Qu'est-ce que l'UWB ?
« UWB » signifie « Ultra Wide Band », c'est une technologie radio qui peut utiliser un très faible niveau d'énergie pour des communications à courte portée et à large bande passante sur une grande partie du spectre radio.
Comment ça marche ?
Dans cette solution, Suivi UWB sera attaché à l'objet que vous souhaitez suivre, et Ancre UWB sera installé à une certaine hauteur. Actuellement, le positionnement UWB utilise principalement la télémétrie TOF, le positionnement TDoA et le positionnement AoA. Les deux premières méthodes fonctionnent indépendamment, tandis que la dernière méthode AoA est généralement combinée avec ToF ou TDoA.
Le positionnement ToF est basé sur la portée. Le tracker UWB lance la télémétrie avec chaque ancre qui doit être positionnée. Une fois la télémétrie terminée, la position est calculée. Pour le mode zéro dimension, il n'a besoin que d'une seule ancre pour la télémétrie. Pour le mode unidimensionnel, il doit utiliser au moins deux ancres. Pour le mode bidimensionnel, il faut généralement trois ancres ou plus pour la télémétrie, mais dans certains modes spéciaux, deux ancres suffisent. Pour le mode tridimensionnel, il doit utiliser quatre ancres pour la télémétrie.
Faits saillants de l'UWB :
1. L'UWB couvre les bandes de fréquences 3G~5G, 6G~10G, un total de 7G, et dispose d'une bande passante de canal unique de plus de 500 MHz.
2. Faible puissance. Selon la FCC et d'autres réglementations, sa puissance de sortie est limitée à -41 dBm/MHz. Sur la base d'un seul canal de 500 MHz, sa puissance de canal est de -14,3 dBm.
3. L’impulsion ultra-courte, d’une durée de quelques dixièmes de nanoseconde.
4. Pénétrer le mur : il peut pénétrer les murs efficacement mais provoquera une certaine atténuation du signal.
La dimension de positionnement est choisie en fonction du cas d'utilisation et de la situation sur site. La scène à zéro dimension est principalement utilisée pour la détection d'entrée et de sortie. La scène à une dimension est principalement une scène avec un rapport hauteur/largeur disproportionné, comme une scène de tunnel, et elle fonctionne également dans une usine. Dans une scène à une dimension, la cible positionnée sera alignée sur une ligne. La scène 2D sert à localiser les coordonnées XY sans informations de hauteur, tandis que la scène 3D contient des informations de hauteur. Néanmoins, il faut que l'ancrage ait une différence de hauteur lors de l'installation du système pour garantir une certaine précision de l'axe Z.
Zéro-Dimensionnel :
Dans le positionnement UWB, pour obtenir un meilleur positionnement en dimension zéro, on utilise généralement la télémétrie, qui est utilisée pour limiter la distance, par exemple la distance entre un appareil et une ancre. On considère qu'il est entré dans la zone de dimension zéro.
Unidimensionnel :
Dans le positionnement UWB, pour obtenir un meilleur positionnement en dimension zéro, on utilise généralement la télémétrie, qui est utilisée pour limiter la distance, par exemple la distance entre un appareil et une ancre. On considère qu'il est entré dans la zone de dimension zéro.
Localisation actuelle :
Résultat du positionnement :
Bidimensionnel:
Le positionnement bidimensionnel affichera les coordonnées XY de l'emplacement cible. Si les ancrages sont installés à la même hauteur, les résultats du positionnement ne seront pas affectés par la hauteur d'installation des trackers.
Tridimensionnel:
Le résultat du positionnement tridimensionnel est la coordonnée XYZ de la cible. Il existe deux méthodes pour y parvenir. L'une est basée sur la mesure de distance, qui nécessite une différence de hauteur entre les ancrages. L'autre est basée sur l'AoA, qui nécessite une résolution d'angle élevée sur l'axe Z pour garantir la précision de la coordonnée Z.
Précision de positionnement UWB
La précision implique principalement trois aspects : la précision de la distance, la précision de la synchronisation temporelle,
et la précision du positionnement. La précision de la mesure dépend principalement de deux facteurs : l'algorithme de mesure et la précision de l'horloge utilisée.
1. Précision de la mesure :
DS-TWR minimise l’erreur causée par l’écart d’horloge.
2. Précision de la synchronisation horaire :
Dans le système de télémétrie, un oscillateur à cristal compensé en température (TCXO) à horloge de 0,5 ppm peut être utilisé pour obtenir une meilleure précision. La précision de la télémétrie peut être contrôlée à 10 cm près. La précision peut être améliorée en utilisant un TCXO.
Dans un système de positionnement sans fil UWB, la télémétrie et le TDoA sont tous deux pris en charge. Dans le TDoA, toutes les passerelles de positionnement doivent être synchronisées sans fil. Le système a une précision de synchronisation de 0,3 ns.
Par rapport à la méthode de synchronisation filaire, un système sans fil est beaucoup plus simple et peut être étendu sans limite, sans être limité par la distance filaire. Cela simplifie également la difficulté de mise en œuvre du projet.
2. Précision du positionnement :
La précision de positionnement du système est de 30 cm. La précision de positionnement du système est influencée par divers facteurs environnementaux, et pas uniquement par la précision de mesure de distance de 10 cm. La précision de positionnement de 10 cm ne peut être obtenue que dans un environnement idéal sans aucune interférence en laboratoire. Toute perturbation du signal peut entraîner une déviation du système.
Appareil concerné
Ancre UWB :
Il diffuse des messages de balise pour la télémétrie avec les trackers. Alimenté par batterie, durée de vie de la batterie de 5 ans.
Suivi UWB :
Il reçoit périodiquement des messages de balise et de télémétrie avec l'ancre. Alimenté par batterie.
Passerelle LoRaWAN :
Il envoie des messages de balises à tous les ancres et trackers pour synchroniser l'horloge et recevoir des messages de distance des trackers.
Serveur:
Utilisez les informations de distance et les coordonnées de l'ancre pour calculer la position des trackers. Le serveur est également utilisé pour configurer l'ancre et le tracker, calibrer la position de l'ancre et agir comme un moteur de positionnement.
Ancre UWB
Annoncer des messages de balise
L'ancre UWB de Lansitec est conçue à l'aide des technologies LoRaWAN et UWB. Elle fonctionne avec les trackers UWB environnants pour calculer les distances entre les appareils, synchronise régulièrement l'heure avec d'autres ancres et transmet les données de pulsation à la passerelle LoRaWAN.
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Passerelle LoRaWAN
Synchronisez l'horloge et recevez des messages de distance
La passerelle LoRaWAN d'intérieur de Lansitec est un produit idéal pour un déploiement en intérieur avec sa connectivité Ethernet intégrée pour une configuration simple. De plus, il existe une configuration Wi-Fi intégrée (prenant en charge le Wi-Fi 2,4 GHz) qui permet de la configurer facilement via le mode Wi-Fi AP par défaut.
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Suivi des badges UWB
Recevoir des messages et des télémétries
Le traceur de badges UWB de Lansitec est conçu à l'aide des technologies LoRaWAN et UWB. Il calcule la distance avec des ancres et transmet les informations de distance à une passerelle LoRaWAN pour calculer sa position dans le serveur. La précision peut être aussi faible que 10 cm.
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Suivi de conteneurs UWB
Recevoir des messages et des télémétries
Le système de suivi de conteneurs UWB de Lansitec est conçu à l'aide des technologies LoRaWAN et UWB. Il calcule la distance avec des ancres et transmet les informations de distance à une passerelle LoRaWAN pour calculer sa position dans le serveur. La précision peut être aussi faible que 10 cm.
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Suivi de gestion des actifs UWB
Recevoir des messages et des télémétries
Le Lansitec UWB Asset Management Tracker est conçu à l'aide des technologies LoRaWAN et UWB. Il calcule la distance avec des ancres et transmet les informations de distance à une passerelle LoRaWAN pour calculer sa position dans le serveur. La précision peut être aussi faible que 10 cm.
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