Was ist UWB?
„UWB“ steht für „Ultra Wide Band“ und ist eine Funktechnologie, die ein sehr niedriges Energieniveau für die Kommunikation im Nahbereich mit hoher Bandbreite über einen großen Teil des Funkspektrums nutzen kann.
Wie funktioniert es?
In dieser Lösung UWB-Tracker wird an das Objekt angehängt, das Sie verfolgen möchten, und UWB-Anker wird in einer bestimmten Höhe installiert. Derzeit verwendet die UWB-Positionierung hauptsächlich TOF-Entfernungsmessung, TDoA und AoA-Positionierung. Die ersten beiden Methoden funktionieren unabhängig voneinander, während die letztere AoA-Methode normalerweise mit ToF oder TDoA kombiniert wird.
Die ToF-Positionierung basiert auf der Reichweite. Der UWB-Tracker leitet die Entfernungsmessung mit jedem Anker ein, der positioniert werden muss. Nach Abschluss der Entfernungsmessung wird die Position berechnet. Für den nulldimensionalen Modus ist nur eine Entfernungsmessung mit einem Anker erforderlich, für den eindimensionalen Modus sind mindestens zwei Anker erforderlich, für den zweidimensionalen Modus sind im Allgemeinen drei oder mehr Anker für die Entfernungsmessung erforderlich, in einigen speziellen Modi reichen jedoch zwei Anker aus. Für den dreidimensionalen Modus sind vier Anker erforderlich.
UWB-Highlights:
1. UWB deckt die Frequenzbänder 3G bis 5G, 6G bis 10G und insgesamt 7G ab und verfügt über eine Einzelkanalbandbreite von über 500 MHz.
2. Geringe Leistung. Gemäß FCC und anderen Vorschriften ist die Ausgangsleistung auf -41 dBm/MHz begrenzt. Basierend auf einem einzelnen Kanal von 500 MHz beträgt die Kanalleistung -14,3 dBm.
3. Der ultrakurze Puls mit einer Dauer von einigen Zehntel Nanosekunden.
4. Durchdringen von Wänden: Es kann Wände effektiv durchdringen, führt jedoch zu einer gewissen Signaldämpfung.
Die Positionierungsdimension wird basierend auf dem Anwendungsfall und der Situation vor Ort gewählt. Die nulldimensionale Szene wird hauptsächlich zur Erkennung von Ein- und Ausgängen verwendet. Die eindimensionale Szene ist hauptsächlich eine Szene mit einem unverhältnismäßigen Seitenverhältnis, wie z. B. eine Tunnelszene, und sie funktioniert auch in einer Fabrik. In einer eindimensionalen Szene wird das positionierte Ziel an einer Linie ausgerichtet. Die 2D-Szene dient zum Lokalisieren der XY-Koordinaten ohne Höheninformationen, während die 3D-Szene Höheninformationen hat. Dennoch ist es erforderlich, dass der Anker während der Systeminstallation einen Höhenunterschied aufweist, um eine gewisse Genauigkeit der Z-Achse sicherzustellen.
Nulldimensional:
Bei der UWB-Positionierung wird zur Erzielung einer besseren nulldimensionalen Positionierung im Allgemeinen die Entfernungsmessung verwendet, die zur Entfernungsbegrenzung verwendet wird, z. B. wie weit ein Gerät von einem Anker entfernt ist. Es wird davon ausgegangen, dass es den nulldimensionalen Bereich betreten hat.
Eindimensional:
Bei der UWB-Positionierung wird zur Erzielung einer besseren nulldimensionalen Positionierung im Allgemeinen die Entfernungsmessung verwendet, die zur Entfernungsbegrenzung verwendet wird, z. B. wie weit ein Gerät von einem Anker entfernt ist. Es wird davon ausgegangen, dass es den nulldimensionalen Bereich betreten hat.
Aktueller Standort:
Positionierungsergebnis:
Zweidimensional:
Bei der zweidimensionalen Positionierung werden die XY-Koordinaten des Zielorts angezeigt. Wenn die Anker auf gleicher Höhe installiert sind, werden die Positionierungsergebnisse nicht durch die Installationshöhe der Tracker beeinflusst.
Dreidimensional:
Das Ergebnis der dreidimensionalen Positionierung sind die XYZ-Koordinaten des Ziels. Es gibt zwei Methoden, um dies zu erreichen. Eine basiert auf Distanzmessung, die einen Höhenunterschied zwischen den Ankern erfordert. Die andere basiert auf AoA, was eine hohe Winkelauflösung auf der Z-Achse erfordert, um die Genauigkeit der Z-Koordinate sicherzustellen.
UWB-Positionierungsgenauigkeit
Die Genauigkeit umfasst hauptsächlich drei Aspekte: Entfernungsgenauigkeit, Genauigkeit der Zeitsynchronisation,
und Positionierungsgenauigkeit. Die Entfernungsgenauigkeit wird hauptsächlich von zwei Faktoren beeinflusst: dem Entfernungsalgorithmus und der verwendeten Uhrgenauigkeit.
1. Genauigkeit der Entfernungsmessung:
DS-TWR minimiert den durch Taktabweichungen verursachten Fehler.
2. Genauigkeit der Zeitsynchronisierung:
Im Entfernungsmesssystem kann ein temperaturkompensierter Quarzoszillator (TCXO) mit 0,5 PPM Takt verwendet werden, um eine höhere Genauigkeit zu erreichen. Die Entfernungsmessgenauigkeit kann innerhalb von 10 cm gesteuert werden. Die Genauigkeit kann durch die Verwendung von TCXO verbessert werden.
In einem drahtlosen UWB-Positionierungssystem werden sowohl Entfernungsmessung als auch TDoA unterstützt. Bei TDoA müssen alle Positionierungs-Gateways drahtlos synchronisiert werden. Das System hat eine Synchronisationsgenauigkeit von 0,3 ns.
Im Vergleich zur kabelgebundenen Synchronisierungsmethode ist ein kabelloses System viel einfacher und kann unbegrenzt erweitert werden. Es ist nicht durch die kabelgebundene Entfernung eingeschränkt. Es vereinfacht auch die Projektimplementierung.
2. Positionierungsgenauigkeit:
Die Genauigkeit beträgt 30 cm. Die Positionsgenauigkeit des Systems wird von verschiedenen Umgebungsfaktoren beeinflusst, nicht nur von der Genauigkeit der Distanzmessung von 10 cm. Die Positionsgenauigkeit von 10 cm kann nur in einer idealen Umgebung ohne Störungen im Labor erreicht werden. Jede Signalstörung kann zu Abweichungen im System führen.
Beteiligtes Gerät
UWB-Anker:
Es sendet Beacon-Nachrichten zur Entfernungsmessung mit Trackern. Batteriebetrieben, Batterielebensdauer 5 Jahre.
UWB-Tracker:
Es empfängt regelmäßig Signalnachrichten und ermittelt die Entfernung zum Anker. Batteriebetrieben.
LoRaWAN-Gateway:
Es sendet Beacon-Nachrichten an alle Anker und Tracker, um die Uhr zu synchronisieren und Entfernungsnachrichten von Trackern zu empfangen.
Server:
Berechnen Sie die Position der Tracker mithilfe der Entfernungsinformationen und Ankerkoordinaten. Der Server wird auch verwendet, um Anker und Tracker zu konfigurieren, die Position des Ankers zu kalibrieren und als Positionierungsmodul zu fungieren.
UWB-Anker
Beacon-Nachrichten bekannt geben
Der Lansitec UWB Anchor wurde unter Verwendung von LoRaWAN- und UWB-Technologien entwickelt. Er arbeitet mit umliegenden UWB-Trackern zusammen, um Entfernungen zwischen Geräten zu berechnen, synchronisiert regelmäßig die Zeit mit anderen Ankern und überträgt Heartbeat-Daten an das LoRaWAN-Gateway.
Details anzeigen
LoRaWAN-Gateway
Synchronisieren Sie die Uhr und empfangen Sie Entfernungsmeldungen
Das Lansitec Indoor LoRaWAN Gateway ist mit seiner integrierten Ethernet-Konnektivität für eine unkomplizierte Einrichtung ein ideales Produkt für den Einsatz im Innenbereich. Darüber hinaus gibt es eine integrierte WLAN-Einrichtung (unterstützt 2,4-GHz-WLAN), die eine einfache Konfiguration über den standardmäßigen WLAN-AP-Modus ermöglicht.
Details anzeigen
UWB-Ausweis-Tracker
Empfangen von Nachrichten und
Der Lansitec UWB Badge Tracker wurde unter Verwendung von LoRaWAN- und UWB-Technologien entwickelt. Er berechnet die Entfernung mit Ankern und leitet die Entfernungsinformationen an ein LoRaWAN-Gateway weiter, um seine Position im Server zu berechnen. Die Genauigkeit kann bis auf 10 cm sinken.
Details anzeigen
UWB-Container-Tracker
Empfangen von Nachrichten und
Der Lansitec UWB Container Tracker wurde unter Verwendung von LoRaWAN- und UWB-Technologien entwickelt. Er berechnet die Distanz mit Ankern und leitet die Distanzinformationen an ein LoRaWAN-Gateway weiter, um seine Position im Server zu berechnen. Die Genauigkeit kann bis auf 10 cm sinken.
Details anzeigen
UWB-Asset-Management-Tracker
Empfangen von Nachrichten und
Der Lansitec UWB Asset Management Tracker wurde unter Verwendung von LoRaWAN- und UWB-Technologien entwickelt. Er berechnet die Entfernung mit Ankern und leitet die Entfernungsinformationen an ein LoRaWAN-Gateway weiter, um seine Position im Server zu berechnen. Die Genauigkeit kann bis auf 10 cm sinken.
Details anzeigen
German 
English 
Chinese 
French 
Spanish 
Japanese 
Arabic