Voľba krajiny/regiónu a jazyka

Ultra-wideband / UWB / ultra širokopásmová technológia

Čo to vlastne je? Technológia UWB (známa aj ako ultra-wideband resp. ultra širokopásmová technológia) predstavuje digitálnu bezdrôtovú technológiu pre blízky dosah. Založená je na veľmi vysokých frekvenciách, ktoré poskytujú priestorové a smerové dáta. Pomocou UWB je možné lokalizovať objekty s presnosťou až na 10 cm. Vďaka tomu je bezdrôtová rádiová technika so svojim veľkým dosahom predurčená do výrobného závodu.

Ako vznikla UWB?

Základy technológie UWB siahajú až do roku 1880, kedy Heinrich Hertz vynašiel prístroj vysielajúci rádiové vlny a Guglielmo Marconi ho vylepšil, aby mohol poslať prvé rádiové vlny cez Atlantik. Pulzná širokopásmová rádiová technológia RADAR slúžila počas druhej svetovej vojny na určenie vzdialenosti, uhla a rýchlosti pohybu objektov. Sedem desaťročí neskôr poskytuje užívateľom mobilov iPhone 11 UWB údaje o polohe. No spotrebná elektronika nie je to jediné: Najnovšie poznatky z rozširovania trhu ukazujú na prudký rast potreby ultra širokopásmovej techniky aj v aplikáciách pre Priemysel 4.0. Táto technológia je na najlepšej ceste stať sa celosvetovým štandardom. UWB sa v predošlých rokoch etablovala ako kľúčová bezdrôtová technológia na presné lokalizovanie vo vnútornom priestore a služby založené na lokalizácii v priemyselnom prostredí.

UWB je špecifikovaná podľa normy IEEE 802.15.4z a definuje v porovnaní s úzkopásmovou rádiotelegrafiou porovnateľne široké frekvenčné pásmo. Vďaka tomu je možné vysielať UWB signály s veľmi nízkou energiou, ktoré tak nerušia jestvujúce rádiové systémy – pre nich sa UWB signály strácajú v šume.

Veľmi široké frekvenčné pásmo UWB umožňuje vysielanie veľmi krátkych pulzov signálu. Vďaka tomu je možné presne určiť čas, v ktorom bol odoslaný resp. bude prijatý UWB signál. Na základe presných časových údajov alebo rozdielov času je možná vysoko presná lokalizácia.

Aký je rozdiel medzi úzkopásmovou (narrowband), širokopásmovou technológiou (wideband) a ultraširokopásmovou technológiou (ultrawideband)?

Narrowband

Úzkopásmová komunikácia (narrowband) je digitálna rádiová technológia, ktorá prenáša signály v úzkom frekvenčnom pásme. Pri úzkopásmovej komunikácii je šírka pásma signálu oveľa menšia ako koherentná šírka pásma kanála. Znamená to, že šírka pásma signálu neprekračuje výrazne koherentnú šírku pásma kanála.

Širokopásmová technológia (wideband) a ultraširokopásmová technológia (ultrawideband)

Širokopásmová (wideband) technológia sa naproti tomu vzťahuje na široko frekvenčný komunikačný kanál, ktorý využíva relatívne veľký rozsah frekvencie. Šírka pásma signálu výrazne prekračuje koherentnú šírku pásma kanála. Pri ultra širokopásmovej technológii, pri ktorej je vysielanie v pomerne veľkej šírke pásma - minimálne 500 MHz - je trvanie pulzov signálu v nanosekundovej oblasti. Vďaka tomuto vysokému časovému rozlíšeniu je možné presne určiť čas odoslania signálu; čo umožňuje veľmi presné meranie času prenosu pulzov. Odraz od kovových objektov má kvôli krátkemu trvaniu pulzu veľmi malý vplyv na presnosť lokalizácie. Polohu objektov je tak možné určiť s presnosťou na 10 cm.

Aké sú s omlox-om možné metódy merania pri lokalizácii?

Downlink Time Difference of Arrival (DL-TDoA)

Downlink TDoA (signál zo zákl.stanice ku koncovému zariadeniu) je vhodný pre neobmedzený počet sledovateľných zariadení. Tento režim zameraný na mobilné identifikačné prvky (tag) je porovnateľný s používaním systému GPS. Zo satelitov sa vysielajú k mobilným identifikačným prvkom (tag) len signály downlink. Na základe týchto signálov a známych polôh viacerých satelitov, prepočítavajú mobilné identifikačné prvky (tag) sami svoju polohu.

Uplink Time Difference of Arrival (UL-TDoA)

Vysoko energeticky efektívny mobilný identifikačný prvok vysiela pri tomto režime signál do okolitých satelitov. Keďže sú satelity synchronizované, dokážu vypočítať polohu mobilného prvku (tag) na základe rozdielu v čase prijatia signálu.

Reconstructed Time of Flight (RToF)

Tento energeticky optimalizovaný dvojcestný režim dosahu je založený na jednom jedinom nadviazaní spojenia medzi mobilným identifikačným prvkom (tag) a satelitom, ktorý je prijímaný a spracovávaný aj inými okolitými satelitmi. Keďže sú satelity synchronizované, dokážu prepočítať čas prenosu medzi všetkými satelitmi.

Kde je možné aplikovať UWB?

Rádiová technológia UWB sa viac osvedčuje v početných aplikáciách vo výrobnom prostredí a logistike vďaka presným lokalizačným údajom, vysokému časovému rozlíšeniu a stabilnému prenosu signálu v porovnaní s alternatívnymi technológiami na lokalizáciu.

1. Asset Tracking

Pomocou Asset Tracking môžu užívatelia sledovať vyťaženie strojov/automaticky riadených dopravníkov (AGV) a mať prístup k údajom o transportoch z histórie. Užívatelia tak zvýšia svoju produktivitu a vylepšia vyťaženie dostupných kapacít.

2. Automated Booking

Na základe geofencingu je možné pomocou spúšťačov aktivovať určité udalosti ako napríklad automatizovanú evidenciu. Týmto spôsobom je napríklad možná automatická evidencia zákaziek hneď, keď sa dostanú do príslušnej zóny alebo automatické priorizovanie zamestnancov vnútropodnikovej logistiky. Zvyšuje to produktivitu, zároveň redukuje odpad a dláždi tak cestu k fabrike bez zbytočného papierovania.

3. Machine Navigation (AGV)

Automaticky riadené dopravníky (AGV) môžu v závislosti od vzdialenosti od zamestnancov meniť rýchlosť, napríklad kvôli zaručeniu vyššej miery bezpečnosti vo výrobnom závode.

4. Human Navigation (VR)

Navigácia cez AR (augmented reality / rozšírená realita) znižuje požiadavky na zamestnancov a uľahčuje vyhľadávanie dielcov a položiek. Výhoda: menšia náročnosť školenia zamestnancov a zvýšenie produktivity.

5. Automated Documentation

Automatizované dokumentovanie umožňuje automatizovanú inventúru príslušenstva a strojov. Okrem toho sa dokumentujú údaje o čase a mieste servisných zásahov ako aj úpravy a aktualizácie strojov.

6. Movement Analysis

Prezrite si a analyzujte všetky pohyby v závode. Zvýšite si tým prehľad vo Vašom závode a dokážete identifikovať potenciály optimalizácie.

Skontaktujte sa s našimi odborníkmi!

Chcete sa dozvedieť viac o tom, ako je možné využívať technológiu UWB vo výrobnom prostredí a v logistike? Skontaktujte sa s nami!

Skontaktujte sa teraz

Tieto témy by mohli zaujímať aj Vás

Produkty pre lokalizáciu v reálnom čase

Coriva je základným kameňom riešení flexibilných a výkonných riešení RTLS firmy TRUMPF. Okrem toho podporujeme našich partnerov pri vývoji vlastných riešení, ktoré sú založené na celosvetovo prvom otvorenom štandarde lokalizácie omlox.

omlox – Míľnik pre podniky na ceste k revolúcii Priemysel 4.0

Pozrite si na internetovej stránke všetky novinky o omlox-e, otvorenom a interoperačnom štandarde, ktorý prináša revolúciu určovania polohy v reálnom čase.