ข้ามไปที่เนื้อหา

UWB คืออะไร?

"ยูดับเบิลยูบี""Ultra Wide Band" ย่อมาจาก "Ultra Wide Band" ซึ่งเป็นเทคโนโลยีวิทยุที่สามารถใช้พลังงานในระดับต่ำมากสำหรับการสื่อสารระยะสั้นที่มีแบนด์วิดท์สูง ครอบคลุมช่วงคลื่นความถี่วิทยุที่กว้างขวาง.

มันทำงานอย่างไร?

ในโซลูชันนี้ ยูดับเบิลยูบี ตัวติดตาม จะถูกแนบไปกับวัตถุที่คุณต้องการติดตามและ สมอ UWB จะถูกติดตั้งที่ความสูงระดับหนึ่ง ปัจจุบัน, การจัดตำแหน่ง UWB โดยส่วนใหญ่จะใช้การวัดระยะด้วย TOF, TDoA และการกำหนดตำแหน่งด้วย AoA วิธีสองวิธีแรกทำงานแยกจากกัน ในขณะที่วิธี AoA มักจะใช้ร่วมกับ ToF หรือ TDoA.

ระบบระบุตำแหน่ง ToF นั้นอาศัยระยะทางเป็นหลัก ยูดับเบิลยูบี ตัวติดตามจะเริ่มต้นการวัดระยะด้วยจุดอ้างอิงแต่ละจุดที่ต้องการระบุตำแหน่ง หลังจากวัดระยะเสร็จแล้ว ระบบจะคำนวณตำแหน่ง สำหรับโหมดศูนย์มิติ จะต้องวัดระยะด้วยจุดอ้างอิงเพียงจุดเดียว สำหรับโหมดหนึ่งมิติ จะต้องวัดระยะด้วยจุดอ้างอิงอย่างน้อยสองจุด สำหรับโหมดสองมิติ โดยทั่วไปแล้วจะต้องใช้จุดอ้างอิงสามจุดขึ้นไปในการวัดระยะ แต่ในบางโหมดพิเศษ จุดอ้างอิงสองจุดก็เพียงพอแล้ว สำหรับโหมดสามมิติ จะต้องวัดระยะด้วยจุดอ้างอิงสี่จุด.

ไฮไลท์ของ UWB:

1. ยูดับเบิลยูบี ครอบคลุมย่านความถี่ 3G~5G, 6G~10G รวมทั้งหมด 7G และมีแบนด์วิดท์ช่องสัญญาณเดียวมากกว่า 500MHz.
2. ใช้พลังงานต่ำ ตามข้อกำหนดของ FCC และข้อบังคับอื่นๆ กำลังส่งออกถูกจำกัดไว้ที่ -41dBm/MHz โดยอ้างอิงจากช่องสัญญาณเดียวที่ความถี่ 500MHz กำลังส่งออกของช่องสัญญาณจะอยู่ที่ -14.3dBm
3. พัลส์สั้นพิเศษ มีระยะเวลาเพียงไม่กี่ทศนิยมของนาโนวินาที
4. ทะลุผ่านผนัง: สามารถทะลุผ่านผนังได้อย่างมีประสิทธิภาพแต่จะทำให้สัญญาณลดทอนลงบ้าง

การไหลของข้อมูล

มิติของตำแหน่งจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งานและสถานการณ์ ณ สถานที่ปฏิบัติงาน ฉากมิติศูนย์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการตรวจจับการเข้าและออก ฉากมิติเดียวส่วนใหญ่มักเป็นฉากที่มีอัตราส่วนภาพไม่สมส่วน เช่น ฉากอุโมงค์ และยังใช้ในโรงงานอีกด้วย ในฉากมิติเดียว เป้าหมายที่จัดตำแหน่งจะถูกจัดวางให้ตรงกับเส้นตรง ฉากสองมิติใช้สำหรับระบุตำแหน่งพิกัด XY โดยไม่มีข้อมูลความสูง ในขณะที่ฉากสามมิติมีข้อมูลความสูง อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีจุดยึดที่มีความแตกต่างของความสูงระหว่างการติดตั้งระบบเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของแกน Z

ศูนย์มิติ:

ใน การจัดตำแหน่ง UWB, เพื่อให้ได้ตำแหน่งที่แม่นยำยิ่งขึ้นในมิติศูนย์ โดยทั่วไปจะทำได้โดยการวัดระยะ ซึ่งใช้สำหรับการจำกัดระยะทาง เช่น ระยะห่างของอุปกรณ์จากจุดอ้างอิง เมื่อเข้าสู่พื้นที่มิติศูนย์แล้ว.

ระบบกำหนดตำแหน่งแบนด์กว้างพิเศษ UWB มิติศูนย์

มิติเดียว:

การกำหนดตำแหน่งแบบหนึ่งมิติสามารถทำได้โดยใช้เทคโนโลยี ToF, TDoA หรือ AoA แบบผสมผสาน แม้ในกรณีที่ ยูดับเบิลยูบี ตัวติดตามไม่ได้อยู่บนเส้นตรงที่เชื่อมระหว่างจุดยึดทั้งสองจุด มันอาจจะอยู่บนเส้นตรงนั้นก็ได้.

สถานที่จริง:

ผลการวางตำแหน่งระบบกำหนดตำแหน่งแบนด์กว้างพิเศษ UWB

ผลลัพธ์การวางตำแหน่ง:

ตำแหน่งจริง ระบบกำหนดตำแหน่งแบนด์กว้างพิเศษ UWB

สองมิติ:

การกำหนดตำแหน่งแบบสองมิติจะแสดงพิกัด XY ของตำแหน่งเป้าหมาย หากติดตั้งจุดยึดที่ความสูงเดียวกัน ผลลัพธ์การกำหนดตำแหน่งจะไม่ได้รับผลกระทบจากความสูงในการติดตั้ง ตัวติดตาม.

ระบบกำหนดตำแหน่งแบนด์วิดท์กว้างพิเศษ UWB สองมิติ

สามมิติ:

ผลลัพธ์ของการวางตำแหน่งสามมิติคือพิกัด XYZ ของเป้าหมาย มีสองวิธีในการบรรลุผลนี้ วิธีแรกคือการวัดระยะทาง ซึ่งต้องใช้ความแตกต่างของความสูงระหว่างจุดยึด อีกวิธีหนึ่งคือการวัด AoA ซึ่งต้องใช้ความละเอียดมุมสูงบนแกน Z เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของพิกัด Z

ระบบกำหนดตำแหน่งแบนด์กว้างพิเศษ UWB สามมิติ

ความแม่นยำในการวางตำแหน่ง UWB

ความแม่นยำนั้นเกี่ยวข้องกับสามประเด็นหลัก ได้แก่ ความแม่นยำในการวัดระยะ ความแม่นยำในการซิงโครไนซ์เวลา
และความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง ความแม่นยำในการวัดระยะได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลักสองประการ ได้แก่ อัลกอริทึมการวัดระยะและความแม่นยำของสัญญาณนาฬิกาที่ใช้

1. ความแม่นยำในการกำหนดระยะทาง:
DS-TWR ช่วยลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเบี่ยงเบนของสัญญาณนาฬิกา
2. ความแม่นยำในการซิงโครไนซ์เวลา:
ในระบบวัดระยะ สามารถใช้ออสซิลเลเตอร์คริสตัลชดเชยอุณหภูมินาฬิกา (TCXO) 0.5PPM เพื่อให้ได้ความแม่นยำที่ดีขึ้น ความแม่นยำของการวัดระยะสามารถควบคุมได้ภายใน 10 ซม. ความแม่นยำสามารถปรับปรุงได้โดยใช้ TCXO

ใน ยูดับเบิลยูบี ไร้สาย ระบบกำหนดตำแหน่ง, รองรับทั้งการวัดระยะและการระบุตำแหน่งแบบ TDoA ในโหมด TDoA การระบุตำแหน่งทั้งหมด เกตเวย์ จำเป็นต้องซิงโครไนซ์แบบไร้สาย ระบบมีความแม่นยำในการซิงโครไนซ์ 0.3 นาโนวินาที
เมื่อเทียบกับวิธีการซิงโครไนซ์แบบใช้สาย ระบบไร้สายนั้นง่ายกว่ามาก สามารถขยายได้ไม่จำกัด และไม่มีข้อจำกัดเรื่องระยะทางแบบใช้สาย นอกจากนี้ยังช่วยลดความยุ่งยากในการดำเนินโครงการอีกด้วย

2. ความแม่นยำในการวางตำแหน่ง:
มีความแม่นยำถึง 30 ซม. ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งของระบบขึ้นอยู่กับปัจจัยแวดล้อมต่างๆ ไม่ใช่แค่ความแม่นยำในการวัดระยะทางที่ 10 ซม. เท่านั้น ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งที่ 10 ซม. สามารถทำได้ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมและปราศจากการรบกวนใดๆ ในห้องปฏิบัติการ การรบกวนสัญญาณใดๆ อาจทำให้ระบบเกิดความคลาดเคลื่อนได้

อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง

สมอ UWB:

เป็นการโฆษณาข้อความสัญญาณเพื่อการวัดระยะด้วย ตัวติดตาม. ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ อายุการใช้งานแบตเตอรี่ 5 ปี.

ตัวติดตาม UWB:

มันรับข้อความบีคอนและวัดระยะกับสมอเป็นระยะๆ ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

เกตเวย์ LoRaWAN:

มันส่ง สัญญาณไฟ ข้อความถึงผู้ประกาศข่าวและ ตัวติดตาม เพื่อซิงค์นาฬิกาและรับข้อความระยะทางจาก ตัวติดตาม.

เซิร์ฟเวอร์:

ใช้ข้อมูลระยะทางและพิกัดของสมอเพื่อคำนวณตำแหน่งของตัวติดตาม เซิร์ฟเวอร์ยังใช้เพื่อกำหนดค่าสมอและตัวติดตาม ปรับเทียบตำแหน่งของสมอ และทำหน้าที่เป็นเครื่องมือกำหนดตำแหน่ง

เกตเวย์บลูทูธมาโคร

สมอ UWB

โฆษณาข้อความบีคอน

แลนซิเทค สมอ UWB ได้รับการออกแบบโดยใช้ โลราวัน และ ยูดับเบิลยูบี เทคโนโลยีต่างๆ มันทำงานร่วมกับสภาพแวดล้อมโดยรอบ เครื่องติดตาม UWB เพื่อคำนวณระยะห่างระหว่างอุปกรณ์ ซิงโครไนซ์เวลาอย่างสม่ำเสมอกับจุดอ้างอิงอื่นๆ และส่งข้อมูลการเต้นของหัวใจไปยังอุปกรณ์อื่นๆ โลราวัน เกตเวย์

ดูรายละเอียด
เกตเวย์ลอราวันในร่ม

เกตเวย์ LoRaWAN

ซิงค์นาฬิกาและรับข้อความระยะทาง

แลนซิเทค อินดอร์ โลราวัน Gateway เป็นผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสำหรับการติดตั้งภายในอาคาร ด้วยการเชื่อมต่อ Ethernet ในตัว ทำให้การตั้งค่าทำได้ง่าย นอกจากนี้ยังมีระบบ Wi-Fi ในตัว (รองรับ Wi-Fi 2.4 GHz) ที่ช่วยให้สามารถกำหนดค่าได้อย่างง่ายดายผ่านโหมด Wi-Fi AP เริ่มต้น.

ดูรายละเอียด
ตัวติดตามป้าย

ตัวติดตามป้าย UWB

รับข้อความและช่วง

แลนซิเทค ตัวติดตามป้าย UWB ได้รับการออกแบบโดยใช้ โลราวัน และ ยูดับเบิลยูบี เทคโนโลยีนี้คำนวณระยะทางโดยใช้จุดอ้างอิงและส่งข้อมูลระยะทางต่อไปยัง... โลราวัน เกตเวย์ใช้ในการคำนวณตำแหน่งในเซิร์ฟเวอร์ ความแม่นยำสามารถต่ำได้ถึง 10 เซนติเมตร.

ดูรายละเอียด
ตัวติดตามคอนเทนเนอร์ UWB

ตัวติดตามคอนเทนเนอร์ UWB

รับข้อความและช่วง

แลนซิเทค ตัวติดตามคอนเทนเนอร์ UWB ได้รับการออกแบบโดยใช้ โลราวัน และ ยูดับเบิลยูบี เทคโนโลยีนี้คำนวณระยะทางโดยใช้จุดอ้างอิงและส่งข้อมูลระยะทางต่อไปยัง... โลราวัน เกตเวย์ใช้ในการคำนวณตำแหน่งในเซิร์ฟเวอร์ ความแม่นยำสามารถต่ำได้ถึง 10 เซนติเมตร.

ดูรายละเอียด
ตัวติดตามการจัดการสินทรัพย์

ตัวติดตามการจัดการสินทรัพย์ UWB

รับข้อความและช่วง

แลนซิเทค ตัวติดตามการจัดการสินทรัพย์ UWB ได้รับการออกแบบโดยใช้ โลราวัน และ ยูดับเบิลยูบี เทคโนโลยีนี้คำนวณระยะทางโดยใช้จุดอ้างอิงและส่งข้อมูลระยะทางต่อไปยัง... โลราวัน เกตเวย์ใช้ในการคำนวณตำแหน่งในเซิร์ฟเวอร์ ความแม่นยำสามารถต่ำได้ถึง 10 เซนติเมตร.

ดูรายละเอียด