ما هو UWB؟
"UWB" تعني "النطاق العريض للغاية"، وهي تقنية راديو يمكنها استخدام مستوى طاقة منخفض للغاية للاتصالات قصيرة المدى ذات النطاق الترددي العالي عبر جزء كبير من الطيف الراديوي.
كيف يعمل؟
في هذا الحل، متتبع النطاق العريض للغاية سيتم إرفاقه بالكائن الذي ترغب في تعقبه، و مرساة UWB سيتم التثبيت على ارتفاع معين. حاليًا، يستخدم تحديد المواقع UWB بشكل أساسي تحديد المواقع TOF وTDoA وAoA. تعمل الطريقتان الأوليان بشكل مستقل، بينما يتم عادةً دمج طريقة AoA الأخيرة مع ToF أو TDoA.
يعتمد تحديد موقع ToF على النطاق. يبدأ متتبع UWB في تحديد النطاق مع كل مرساة تحتاج إلى تحديد موضعها. بعد اكتمال تحديد النطاق، يتم حساب الموضع. بالنسبة للوضع ذي الأبعاد الصفرية، فإنه يحتاج فقط إلى تحديد النطاق بمرساة واحدة، بالنسبة للوضع أحادي البعد، فإنه يحتاج إلى تحديد النطاق بمرساة واحدة على الأقل، بالنسبة للوضع ثنائي الأبعاد، فإنه يحتاج عمومًا إلى ثلاثة أو أكثر من المراسي لتحديد النطاق، ولكن في بعض الأوضاع الخاصة، يكفي مرساة واحدة. بالنسبة للوضع ثلاثي الأبعاد، فإنه يحتاج إلى تحديد النطاق بأربعة مراسي.
أبرز ما يميز UWB:
1. تغطي تقنية UWB نطاقات التردد 3G~5G، و6G~10G، و7G بإجمالي نطاق ترددي للقناة الواحدة يزيد عن 500 ميجا هرتز.
2. طاقة منخفضة. وفقًا للوائح FCC وغيرها من اللوائح، فإن طاقة خرجها محدودة بـ -41dBm/MHz. بناءً على قناة واحدة بتردد 500MHz، فإن طاقة قناتها هي -14.3dBm.
3. النبضة القصيرة جدًا، ومدتها بضعة أعشار النانو ثانية.
4. اختراق الجدران: يمكنه اختراق الجدران بشكل فعال ولكنه سيسبب بعض التوهين للإشارة.
يتم اختيار بُعد التموضع بناءً على حالة الاستخدام والموقف في الموقع. يستخدم المشهد ذو الأبعاد الصفرية بشكل أساسي للكشف عن الدخول والخروج. المشهد أحادي البعد هو في الأساس مشهد ذو نسبة عرض إلى ارتفاع غير متناسبة، مثل مشهد النفق، ويعمل أيضًا في المصنع. في المشهد أحادي البعد، سيتم محاذاة الهدف الموضعي مع خط. المشهد ثنائي الأبعاد هو تحديد إحداثيات XY بدون معلومات الارتفاع، بينما يحتوي المشهد ثلاثي الأبعاد على معلومات الارتفاع. ومع ذلك، فإنه يتطلب أن يكون للمرساة فرق ارتفاع أثناء تثبيت النظام لضمان دقة معينة للمحور Z.
صفر الأبعاد:
في تحديد المواقع بتقنية UWB، يتم تحقيق تحديد المواقع ذات الأبعاد الصفرية بشكل عام من خلال تحديد المدى، والذي يستخدم لتحديد المسافة، مثل مدى بعد الجهاز عن المرساة. ويعتبر أنه دخل إلى منطقة ذات أبعاد صفرية.
أحادي البعد:
في تحديد المواقع بتقنية UWB، يتم تحقيق تحديد المواقع ذات الأبعاد الصفرية بشكل عام من خلال تحديد المدى، والذي يستخدم لتحديد المسافة، مثل مدى بعد الجهاز عن المرساة. ويعتبر أنه دخل إلى منطقة ذات أبعاد صفرية.
الموقع الفعلي:
نتيجة التموضع:
ثنائي الأبعاد:
سيعرض تحديد المواقع ثنائي الأبعاد إحداثيات XY لموقع الهدف. إذا تم تثبيت المراسي على نفس الارتفاع، فلن تتأثر نتائج تحديد المواقع بارتفاع تثبيت أجهزة التتبع.
ثلاثي الأبعاد:
إن نتيجة تحديد المواقع ثلاثية الأبعاد هي إحداثيات XYZ للهدف. وهناك طريقتان لتحقيق ذلك. تعتمد الأولى على قياس المسافة، والتي تتطلب فرق الارتفاع بين المراسي. وتعتمد الثانية على زاوية الهجوم، والتي تتطلب دقة زاوية عالية على المحور Z لضمان دقة إحداثيات Z.
دقة تحديد المواقع بتقنية UWB
تتضمن الدقة بشكل أساسي ثلاثة جوانب: دقة النطاق، ودقة مزامنة الوقت،
ودقة تحديد المواقع. وتتأثر دقة تحديد المدى بشكل أساسي بعاملين: خوارزمية تحديد المدى ودقة الساعة المستخدمة.
1. دقة تحديد المدى:
يقوم DS-TWR بتقليل الخطأ الناتج عن انحراف الساعة.
2. دقة مزامنة الوقت:
في نظام تحديد المدى، يمكن استخدام مذبذب بلوري معوض لدرجة الحرارة (TCXO) بمعدل 0.5 جزء في المليون لتحقيق دقة أفضل. ويمكن التحكم في دقة تحديد المدى في حدود 10 سم. ويمكن تحسين الدقة باستخدام TCXO.
في نظام تحديد المواقع اللاسلكي UWB، يتم دعم كل من تحديد المدى وTDoA. في TDoA، يجب مزامنة جميع بوابات تحديد المواقع لاسلكيًا. يتمتع النظام بدقة مزامنة تبلغ 0.3 نانوثانية.
بالمقارنة مع طريقة المزامنة السلكية، فإن النظام اللاسلكي أبسط بكثير ويمكن توسيعه دون حدود، ولا يقيده المسافة السلكية. كما أنه يبسط صعوبة تنفيذ المشروع.
2. دقة تحديد المواقع:
تبلغ دقته 30 سم. تتأثر دقة تحديد المواقع للنظام بعوامل بيئية مختلفة، وليس فقط دقة قياس المسافة البالغة 10 سم. لا يمكن تحقيق دقة تحديد المواقع البالغة 10 سم إلا في بيئة مثالية دون أي تدخل في المختبر. قد يتسبب أي اضطراب في الإشارة في حدوث انحراف للنظام.
الجهاز المعني
مرساة UWB:
يعلن عن رسائل المنارة لتحديد المدى باستخدام أجهزة التتبع. يعمل بالبطارية، وعمر البطارية 5 سنوات.
متتبع UWB:
يستقبل رسائل المنارة ويتحرك مع المرساة بشكل دوري. يعمل بالبطارية.
بوابة LoRaWAN:
يرسل رسائل منارات إلى جميع المراسي وأجهزة التتبع لمزامنة الساعة واستقبال رسائل المسافة من أجهزة التتبع.
الخادم:
استخدم معلومات المسافة وإحداثيات المرساة لحساب موضع المتتبعين. كما يُستخدم الخادم لتكوين المرساة والمتتبعين ومعايرة موضع المرساة والعمل كمحرك تحديد المواقع.
مرساة UWB
الإعلان عن رسائل المنارة
تم تصميم Lansitec UWB Anchor باستخدام تقنيات LoRaWAN وUWB. وهو يعمل مع أجهزة تعقب UWB المحيطة لحساب المسافات بين الأجهزة، ويقوم بمزامنة الوقت بانتظام مع أجهزة التتبع الأخرى، وينقل بيانات نبضات القلب إلى بوابة LoRaWAN.
عرض التفاصيل
بوابة LoRaWAN
مزامنة الساعة وتلقي رسائل النطاق
يعد Lansitec Indoor LoRaWAN Gateway منتجًا مثاليًا للنشر في الأماكن المغلقة بفضل اتصاله المضمّن عبر شبكة إيثرنت لإعداد بسيط. بالإضافة إلى ذلك، يوجد إعداد Wi-Fi مدمج (يدعم Wi-Fi بتردد 2.4 جيجاهرتز) يسمح بتكوينه بسهولة عبر وضع نقطة الوصول Wi-Fi الافتراضية.
عرض التفاصيل
متتبع شارة UWB
تلقي الرسائل والنطاق
تم تصميم جهاز تتبع شارة Lansitec UWB باستخدام تقنيات LoRaWAN وUWB. فهو يحسب المسافة باستخدام نقاط تثبيت ويرسل معلومات المسافة إلى بوابة LoRaWAN لحساب موقعها في الخادم. ويمكن أن تصل الدقة إلى 10 سم.
عرض التفاصيل
متتبع حاويات UWB
تلقي الرسائل والنطاق
تم تصميم جهاز تتبع الحاويات Lansitec UWB باستخدام تقنيات LoRaWAN وUWB. فهو يحسب المسافة باستخدام نقاط تثبيت ويرسل معلومات المسافة إلى بوابة LoRaWAN لحساب موقعها في الخادم. ويمكن أن تصل الدقة إلى 10 سم.
عرض التفاصيل
متتبع إدارة الأصول UWB
تلقي الرسائل والنطاق
تم تصميم جهاز تتبع إدارة الأصول Lansitec UWB باستخدام تقنيات LoRaWAN وUWB. فهو يحسب المسافة باستخدام نقاط تثبيت ويرسل معلومات المسافة إلى بوابة LoRaWAN لحساب موقعها في الخادم. ويمكن أن تصل الدقة إلى 10 سم.
عرض التفاصيل
Arabic 
English 
Chinese 
French 
German 
Spanish 
Japanese