Rastreamento UWB versus Bluetooth: qual é o melhor para dados?

Introdução

Você se depara frequentemente com a perda de itens valiosos em seu armazém? Sistemas de rastreamento obsoletos simplesmente não são suficientes hoje em dia. Oferecemos as melhores soluções para fornecer dados em tempo real. O rastreamento UWB  é a solução ideal para os problemas modernos. Fabricamos chipsets na G-NiceRF, para que você possa contar com nossa expertise e ajudar sua equipe a trabalhar com eficiência.

O que diferencia o rastreamento UWB do Bluetooth padrão?

Imagine por um momento a perda financeira de um palete essencial em um armazém movimentado. Essa situação específica é bastante comum no setor atualmente. Sistemas GPS antigos e beacons Bluetooth  frequentemente falham em ambientes internos devido ao bloqueio de sinal. Isso representa um problema significativo para gerentes que precisam de visibilidade total. O rastreamento UWB é a melhor solução para esse problema, pois é confiável.

Os sistemas de rastreamento UWB transmitem grandes quantidades de dados que podem ser utilizados em diversas áreas. Na G-NiceRF, oferecemos expertise na fabricação desses complexos sistemas UWB. Possuímos conhecimento aprofundado do hardware necessário para atender às suas necessidades. Você pode ter certeza da confiabilidade e precisão da nossa solução.

Entendendo a tecnologia de rastreamento UWB e seus principais mecanismos!

·  6489,6 MHz

Você utiliza a tecnologia de rastreamento UWB nessa faixa de alta frequência específica para obter maior velocidade. A frequência de 6489,6 MHz funciona como uma faixa expressa em uma rodovia. Ela evita os congestionamentos da faixa de 2,4 GHz que tornam o Wi-Fi mais lento. Seus dados fluem livremente, sem atrasos ou perda de pacotes.

Isso permite que os dados cheguem até você rapidamente pelo canal escolhido, proporcionando uma transferência estável e livre de interferências. Por que isso é importante? Porque algumas operações são extremamente críticas e exigem alta confiabilidade para a segurança. Essa é a essência da tecnologia de rastreamento UWB: rapidez e ausência de interferências.

•  Domínio do Tempo

O rastreamento UWB baseia-se na medição do tempo, e não na intensidade do sinal. O cálculo da velocidade da luz em medições precisas na escala de nanossegundos resulta em medições de distância exatas em todas as situações, tornando essa abordagem no domínio do tempo verdadeiramente superior. Os resultados são instantâneos e estão disponíveis a qualquer momento que você precisar.

·  Rádio Pulse

Bilhões de pulsos de rádio são enviados pelo transmissor a cada segundo. Cada pulso de energia, com duração de nanossegundos e crepitações, é eficiente e contribui para a economia de energia da bateria. Mesmo sem o uso de ondas contínuas, os pulsos precisos se destacam em meio ao ruído ambiente, definindo a tecnologia e fornecendo sinais nítidos sempre.

•  Precisão de 10 cm

Graças a essa tecnologia, a precisão do sistema é verdadeiramente impressionante em campo. O sistema oferece precisão de 10 cm de forma consistente e é crucial na automação robótica de processos . Você sabe exatamente para onde mover os robôs para evitar colisões dispendiosas e ainda ser o mais eficiente possível.

Em comparação, os dados do sistema padrão fornecem informações apenas até o nível do metro, enquanto os dados fornecidos com precisão de centímetros são suficientes para transformar suas operações diárias. Certa vez, vi uma fábrica onde as empilhadeiras pararam de colidir simplesmente porque adotaram esse nível de precisão.

·  Chipset DW3000

Você se beneficia do sofisticado chipset DW3000 em nossos módulos. A G-NiceRF utiliza essa tecnologia Qorvo para oferecer os melhores resultados. Trata-se da versão mais recente do chipset Qorvo, otimizada globalmente e compatível com o padrão IEEE 802.15.4z. 

O chip é multifuncional, potente e eficiente em termos de energia para todos os seus dispositivos. Ele executa tarefas complexas com facilidade e processa dados rapidamente. É facilmente incorporado e integrado a projetos, sendo o padrão ouro da indústria. Seu dispositivo terá um desempenho otimizado e funcionará melhor com este chip.

Especificações técnicas e comparação dos mecanismos de rastreamento UWB!

Rastreamento UWB vs. Bluetooth: Analisando a precisão do posicionamento!

•  Nível em centímetros

A tecnologia de rastreamento de posição UWB rastreia o posicionamento com precisão além do nível milimétrico, fornecendo coordenadas exatas. Para posicionamento impreciso, como o Bluetooth, a precisão é limitada ao nível do metro, o que é vago. A tecnologia de rastreamento UWB rastreia dados de posição com precisão centimétrica durante todo o processo.

A diferença é substancial e altera completamente o cenário para o seu negócio. Você poderá rastrear pequenos itens e guiar empilhadeiras com confiança, por exemplo. O nível de precisão do rastreamento eliminará a margem de erro e, portanto, a eficiência operacional dos seus processos será aprimorada, e a tecnologia sem fio facilitará ainda mais esse processo.

•  Erro de 1 a 5 minutos

A tecnologia Bluetooth  para rastreamento praticamente garante um nível de erro de posicionamento de 1 a 5 metros. Isso é extremamente problemático e potencialmente perigoso para a operação de máquinas maiores e mais pesadas. Seus processos de automação apresentarão desafios significativos de segurança, já que o sinal tende a flutuar além dos níveis aceitáveis. Isso também resulta na perda total do rastreamento do sinal, frequentemente em um momento crítico. A tecnologia de rastreamento UWB eliminará esse problema permanentemente. Você terá mais controle e precisão de rastreamento, com uma melhoria drástica na segurança.

·  Limitações do RSSI

O método de identificação por impressão digital nunca é perfeito, e um dos principais fatores é a tentativa de rastrear alguém usando a Indicação de Intensidade do Sinal Recebido (RSSI).  Esse método é extremamente falho quando comparado às alternativas de rastreamento por UWB. Paredes bloqueiam facilmente o sinal RSSI, e a intensidade cai de forma imprevisível. Isso leva a leituras falsas, e os dados se tornam muito fracos e instáveis.

É algo que não inspira muita confiança em um ambiente profissional. A UWB, no entanto, evita completamente o problema de usar o RSSI como método de posicionamento. Como afirmam os especialistas da Qorvo, "a UWB oferece um nível de precisão e segurança que outras tecnologias não conseguem igualar".

Resolução em milímetros 

Em alguns casos, é possível alcançar resolução milimétrica ao trabalhar com um sistema UWB. Mesmo assim, o sistema de rastreamento UWB ideal precisa ser de altíssima qualidade. A tecnologia precisa ser de ponta para funcionar bem. Movimentos extremamente sutis começam a ser medidos e o nível de engenharia envolvido é muito elevado. Os limites do rastreamento começam a ser significativamente expandidos, e não há outra tecnologia sem fio que se aproxime do nível de precisão obtido com o UWB. O nível de precisão é ajustado à complexidade dos dados com os quais se trabalha.

•  Força do sinal

A intensidade do sinal é variável quando se trabalha com dispositivos Bluetooth, e a intensidade do sinal é fraca, ao contrário da tecnologia UWB que utiliza o Tempo de Voo (ToF). É um método de transmissão de sinal muito confiável, que proporciona resultados consistentes todos os dias, sem a necessidade de se preocupar com atenuação do sinal ou outros problemas comuns. Os dados permanecem precisos e confiáveis, o que é especialmente importante para empresas.

Por que o rastreamento UWB oferece recursos superiores de anti-interferência?

Armazéns metálicos criam atenuação por múltiplos caminhos devido às fortes reflexões do sinal nas paredes. O Wi-Fi pode ter dificuldades nessas situações porque os sinais ricocheteiam. As soluções de rastreamento UWB  resolvem esses problemas porque utilizam pulsos curtos. Elas empregam pulsos ultracurtos com duração de 2 nanossegundos, separados no tempo. O sinal direto pode ser facilmente identificado pelo hardware receptor.

O receptor consegue filtrar ecos confusos provenientes das paredes. A localização é determinada instantaneamente, sem qualquer atraso no sistema. Interferências não representam um problema para esta robusta tecnologia sem fio. A largura de banda de 500 MHz também contribui para manter o sinal nítido, distribuindo a energia e mantendo uma conexão estável o tempo todo. Mesmo em condições adversas, o rastreamento de ativos por UWB é possível e eficaz. O sistema é confiável e você pode confiar nos dados.

Principais tipos de algoritmos usados ​​em sistemas de posicionamento!

·  Algoritmo TDoA

Você usa esse algoritmo específico para ampliar suas operações de grande porte. É uma abreviação de "Time Difference of Arrival" (Diferença de Tempo de Chegada). As estações base precisam estar sincronizadas para que isso funcione corretamente. O rastreador UWB transmite um único pulso, e todas as estações o recebem simultaneamente.

Isso economiza bateria e é ideal para rastreamento UWB RTLS em grandes fábricas. É possível rastrear milhares de etiquetas com esse método. Sua rede gerencia o tráfego de forma eficiente e evita congestionamentos.

•  Medição de distância por tempo de voo (ToF)

Em medições de distância simples, o tempo de propagação do sinal é usado para medir a distância entre dois pontos. Quando se deseja medir a distância, um sinal é enviado a um alvo, que responderá com outro sinal. Ao cronometrar o tempo total de ida e volta entre o alvo e o sensor, a distância pode ser medida e convertida em dados precisos sobre as coordenadas do sensor e do alvo no campo. A sincronização do relógio é irrelevante, pois a cronometragem pode ser interrompida. A configuração é e continua sendo simples para o operador de telêmetro.

•  Cálculo do AoA

O ângulo de chegada do sinal deve ser calculado para uma direção precisa. O cálculo dos graus e da fase de chegada do sinal deve ser feito com precisão. A direção é adquirida instantaneamente pelo hardware da estação receptora. O ângulo medido por uma única estação, juntamente com outras coordenadas, será usado posteriormente para calcular a distância e obter uma localização instantânea em 2D. A necessidade de hardware é reduzida, tornando a implantação geral mais rentável.

·  Método de Triangulação

O método de triangulação que você utiliza é o mais comum. Há 3 pontos de ancoragem fixos e círculos são desenhados ao redor deles. A interseção dos círculos indica a localização do alvo, embora uma boa geometria seja essencial. A instalação correta é crucial para o bom funcionamento do método. A linha de visão direta é necessária para garantir um posicionamento preciso e é o fator mais importante para a geometria fornecida.

·  Esquemas PDoA

Os esquemas PDoA devem ser empregados para a versatilidade da sua aplicação. Consistem simplesmente em medir o tempo de chegada de um sinal juntamente com outras coordenadas para determinar o destino final, utilizando a diferença de fase para calcular a localização confiável e rápida de um alvo. Juntamente com outras coordenadas, utilizadas para medições de entrada segura, os dados processados ​​serão refinados e mais precisos.

Cenários de uso real para gerenciamento de ativos de alta precisão!

-  Automação Industrial: Utilize o rastreamento de ativos por UWB para controle de alta precisão em Automação Industrial em fábricas. 

-  Monitoramento de pessoal: Aumente a segurança por meio do monitoramento de pessoal em tempo real em fábricas. 

-  Navegação AGV: Utilize dados precisos de navegação AGV para guiar robôs pelos corredores. 

-  Logística de ativos: O rastreamento UWB em ambientes internos  para logística de ativos ajuda a melhorar significativamente o fluxo de trabalho no armazém. 

-  Saúde Inteligente: Localize instantaneamente os dispositivos em instalações de saúde multicomplexas. 

Como escolher o módulo certo para você?

•  Consumo de energia

Para um rastreador de cartão UWB, o consumo de energia é extremamente baixo. O módulo opera em modo de espera com microamperes, o que prolonga consideravelmente a vida útil da bateria. Ela dura meses, o que significa que você não precisa carregá-la com frequência, algo crucial para dispositivos vestíveis. Você economiza energia de forma eficiente e o dispositivo permanece ativo por mais tempo, o que seus usuários certamente apreciarão. Já parou para pensar em quanto tempo é perdido carregando dispositivos?

•  Facilidade de integração

Digamos que você queira construir um rastreador UWB para Android para seus clientes. Os módulos que oferecemos são fáceis de usar para engenheiros. Eles funcionam com interfaces SPI padrão, permitindo conexões rápidas, e o firmware é comercial. Isso reduz o tempo de desenvolvimento, permite lançar seu produto mais cedo e garante a compatibilidade com o projeto da placa de circuito impresso, o que, por sua vez, facilita o trabalho de engenharia.

•  Alcance de comunicação

Está competindo com um rastreador UWB padrão da Samsung no mercado? Precisa de um alcance de comunicação maior para superar a concorrência. Nossos módulos de alta potência alcançam até 1,5 km em campo aberto, sem obstruções na linha de visão. Com esse alcance, você cobre grandes áreas com facilidade. Usar menos pontos de ancoragem reduz os custos de infraestrutura do seu orçamento. Você obtém conexões confiáveis ​​em toda a área, ampliando a cobertura da sua rede.

·  Capacidade da rede

Você pode precisar implantar um sistema de rastreamento UWB em mosaico para um cliente. É necessário ter alta capacidade de rede para lidar com o tráfego. O TDoA é o mais eficiente para lidar com várias etiquetas simultaneamente. O tempo de transmissão é muito curto, o que significa que você evita colisões de sinal no ar. A rede escala sem problemas e você pode rastrear cada item individualmente. O sistema cresce com você e seu negócio se expande sem limites.

•  Eficiência de custos

Você precisa de um rastreador UWB com o melhor custo-benefício e está comparando os preços dos componentes. Dispositivos genéricos de rastreamento UWB com componentes simples, como o Google UWB Tracker ou o Motorola UWB Tracker, podem parecer uma opção. No entanto, o G-NiceRF é a melhor escolha, pois oferece hardware de alto desempenho sem estourar o orçamento. Além disso, a montagem é fácil, graças ao design de rastreador de carteira UWB.

Conforme relatado pela MarketsandMarkets, "o mercado de UWB deverá crescer significativamente devido à sua implementação com boa relação custo-benefício na IoT industrial."

Perguntas frequentes!

Qual é o alcance máximo dos módulos UWB ?

Com o módulo de alta potência que fornecemos, você obtém um alcance de 1,5 km. Os módulos padrão geralmente alcançam 60 m. É importante verificar as especificações com antecedência, pois o ambiente influencia bastante o alcance. Paredes reduzem significativamente o alcance, portanto, o posicionamento da sua rede precisa ser bem planejado. Espaços abertos proporcionarão os melhores resultados e maior alcance.

A tecnologia UWB suporta criptografia de dados segura?

O sistema suporta criptografia AES128 para segurança. Para quais dados o UWB oferece rastreamento? É seguro e privado para os usuários. Você se protege contra ataques de falsificação de localização por hackers. O padrão IEEE 802.15.4z adiciona camadas de segurança. Seus dados de localização estão seguros. É impossível para hackers falsificarem o sinal. Você confia na conexão e seus dados privados estão protegidos.

Quantas tags as estações base podem suportar?

É possível gerenciar milhares de tags simultaneamente. A taxa de atualização é o fator determinante para a capacidade. O TDoA é altamente eficiente nesse aspecto. Você configura a taxa de intermitência. Intermitências lentas permitem mais tags, enquanto intermitências rápidas permitem menos. Ajuste conforme a sua necessidade. O sistema é flexível e pode ser dimensionado conforme necessário.

Qual é a corrente de repouso dos módulos?

Nosso hardware utiliza uma corrente de repouso muito baixa, na faixa de microamperes. Isso garante uma longa duração da bateria. O dispositivo desperta rapidamente quando necessário, enviando um pulso rápido antes de retornar ao modo de repouso. O gerenciamento de energia é excelente, resultando em custos de manutenção reduzidos.

Qual protocolo padrão a UWB segue?

Você segue o protocolo padrão da indústria IEEE 802.15.4-2020 para conformidade. Isso garante compatibilidade global ao trabalhar com outros dispositivos. O Consórcio FiRa estabelece regras que você adapta ao projeto para garantir a padronização da tecnologia, assegurando uma solução preparada para o futuro para o seu investimento.

Conclusão

Você pode parar de se preocupar com a localização exata de seus ativos importantes agora mesmo. A tecnologia de rastreamento UWB  elimina as incertezas, fornecendo localizações precisas sempre. Oferecemos os melhores chips para ajudá-lo a desenvolver dispositivos ainda melhores. Visite nosso site em G-NiceRF  para aprimorar seu trabalho e entre em contato conosco hoje mesmo.