跳至正文

什么是 UWB?

“UWB”代表“超宽带”,它是一种无线电技术,可以使用非常低的能量水平在很大一部分无线电频谱上进行短距离、高带宽通信。

它是如何工作的?

在这个解决方案中, 超宽带追踪器 将被附加到您想要跟踪的对象,并且 超宽带锚点 会安装在一定的高度,目前UWB定位主要采用TOF测距、TDoA、AoA定位,前两种方式独立工作,而后一种AoA方式通常与ToF或TDoA相结合。

ToF定位是基于测距的,UWB跟踪器跟每个需要定位的锚点发起测距,测距完成后进行位置计算,对于零维模式,只需要一个锚点测距即可,对于一维模式,需要至少两个锚点测距,对于二维模式,一般需要三个以上锚点测距,但某些特殊模式下两个锚点即可,对于三维模式,需要四个锚点测距。

UWB 亮点:

1、UWB覆盖3G~5G,6G~10G,共7G频段,单信道带宽超过500MHz。
2、低功率。根据FCC等规定,其输出功率限制为-41dBm/MHz。以500MHz单信道计算,其信道功率为-14.3dBm。
3.超短脉冲,持续时间为几十分之一纳秒。
4、穿墙:能有效穿墙,但会造成一定的信号衰减。

数据流

基于LoRaWAN的UWB定位数据流
定位维度的选择是根据使用场景和现场情况来决定的,零维场景主要用于出入口检测,一维场景主要是长宽比不均衡的场景,比如隧道场景,在工厂中也有用到,一维场景中定位目标会对准一条线,2D场景是定位XY坐标,没有高度信息,3D场景有高度信息,但需要系统安装时锚点有高度差,保证Z轴有一定的精度。

零维:

在UWB定位中,为了达到比较好的零维定位,一般是通过测距来实现的,测距是用于距离限制的,比如设备距离锚点有多远,就算是进入了零维区域。

零维uwb超宽带定位系统

一维:

在UWB定位中,为了达到比较好的零维定位,一般是通过测距来实现的,测距是用于距离限制的,比如设备距离锚点有多远,就算是进入了零维区域。

实际位置:

实际位置UWB超宽带定位系统

定位结果:

定位结果 UWB超宽带定位系统

二维:

二维定位会显示目标位置的XY坐标,如果锚点安装高度一致,定位结果不会受到跟踪器安装高度的影响。

二维UWB超宽带定位系统

三维:

三维定位的结果就是目标的XYZ坐标,实现的方法有两种,一种是基于距离测量,需要锚点之间的高度差;另一种是基于AoA,需要Z轴上有较高的角度分辨率,以保证Z坐标的准确性。

三维UWB超宽带定位系统

UWB定位精度

精度主要涉及三个方面:测距精度、时间同步精度、
和定位精度。测距精度主要受两个因素影响:测距算法和所采用的时钟精度。

1.测距精度:
DS-TWR 最大限度地减少了时钟偏差引起的误差。
2.时间同步精度:
测距系统中,采用0.5PPM时钟温补晶振(TCXO)可以达到较好的测距精度,测距精度可以控制在10cm以内,使用TCXO可以提高测距精度。

UWB无线定位系统同时支持测距和TDoA,TDoA方式需要所有定位网关进行无线同步,系统同步精度为0.3ns。
相较于有线同步方式,无线系统更为简单,且可无限扩充,不受有线距离的限制,也简化了工程实施的难度。

2.定位精度:
精度为30cm,系统的定位精度受各种环境因素影响,并非仅仅10cm的测距精度,10cm的定位精度是在实验室中无干扰的理想环境下才能达到的,任何信号的干扰都可能造成系统偏差。

涉及的设备

UWB 锚点:

它发布信标信息,以便跟踪器进行测距。电池供电,电池寿命为 5 年。

UWB 追踪器:

它定期接收信标信息并根据锚点进行测距。由电池供电。

LoRaWAN 网关:

它向所有锚点和跟踪器发送信标消息以同步时钟并接收来自跟踪器的距离消息。

服务器:

使用距离信息和锚点坐标计算跟踪器的位置。服务器还用于配置锚点和跟踪器、校准锚点位置并充当定位引擎。

宏蓝牙网关

超宽带锚点

播报信标消息

Lansitec UWB Anchor 采用 LoRaWAN 和 UWB 技术设计而成,可与周围的 UWB 追踪器配合计算设备之间的距离,定期与其他锚点同步时间,并将心跳数据传输到 LoRaWAN 网关。

查看详细信息
室内 LoRaWAN 网关

LoRaWAN 网关

同步时钟并接收测距消息

Lansitec 室内 LoRaWAN 网关是一款适合室内部署的理想产品,它具有内置以太网连接,设置简单。此外,它还具有板载 Wi-Fi 设置(支持 2.4 GHz Wi-Fi),可通过默认 Wi-Fi AP 模式轻松配置。

查看详细信息
徽章追踪器

超宽带徽章追踪器

接收消息并测距

Lansitec UWB Badge Tracker 采用 LoRaWAN 和 UWB 技术设计而成。它计算与锚点的距离,并将距离信息转发到 LoRaWAN 网关以计算其在服务器中的位置。精度可低至 10 厘米。

查看详细信息
超宽带集装箱追踪器

超宽带集装箱追踪器

接收消息并测距

Lansitec UWB 集装箱追踪器采用 LoRaWAN 和 UWB 技术设计而成。它计算与锚点的距离,并将距离信息转发到 LoRaWAN 网关以计算其在服务器中的位置。精度可低至 10 厘米。

查看详细信息
资产管理追踪

UWB 资产管理追踪

接收消息并测距

Lansitec UWB 资产管理追踪器采用 LoRaWAN 和 UWB 技术设计。它计算与锚点的距离,并将距离信息转发到 LoRaWAN 网关以计算其在服务器中的位置。精度可低至 10cm。

查看详细信息
zh_CNChinese