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[分享] UWB室内定位技术应用市场解析

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发表于 2022-9-8 16:41:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
       室内定位之所以具有普遍适用性,与定位技术繁多是密不可分的。常见的室内定位技术有超声波技术、红外线定位技术、蓝牙定位技术、WiFi定位技术、UWB(超宽带)定位技术、ZigBee定位技术、射频技术、惯性导航技术、地磁定位技术、视觉定位等。下来就让小编带大家就UWB(超宽带)定位技术做一分析。
       UWB室内定位技术将真实世界中的人和物,与虚拟空间的丰富数据信息结合,令线下的人和物也能像线上信息一样被搜索、定位、联接,从而打破真实世界与虚拟世界的边界,实现万物互联。
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        超宽带UWB室内人员定位是一种新型的无线通信技术,根据美国联邦通信委员会的规范,UWB的工作频带为3.1~10.6GHz,系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20%或系统带宽至少为500MHz。UWB信号的发生可通过发射时间极短(如2ns)的窄脉冲(如二次高斯脉冲)通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。

        UWB(超宽带)定位技术是一种高速、低成本和低功耗新兴无线通信技术。UWB信号是带宽大于500MHz或基带带宽和载波频率的比值大于0.2的脉冲(UWBWG,2001),具有很宽的频带范围,FCC规定UWB的频带从3.1GHz~10.6GHz,并限制信号的发射功率在-41dBm以下。

        UWB的理论精度可以做到毫米级甚至微米,但是在实际部署中却千差万别,而影响UWB定位精度的原因主要有以下几种:
       1、传感器布设方式对定位精度的影响
       2、多路径效应的影响
       3、人体对定位精度的影响
       4、信号穿透减弱的影响

        超宽带的主要优势有,低功耗、对信道衰落(如多径、非视距等信道)不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强(能在穿透一堵砖墙的环境进行定位),具有很高的定位准确度和定位精度。
       智能家居、智慧工厂、智慧物流、智慧养老等场景下需要室内定位技术来提升定位准确率,随着需求的骤增,室内定位技术也在快速发展,技术呈现百花齐放之势。
       人们生活、工作的主要场所集中在室内,所以,未来的UWB室内定位市场蕴含着巨大商机与无限可能。就智能家居产业而言,虽然市场呈现“群雄割据”之势,但各大巨头已开始寻求产业级生态融合,在连接标准“大一统”的同时,定位技术也将逐渐统一,目前行业趋势主要聚焦在UWB与BLE AOA两大新生力量上。
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       一方面,UWB凭借其简单的系统结构、高速的数据传输、厘米级的定位精度等特点,在小米“一指连”产品布局的助推下得到了业界的广泛认可,但是其功耗大、成本高、覆盖范围小的问题依然存在。此外,国内UWB基站的架设已经影响到了5G基站的信号,造成了同频、邻频等多种干扰,而且UWB基站在实际架设中,为了提高覆盖范围,存在超设计功率上限的情况,也会对5G信号产生影响。
        另一方面,BLE AOA技术同样可以实现厘米级的定位精度,在成本及功耗方面略占优势。同时,蓝牙的工作频率是2.40GHz到2.41GHz频段,利用最外侧信道进行通信,可以避免与使用同一频段的WiFi信号冲突,保障信号流畅。但是,室内定位蓝牙技术本身稳定性差、易受噪声信号干扰的缺点也在很大程度上限制了BLE AOA的规模化应用。两种技术均是功过参半、难分伯仲,但归根究底,精准定位之于智能家居的重要意义毋庸置疑,相信在落地应用的淬炼中,技术也将持续创新升级。
        就智慧养老产业而言,存在护理人员有限、无法实时看护等痛点,家属也有随时查看老人健康数据的需求,综合考虑成本及实施难度等因素,WiFi定位在该领域应用广泛。老人佩戴电子腕带后系统能通过电子腕带的信号覆盖设备来采集数据和定位判断,虽定位精度有限,但完全可以满足老人防走失、跌到报警等场景。

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