Wybór kraju/regionu i języka

Ultra-Wideband / UWB / technologia ultraszerokopasmowa – co to dokładnie jest?

UWB (znane również jako technologia ultra-szerokopasmowa lub ultraszerokopasmowa) to cyfrowa technologia radiowa dla krótkiego zasięgu. Opiera się na bardzo wysokich częstotliwościach, które dostarczają danych przestrzennych i kierunkowych. Technologia ultraszerokopasmowa może lokalizować obiekty z dokładnością do 10 cm. Dzięki temu solidna technologia radiowa o dużym zasięgu jest predestynowana do zastosowania w hali produkcyjnej.

Jak powstała technologia ultraszerokopasmowa?

Początki technologii ultraszerokopasmowej sięgają lat 80. XIX wieku, kiedy to Heinrich Hertz wynalazł nadajnik z iskrownikiem, a Guglielmo Marconi udoskonalił go, by wysłać pierwszą transmisję radiową przez Atlantyk. Oparta na impulsach szerokopasmowa technologia radiowa RADAR była wykorzystywana podczas II wojny światowej do określania odległości, kąta i prędkości obiektów. Siedem dekad później technologia ultraszerokopasmowa dostarcza danych lokalizacyjnych użytkownikom iPhone'a 11. Ale elektronika konsumencka nie jest osamotniona: ostatnie dane dotyczące wzrostu na rynku pokazują gwałtowny wzrost sukcesu technologii ultraszerokopasmowej również w zastosowaniach Przemysł 4.0. Technologia ta jest na dobrej drodze do stania się światowym standardem. W ostatnich latach technologia ultraszerokopasmowa ugruntowała swoją pozycję jako kluczowa technologia bezprzewodowa dla precyzyjnego pozycjonowania wewnątrz budynków i usług lokalizacyjnych w środowiskach przemysłowych.

Technologia ultraszerokopasmowa jest określona zgodnie ze standardem IEEE 802.15.4z i definiuje stosunkowo szerokie pasmo częstotliwości w porównaniu do wąskopasmowego radia. Oznacza to, że sygnały w technologii ultraszerokopasmowej mogą być przesyłane z bardzo niską energią i tym samym nie zakłócają istniejących systemów radiowych – dla nich sygnały w technologii ultraszerokopasmowej giną w szumie.

Bardzo szerokie pasmo częstotliwości technologii ultraszerokopasmowej pozwala na przesyłanie bardzo krótkich impulsów sygnału. W ten sposób można precyzyjnie określić czas, w którym sygnał w technologii ultraszerokopasmowej został wysłany lub odebrany. Na podstawie dokładnych czasów lub różnic czasowych można zrealizować bardzo dokładną lokalizację.

Jaka jest różnica między technologią wąskopasmową, szerokopasmową i ultraszerokopasmową?

Technologia wąskopasmowa

Technologia wąskopasmowa jest cyfrową technologią radiową, która transmituje sygnały w wąskim paśmie częstotliwości. W komunikacji wąskopasmowej szerokość pasma sygnału jest znacznie mniejsza od koherentnej szerokości pasma kanału. Oznacza to, że szerokość pasma sygnału nie przekracza znacząco koherentnej szerokości pasma kanału.

Technologia szerokopasmowa i ultraszerokopasmowa

Z kolei technologia szerokopasmowa odnosi się do szerszego kanału komunikacyjnego wykorzystującego stosunkowo duży zakres częstotliwości. Szerokość pasma sygnału znacznie przekracza koherentną szerokość pasma kanału. Dzięki technologii ultraszerokopasmowej, która nadaje ze stosunkowo dużą szerokością pasma, wynoszącą co najmniej 500 MHz, czas trwania impulsów sygnałowych mieści się w zakresie nanosekund. Dzięki tak wysokiej rozdzielczości czasowej, czas transmisji może być precyzyjnie określony i umożliwia wyraźniejszy pomiar czasu trwania impulsów w porównaniu do poprzednich technologii. Odbicia od obiektów metalicznych mają bardzo mały wpływ na precyzję lokalizacji ze względu na krótki czas trwania impulsu. Obiekty mogą być lokalizowane z dokładnością do 10 cm.

Jakie metody pomiaru lokalizacji są możliwe przy użyciu omlox?

Downlink Time Difference of Arrival (DL-TDoA)

Downlink-TDoA jest odpowiedni dla nieograniczonej liczby urządzeń śledzonych. Ten skoncentrowany na tagach tryb jest porównywalny do korzystania z GPS. Do tagów wysyłane są tylko sygnały downlink z satelitów. Na podstawie tych sygnałów i znanych pozycji kilku satelitów, tagi same obliczają swoją pozycję.

Uplink Time Difference of Arrival (UL-TDoA)

W tym trybie, wysoce energooszczędny tag wysyła sygnał do otaczających go satelitów. Ponieważ satelity są zsynchronizowane, mogą obliczyć pozycję tagu na podstawie różnicy czasu przybycia.

Reconstructed Time of Flight (RToF)

Ten zoptymalizowany pod względem energetycznym tryb dwukierunkowego pomiaru opiera się na pojedynczym uścisku dłoni między tagiem a satelitą, który jest również odbierany i przetwarzany przez inne otaczające go satelity. Ponieważ satelity są zsynchronizowane, mogą obliczyć czas tranzytu między wszystkimi satelitami.

Jakie zastosowania są możliwe dzięki technologii ultraszerokopasmowej?

W licznych zastosowaniach w środowisku produkcyjnym i logistycznym radiowa technologia ultraszerokopasmowa okazuje się wyraźnie lepsza od alternatywnych technologii lokalizacyjnych dzięki precyzyjnym danym lokalizacyjnym, wysokiej rozdzielczości czasowej i solidnej transmisji sygnału.

1. Asset Tracking

Dzięki funkcji Asset Tracking użytkownicy mogą śledzić wykorzystanie maszyn/AGV oraz uzyskiwać dostęp do danych historycznych i ścieżek transportowych. W ten sposób użytkownicy zwiększają produktywność i poprawiają wykorzystanie mocy produkcyjnych.

2. Automated booking (automatyczne rezerwacje)

Na podstawie geofence można stosować wyzwalacze do uruchamiania określonych zdarzeń, takich jak automatyczne rezerwacje. W ten sposób można np. automatycznie rezerwować zlecenia, gdy tylko trafią do odpowiedniej strefy lub automatycznie nadawać priorytety pracownikom intralogistyki. Zwiększa to produktywność przy jednoczesnym zmniejszeniu ilości odpadów, torując drogę do fabryki bez papieru.

3. Machine Navigation (AGV)

AGV mogą zwiększać i zmniejszać prędkość w zależności od odległości od pracowników, na przykład w celu zapewnienia wyższego poziomu bezpieczeństwa na hali produkcyjnej.

4. Human Navigation (VR)

Nawigacja za pomocą AR zmniejsza zapotrzebowanie na personel i ułatwia wyszukiwanie części i przedmiotów. Korzyść: mniejsze nakłady na szkolenia dla pracowników i wzrost produktywności.

5. Automated Documentation (zautomatyzowana dokumentacja)

Zautomatyzowana dokumentacja (Automated Documentation) umożliwia zautomatyzowaną inwentaryzację urządzeń i maszyn. Ponadto dokumentowany jest czas i miejsce interwencji pracownika serwisu, a także regulacje i aktualizacje maszyn.

6. Movement Analysis

Zobacz i przeanalizuj wszystkie ruchy na hali produkcyjnej. Zwiększy to przejrzystość w Państwa fabryce i pozwala na identyfikację potencjału optymalizacji.

Skontaktuj się z naszymi ekspertami!

Czy chciałbyś dowiedzieć się więcej o tym, jak można wykorzystać technologię ultraszerokopasmową w środowisku produkcyjnym lub logistycznym? Skontaktuj się z nami!

Skontaktuj się teraz

Te tematy również mogą Państwa zainteresować

Produkty dla lokalizacji w czasie rzeczywistym

Coriva to moduł rozwiązań dla elastycznych i wydajnych rozwiązań RTLS firmy TRUMPF. Dodatkowo wspieramy naszych partnerów w tworzeniu własnych rozwiązań w oparciu o pierwszy na świecie otwarty standard lokalizacji omlox.

omlox – kamień milowy dla firm na drodze do Przemysłu 4.0

Na stronie internetowej można znaleźć wszystkie najnowsze informacje na temat omlox, otwartego i interoperacyjnego standardu, który rewolucjonizuje lokalizację w czasie rzeczywistym.