalmente uma cena com uma proporção de aspecto desproporcional, como uma cena de túnel, e também funciona em uma fábrica. Em uma cena unidimensional, o alvo posicionado será alinhado a uma linha. A cena 2D é para localizar as coordenadas XY sem informações de altura, enquanto a cena 3D tem informações de altura. Ainda assim, é necessário que a âncora tenha uma diferença de altura durante a instalação do sistema para garantir uma certa precisão do eixo Z.
Zero-Dimensional:
No posicionamento UWB, para alcançar um melhor posicionamento de dimensão zero, geralmente utiliza-se o alcance, que é usado para limitar a distância, como a distância entre um dispositivo e uma âncora. Considera-se que o posicionamento atingiu a área de dimensão zero.
Unidimensional:
No posicionamento UWB, para alcançar um melhor posicionamento de dimensão zero, geralmente utiliza-se o alcance, que é usado para limitar a distância, como a distância entre um dispositivo e uma âncora. Considera-se que o posicionamento atingiu a área de dimensão zero.
Localização real:
Resultado do posicionamento:
Bidimensional:
O posicionamento bidimensional mostrará as coordenadas XY do local de destino. Se as âncoras forem instaladas na mesma altura, os resultados do posicionamento não serão afetados pela altura de instalação dos rastreadores.
Tridimensional:
O resultado do posicionamento tridimensional são as coordenadas XYZ do alvo. Existem dois métodos para isso. Um se baseia na medição da distância, que requer uma diferença de altura entre as âncoras. O outro se baseia na AoA, que requer uma alta resolução angular no eixo Z para garantir a precisão da coordenada Z.
Precisão de posicionamento UWB
A precisão envolve principalmente três aspectos: precisão de alcance, precisão de sincronização de tempo,
e precisão de posicionamento. A precisão do alcance é afetada principalmente por dois fatores: o algoritmo de alcance e a precisão do relógio utilizado.
1. Precisão de alcance:
O DS-TWR minimiza o erro causado pelo desvio do relógio.
2. Precisão de sincronização de tempo:
No sistema de alcance, um oscilador de cristal compensado por temperatura (TCXO) com clock de 0,5 PPM pode ser usado para obter maior precisão. A precisão do alcance pode ser controlada em até 10 cm. A precisão pode ser melhorada com o uso do TCXO.
Em um sistema de posicionamento sem fio UWB, tanto o alcance quanto o TDoA são suportados. No TDoA, todos os gateways de posicionamento precisam ser sincronizados sem fio. O sistema tem uma precisão de sincronização de 0,3 ns.
Comparado ao método de sincronização com fio, um sistema sem fio é muito mais simples e pode ser expandido sem limites, sem ser limitado pela distância da rede com fio. Isso também simplifica a dificuldade de implementação do projeto.
2. Precisão de posicionamento:
Possui precisão de 30 cm. A precisão de posicionamento do sistema é influenciada por diversos fatores ambientais, não apenas pela precisão de medição de distância de 10 cm. A precisão de posicionamento de 10 cm só pode ser alcançada em um ambiente ideal, sem qualquer interferência no laboratório. Qualquer perturbação no sinal pode causar desvios no sistema.
Dispositivo envolvido
Âncora UWB:
Ele anuncia mensagens de beacon para alcance com rastreadores. Alimentado por bateria, com duração de 5 anos.
Rastreador UWB:
Recebe mensagens de sinalização e acompanha a âncora periodicamente. Alimentado por bateria.
Gateway LoRaWAN:
Ele envia mensagens de beacons para todas as âncoras e rastreadores para sincronizar o relógio e receber mensagens de distância dos rastreadores.
Servidor:
Use as informações de distância e as coordenadas da âncora para calcular a posição dos rastreadores. O servidor também é usado para configurar a âncora e o rastreador, calibrar a posição da âncora e atuar como um mecanismo de posicionamento.
Âncora UWB
Anunciar mensagens de beacon
A âncora UWB da Lansitec foi projetada com as tecnologias LoRaWAN e UWB. Ela funciona com rastreadores UWB adjacentes para calcular distâncias entre dispositivos, sincroniza regularmente o tempo com outras âncoras e transmite dados de pulsação para o gateway LoRaWAN.
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Gateway LoRaWAN
Sincronize o relógio e receba mensagens de alcance
O Lansitec Indoor LoRaWAN Gateway é um produto ideal para implantação em ambientes internos, com sua conectividade Ethernet integrada para uma configuração simplificada. Além disso, possui uma configuração Wi-Fi integrada (com suporte a Wi-Fi de 2,4 GHz) que permite uma fácil configuração por meio do modo de ponto de acesso Wi-Fi padrão.
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Rastreador de crachás UWB
Receber mensagens e variar
O Rastreador de Crachás UWB da Lansitec foi projetado utilizando as tecnologias LoRaWAN e UWB. Ele calcula a distância com âncoras e encaminha as informações de distância para um gateway LoRaWAN para calcular sua posição no servidor. A precisão pode ser de apenas 10 cm.
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Rastreador de contêineres UWB
Receber mensagens e variar
O Rastreador de Contêineres UWB da Lansitec foi projetado utilizando as tecnologias LoRaWAN e UWB. Ele calcula a distância com âncoras e encaminha as informações de distância para um gateway LoRaWAN para calcular sua posição no servidor. A precisão pode ser de apenas 10 cm.
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Rastreador de Gestão de Ativos UWB
Receber mensagens e variar
O Rastreador de Gerenciamento de Ativos UWB da Lansitec foi projetado utilizando as tecnologias LoRaWAN e UWB. Ele calcula a distância com âncoras e encaminha as informações de distância para um gateway LoRaWAN para calcular sua posição no servidor. A precisão pode ser de apenas 10 cm.
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