Posicionamento UWB: O poder do ToF para o seu negócio!

Introdução

Você está perdendo ativos valiosos diariamente e se sentindo frustrado com atrasos desnecessários em suas operações? A G-NiceRF ajuda a resolver esse problema, permitindo que você rastreie itens usando  soluções de posicionamento UWB , o que economiza tempo significativo e aumenta o lucro. Ajudamos você a construir uma marca confiável e alcançar o sucesso, eliminando as incertezas envolvidas no rastreamento.

Como o ToF aprimora a precisão nos negócios?

Vamos discutir exatamente como as necessidades de posicionamento da sua empresa são transformadas com as soluções de posicionamento UWB e a tecnologia ToF.

·  Pulsos de nanossegundos

Ao transmitir rajadas de dados extremamente curtas, você utiliza pulsos de nanossegundos (NSP) com duração de apenas 2 ns, proporcionando uma velocidade incrível. Consequentemente, você obtém alta resolução, o que contribui diretamente para a precisão superior do posicionamento UWB,  atendendo às necessidades do seu negócio. Utilizamos sempre larguras de banda amplas para garantir sinais nítidos e evitar possíveis problemas de sobreposição de dados. Dessa forma, seu sistema permanece estável enquanto você utiliza o protocolo padrão IEEE 802.15.4-2020 em suas operações.

·  Velocidade da luz

Para que nosso sistema funcione corretamente, precisamos que nossos sinais sejam enviados na velocidade da luz. Ela viaja a uma velocidade constante de aproximadamente 3x10^8 metros por segundo, então podemos ter certeza de que seu posicionamento é preciso.

·  Voo de Sinalização

Você rastreia a onda durante o percurso do sinal até a etiqueta e o seu retorno instantâneo à fonte. Você mede esse tempo de percurso de ida e volta porque é exatamente assim que o posicionamento UWB funciona em um cenário real. Consequentemente, você ignora a intensidade do sinal e se concentra inteiramente no tempo, o que nos permite verificar o caminho exato percorrido.

•  Cronometragem exata

Você precisa de relógios precisos, conhecidos como Sincronização Exata, porque usamos temporizadores sincronizados que medem até picossegundos. Isso aumenta a eficácia do posicionamento UWB e, além disso, reduz os erros de temporização para obter resultados estáveis ​​e confiáveis. Lidamos com os desvios de relógio de forma eficiente e, portanto, seus dados permanecem válidos para que você possa confiar no Tempo de Voo.

O que define os sistemas de posicionamento UWB de alta precisão?

Para implementar com sucesso um sistema de posicionamento UWB profissional em suas instalações, você precisa exigir capacidades técnicas específicas e métricas de desempenho robustas. Lembro-me de ter visitado um centro de logística onde o gerente estava quase em lágrimas porque o antigo sistema de rastreamento falhou durante um período de pico . De acordo com o Consórcio FiRa, "o UWB se destaca em precisão e segurança onde outras tecnologias falham".  Você precisa de um sistema de posicionamento UWB com precisão de até um centímetro, e nós oferecemos uma precisão de 10 cm.

Essa é uma característica essencial de um sistema de posicionamento UWB de qualidade, além da necessidade de baixa latência para rastreamento em tempo real. Oferecemos atualizações com baixa latência, na ordem de milissegundos, exatamente o que se espera de um sistema de localização em tempo real baseado em UWB. Você também precisa de alta capacidade, pois nosso sistema pode gerenciar até 30 tags simultaneamente em uma mesma área. Isso o torna ideal para um sistema de posicionamento UWB robusto para ambientes internos e, além disso, permite a obtenção de dados 3D valiosos para análises mais aprofundadas.

Também oferecemos recursos de posicionamento UWB 3D precisos, juntamente com taxas de dados de 6,8 Mbps para transferência rápida. Portanto, você poderá rastrear seus ativos com eficácia a partir de locais remotos usando a tecnologia G-NiceRF. Como você precisava de soluções de posicionamento UWB, fornecemos 500 mW de potência para atender a essa necessidade específica.

Por que escolher ToF em vez de RSSI para posicionamento UWB?

Essa é uma das razões pelas quais você descobrirá que o método de Tempo de Voo (ToF) é muito mais confiável do que as abordagens não confiáveis ​​que utilizam a intensidade do sinal para posicionamento UWB.

·  Energia do sinal

Você não precisa usar métricas não confiáveis, pois o RSSI  utiliza a energia do sinal, que é uma métrica bastante instável. Trata-se de uma métrica muito volátil, que se dissipa facilmente, fazendo com que a comparação entre o posicionamento UWB e Bluetooth seja muito diferente. Usamos a medição do tempo, então você pode ignorar a intensidade do sinal, que é o que realmente importa para a confiabilidade, como mencionei. Portanto, você tem estabilidade porque não usamos sinais fracos e você pode confiar no pulso.

·  Cálculo de distância

Você precisa calcular a distância com exatidão, mas o RSSI estima a distância com um erro de 1 a 5 metros, o que é inaceitável para precisão. Enquanto o UWB oferece precisão de centímetros, o cálculo da distância torna-se muito mais fácil quando se confia no tempo de voo. Portanto, oferecemos uma precisão de 10 cm no cálculo da distância, pois a medição é linear e confiável para suas necessidades.

•  Diferença de fase

Você frequentemente enfrenta interferências de sinal quando as ondas colidem, criando uma diferença de fase, e é aí que o Bluetooth costuma falhar. Com o posicionamento UWB em ambientes internos, isso é uma vantagem, pois usamos pulsos curtos e distintos para garantir clareza. Assim, você vê sinais lógicos e claros e evita os erros de fase que normalmente afetam outros sistemas de banda estreita. Corrigimos a perda de sinal para que você mantenha a conexão forte mesmo em ambientes desafiadores.

Nível milimétrico 

Você precisa de precisão milimétrica porque o RSSI é impreciso, mas o posicionamento de banda ultralarga é muito mais preciso e confiável. Ele atinge o nível milimétrico porque conseguimos chegar a nanossegundos, o que é valioso para seus dados. Além disso, você detecta movimentos mínimos para dar suporte à automação, já que temos uma largura de banda de 500 MHz disponível. Assim, você consegue rastrear pequenas alterações que outros sistemas podem não perceber durante a operação.

Como otimizar algoritmos para posicionamento UWB?

Você verá métodos algorítmicos avançados para maximizar a precisão e a eficiência de suas implementações de posicionamento UWB industrial. Já parou para pensar quanta eficiência você perde simplesmente porque seus algoritmos de rastreamento estão desatualizados?

-  Medição de distância DS-TWR: Utilizamos a medição de distância DS-TWR porque ela elimina a latência, o que melhora significativamente a precisão do posicionamento UWB dos seus dispositivos. Além disso, automatizamos as respostas para garantir que o sistema funcione sem problemas e sem intervenção manual constante. 

-  Sincronização TDoA: Você deve alinhar todos os relógios usando a Sincronização TDoA,  pois ela dimensiona efetivamente seu sistema de localização UWB em tempo real. 

-  Cálculo do Ângulo de Ataque (AoA): Você mede a direção dos sinais recebidos para calcular o AoA e aprimorar suas capacidades de posicionamento 3D UWB. Isso também auxilia no posicionamento de drones UWB, que exige o conhecimento do ângulo exato do sinal recebido. 

Método de Triangulação  : Posicione três âncoras usando o Método de Triangulação, pois ele melhora drasticamente o rastreamento de posição UWB em áreas complexas. Assim, você rastreia a localização das etiquetas com confiança, sabendo que a geometria suporta alta precisão. 

-  Deriva do Relógio: Você controla os erros de tempo conhecidos como Deriva do Relógio, pois isso auxilia na estabilidade do posicionamento interno do ESP32 UWB. Além disso, auxiliamos no posicionamento do Arduino UWB para garantir que tanto entusiastas quanto engenheiros obtenham bons resultados. 

Especificações técnicas comparativas de algoritmos de otimização para posicionamento UWB!

Qual especificação de módulo atende às suas necessidades de posicionamento UWB?

Você determinará as especificações exatas de hardware do módulo UWB3000F27 que atendem às suas necessidades funcionais de posicionamento UWB. Conforme observado por especialistas do setor da Allied Market Research, "A demanda por sistemas de localização em tempo real é impulsionada pela alta precisão e baixo consumo de energia."

•  Potência de 500 mW

Você precisa dos sinais mais fortes, por isso oferecemos suporte a uma potência de 500mW, também conhecida como 27 dBm. Ela transmite sinais a longas distâncias, permitindo que você realize o posicionamento UWB externo com grande sucesso. Você consegue superar obstáculos porque utilizamos amplificadores de potência (PA) para reforçar a intensidade do sinal. Assim, seu sinal sobrevive a caminhos difíceis e você cobre grandes áreas com confiança. Oferecemos conexões robustas que garantem que você permaneça conectado mesmo nos limites da rede.

•  Módulo UWB3000F27

Você faz a escolha certa com o módulo UWB3000F27,  pois ele é construído com o confiável chip DW3000. Este é o melhor módulo de posicionamento UWB disponível e, além disso, possui um LNA para melhor recepção. Isso aumenta a sensibilidade e simplifica a integração do circuito, economizando tempo no projeto. Assim, você acelera a implementação e coloca seus produtos no mercado muito mais rápido do que antes.

•  Alcance de 1 km

Você precisa de longo alcance, e o alcance de 1 km é exatamente o que oferecemos para seus projetos. Ele funciona em áreas abertas e define o alcance máximo de posicionamento UWB que você pode esperar. Você também pode rastrear ativos distantes sem esforço, e usamos a taxa mais baixa de 850 kbps para ajudar. Isso aumenta significativamente o alcance e, portanto, permite que você monitore grandes áreas sem perder o sinal.

Interface UART 

Você tem a facilidade de conexão graças à nossa interface UART, que se comunica bem com microcontroladores. Essa facilidade é ideal para soluções de posicionamento UWB e, além disso, permite o envio fácil de dados seriais. Oferecemos velocidade de 115200 bps, o que possibilita o controle total do módulo. Como resultado, a integração é descomplicada e simplificamos significativamente o projeto de hardware.

•  Criptografia AES-128

Você obtém proteção de dados graças à criptografia AES-128,  que protege seus dados e bloqueia suas transmissões, um requisito essencial para o rastreamento seguro de posição por UWB. Além disso, garantimos proteção contra alterações não autorizadas, pois cumprimos as normas de segurança do IEEE. Isso significa que sua rede está protegida e você pode confiar na G-NiceRF para garantir a segurança da sua rede. Nosso princípio é a proteção de dados, para que você tenha total confiança em nós.

Como o posicionamento UWB supera a complexa interferência de múltiplos caminhos?

Você compreenderá como a tecnologia de posicionamento UWB utiliza pulsos curtos para filtrar sinais refletidos em ambientes difíceis.

·  Pulsos não sobrepostos

Você envia pulsos curtos e separados, que são pulsos não sobrepostos, pois não se sobrepõem no tempo. Isso é útil para o posicionamento preciso em UWB e também porque as reflexões chegam posteriormente. Você tem uma visão do caminho direto porque usamos pulsos de 2 ns para maior clareza. Como resultado, você consegue separar os sinais e evitar a confusão de dados. Há uma clareza de sinal que garante que suas medições permaneçam verdadeiras e precisas.

•  Ambientes densos

Você opera em fábricas, que são ambientes densos onde os sensores frequentemente refletem nas superfícies metálicas. É aí que o sistema de posicionamento interno com UWB se destaca, pois filtramos ainda mais as reflexões para você. Você obtém o sinal do primeiro caminho porque eliminamos os ecos tardios que causam erros. Assim, o conjunto de dados fica limpo e os itens digitais são rastreados com precisão, sem interferências.

·  Reflexão do sinal

Você está enfrentando os reflexos de sinal nas paredes, mas evitamos as bandas estreitas e confusas que eles causam. Os sistemas de posicionamento baseados em UWB são imunes a isso porque resolvemos o sinal no domínio do tempo para você. Nossa equipe identifica a fonte do sinal e, além disso, rejeitamos o efeito multicaminho com eficácia. Utilizamos amplos espectros para garantir alta precisão em todas as medições. Você tem a segurança da localização porque a tecnologia foi projetada para lidar com esses reflexos.

·  Capacidade do canal

Você está transmitindo dados que definem a capacidade do canal, e uma largura de banda de 500 MHz é alocada para isso. Isso aumenta os recursos de posicionamento interno de banda ultralarga e, além disso, permite que você envie mais dados com menos esforço. Altas taxas são suportadas, tornando a comunicação mais robusta e confiável para sua equipe. Você mantém o fluxo de dados constante e nós mantemos as conexões confiáveis ​​entre nós o tempo todo.

•  Domínio do Tempo

Você mede o tempo discretamente no domínio do tempo e determina em qual sinal a chegada ocorreu. É isso que torna o posicionamento UWB possível, pois a frequência não entra em jogo aqui. Você se concentra no tempo e nós alcançamos precisão de nanossegundos para resolver o problema. Assim, você usa a física para resolver os problemas de interferência que afetam outras tecnologias sem fio.

Perguntas frequentes!

Aqui respondemos às perguntas mais frequentes que você possa ter em relação à implementação da tecnologia de posicionamento UWB e sua utilização em suas aplicações comerciais específicas.

A precisão de 10 cm é padrão para UWB?

Sim, 10 cm é o padrão porque a precisão em centímetros do UWB é inerente aos métodos de Tempo de Voo que utilizamos. Além disso, calibramos os módulos cuidadosamente para que você obtenha dados precisos que tornam o posicionamento UWB confiável.

Uma potência de 500mw aumenta a autonomia para 1km?

Sim, o alcance é maior porque são utilizados 500mW de potência para atingir até 1 km. Funciona em campo aberto e a penetração também é aumentada quando se utiliza o UWB3000F27.

O chip DW3000 suporta o canal 5?

Sim, ele suporta o Canal 5, que utiliza a frequência de 6489,6 MHz e possui o DW3000 integrado. Além disso, atende aos padrões globais, pois utiliza o padrão IEEE 802.15.4-2020.

Os sinais UWB conseguem penetrar paredes sólidas?

Sim, as paredes são atravessadas porque são utilizados 27 dBm de potência para garantir que os obstáculos sejam ultrapassados ​​com eficácia. O alcance diminui ligeiramente, por isso recomendamos o uso de linha de visão direta, mas ainda assim supera o Wi-Fi para posicionamento UWB em ambientes internos.

Quantas tags funcionam com uma única âncora?

Diversas etiquetas funcionam em conjunto, pois até 30 etiquetas podem ser conectadas e se comunicar com até 3 pontos de ancoragem. Além disso, a alta capacidade é alcançada porque os intervalos de tempo são utilizados para garantir o rastreamento de múltiplos ativos.

Conclusão

A esta altura, você já deve ter compreendido o valor de eliminar as suposições com nossas soluções empresariais robustas. Você pode optar pela tecnologia de posicionamento UWB confiável  para otimizar tarefas e eliminar erros dispendiosos. A G-NiceRF  apoia toda a sua equipe para ajudá-lo a aumentar a produtividade. Visite nosso site agora mesmo para adquirir nossos módulos inteligentes e alcançar resultados concretos.