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Ultra Wideband / UWB / Banda ultralarga

O que é isso exatamente? UWB (também conhecido como banda ultralarga ou ultra wideband) é a sigla usada para designar uma tecnologia de rádio digital para curto alcance. Ela se baseia em frequências muito altas que fornecem dados espaciais e direcionais. Com a tecnologia UWB é possível localizar objetos com precisão de até 10 cm. Isso significa que a robusta tecnologia de rádio com seu longo alcance é adequada para o chão de fábrica.

Como surgiu a UWB?

As origens da UWB remontam à década de 1880, quando Heinrich Hertz inventou o transmissor de faíscas e Guglielmo Marconi o aprimorou para enviar a primeira transmissão de rádio através do Atlântico. Durante a Segunda Guerra Mundial, a tecnologia de rádio de banda larga baseada em impulsos RADAR foi usada para determinar a distância, o ângulo e a velocidade dos objetos. Sete décadas depois, a UWB está fornecendo dados de localização para usuários do iPhone 11. Mas os sistemas eletrônicos de entretenimento não estão sozinhos: os números recentes de crescimento do mercado mostram um aumento acentuado no sucesso da banda ultralarga também nas aplicações da Indústria 4.0. A tecnologia está a caminho de se tornar um padrão mundial. Nos últimos anos, a UWB se estabeleceu como uma tecnologia sem fio essencial para o posicionamento interno preciso e serviços baseados em localização em ambientes industriais.

UWB é especificado de acordo com o padrão IEEE 802.15.4z e define uma banda de frequência comparativamente ampla em comparação com o rádio de banda estreita. Isso significa que os sinais UWB podem ser enviados com muito pouca energia e não interferem nos sistemas de rádio existentes – para eles, os sinais UWB são perdidos no ruído.

A banda de frequência muito ampla do UWB permite a emissão de pulsos de sinal muito curtos. Assim, a hora em que um sinal UWB foi enviado ou recebido pode ser determinada com precisão. Com base nos pontos exatos no tempo ou nas diferenças de tempo, uma localização altamente precisa pode ser implementada.

Qual é a diferença entre narrowband, wideband e ultrawideband?

Narrowband

Narrowband (banda estreita) é uma tecnologia de rádio digital que transmite sinais em uma banda estreita de frequências. Na comunicação de banda estreita, a largura de banda do sinal é muito menor que a largura de banda coerente do canal. Isso significa que a largura de banda do sinal não excede significativamente a largura de banda coerente do canal.

Wideband e ultrawideband

A tecnologia de banda larga (Wideband), por outro lado, refere-se a um canal de comunicação de frequência mais ampla, que usa uma gama relativamente grande de frequências. A largura de banda do sinal excede em muito a largura de banda coerente do canal. Devido à tecnologia de banda ultralarga, que transmite com uma largura de banda alta de pelo menos 500 MHz, a duração dos pulsos de sinal está na faixa de nanossegundos. Essa alta resolução temporal significa que o tempo de transmissão pode ser determinado com precisão e permite uma medição muito precisa do tempo de trânsito dos impulsos. As reflexões de objetos metálicos têm um impacto muito pequeno na precisão da localização devido à curta duração do pulso. Dessa maneira é possível localizar objetos com uma precisão de até 10 cm.

Quais métodos de medição para localização são possíveis com omlox?

Downlink Time Difference of Arrival (DL-TDoA)

O downlink TDoA é adequado para um número ilimitado de dispositivos rastreáveis. Esse modo centrado em tags é semelhante ao uso do GPS. Apenas os sinais de downlink são enviados dos satélites para as tags. Com base nesses sinais e nas posições conhecidas de vários satélites, as tags calculam suas próprias posições.

Uplink Time Difference of Arrival (UL-TDoA)

Neste modo, uma tag energeticamente muito eficiente envia um sinal para os satélites ao redor. Uma vez que os satélites estão sincronizados, eles podem usar a diferença do tempo de chegada para calcular a posição da tag.

Reconstructed Time of Flight (RToF)

Este modo de alcance bidirecional com otimização de energia é baseado em um único handshake entre uma tag e um satélite, que também é recebido e processado por outros satélites ao redor. Como os satélites estão sincronizados, eles podem calcular o tempo de trânsito entre todos os satélites.

Quais aplicações são possíveis com a UWB?

Graças aos dados de localização precisos, alta resolução temporal e transmissão de sinal robusta, a tecnologia de rádio UWB provou ser claramente superior às tecnologias de localização alternativas para inúmeras aplicações no ambiente de produção e logística.

1. Asset Tracking

Com o Asset Tracking os usuários podem acompanhar a ocupação de máquinas/AGVs e acessar históricos dos dados de transporte e rastreamentos. Assim os usuários aumentam a produtividade e melhoram a utilização de capacidade.

2. Automated booking

Com base em cercas geográficas, com auxílio de disparadores é possível acionar determinados eventos, como Automated Booking. Dessa forma, pedidos podem ser registrados automaticamente assim que entrarem em uma determinada zona, ou funcionários de intralogística podem ser priorizados automaticamente. Isso aumenta a produtividade, reduzindo simultaneamente o resíduo e pavimentando o caminho para uma fábrica sem papel.

3. Machine Navigation (AGV)

AGVs podem aumentar e reduzir a velocidade, dependendo da distância aos funcionários, por exemplo, para assegurar uma maior segurança no chão de fábrica.

4. Human Navigation (VR)

A navegação através de realidade aumentada reduz os requisitos aos funcionários e facilita encontrar peças e artigos. A vantagem: menor esforço de treinamento para funcionários e melhoria da produtividade.

5. Automated Documentation

Automated Documentation permite o inventário automatizado para equipamentos e máquinas. Além disso, são documentados dados de tempo e local de intervenções de manutenção, bem como adaptações e atualizações de máquina.

6. Movement Analysis

Visualize a analise todos os movimentos no chão de fábrica. Dessa maneira você aumenta a transparência em sua fábrica e pode identificar potenciais de otimização.

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