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5分钟了解室内物联网室内定位新宠

发布时间:2021-01-25 22:02:14 所属栏目:物联网 阅读:

  UWB为什么火了?

  如果你是果粉的话,你一定知道Iphone11一个较大的变化就是

  增加了Airdrop功能

  ,

  这个功能是怎么实现的呢?

  就是利用了新增加的UWB芯片,即所谓的U1来进行空间感知实现的,说的直白一点,就是通过定位技术实现的。

  随后Samsung,小米等公司相继在自己的手机里面采用了UWB技术,这使得沉寂已久的UWB技术在2019下半年到2020年着实火了起来,各标准组织,各芯片厂商,模块厂商和终端应用厂商等都围绕着UWB技术开始做文章:

  2019年8月

  FiRa(FineRange)Consortium会社成立,而UWBA(而UWB联盟,即UWBA在2011年12月才成立),恩智浦(NXP),索尼(Sony),博世(Bosch)以及三星(Samsung)等公司为其初创成员。

  2019年9月11日

  Apple就发布了支持UWB的Iphone11

  2020年3月

  成都精位科技(芯片和模块公司)正式加入FiRa联盟

  2020年8月

  Samsung发布首款支持UWB的手机GalaxyNote20Ultra

  2020年10月

  小米发布基于UWB的“一指连”技术,类似于Iphone11的Airdrop技术

  2020年12月22日

  意法半导体加入超宽带联盟(UWBA)成为推广级会员,在同年7月,曾收购UWB芯片开创型公司Bespoon

  Q1

  啥是UWB技术?

  从字面上看,就是

  超宽带(UltraWide-Band)无线技术

  ,不同于传统的窄带通信技术,

  UWB通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来实现无线传输技术,可实现超宽带频谱(500MHz以上)的应用

  。学过通信的小伙伴可能对此技术已经有相当的了解,具体的物理层的细节,包括帧结构,调制方式,比较基础的这里就不细说了。

  UWB技术

  并不是一个新技术,早在上个世纪60年代就有了。主要用于军工领域,在2002年之后才在民用领域开始应用。

  UWB通过定位技术才最终找到了自己的定位。

  为什么这么说?上个世纪初的时候,也有想吃螃蟹的厂家曾试图像应用Wi-Fi和蓝牙一样推动UWB技术在民用方面的发展,但是最后失败了。

  为啥?因为,当时UWB的生态系统不完整,成本很高,在有线应用USB和无线应用Wi-Fi的双重夹击之下,未能拓展自己的生态圈,不得不“退居二线”了。2002年随后的几年中,室外定位和室内定位技术应用逐渐获得发展和普及。

  UWB最终靠室内定位在民用领域中找到了自己的位置。

  UWB的定位技术之所以受到重视,

  在于它能提供更精准的方向性

  ,且可采用高精度定时来进行距离测算

  。

  目前,室外定位市场已被GPS、GLONASS、北斗、伽利略等传统卫星定位系统占据了主导地位,因此UWB的市场主要聚焦于室内,以智能手机头部厂商搭载UWB技术让更多厂商看到了其室内应用的可能性。那么问题来了,有很多中室内定位技术,如蓝牙,Wi-Fi等,为什么是UWB技术?

  Q2

  UWB定位技术与其他的定位技术有哪些不同?

  

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  如上图,具体的技术比较不多说,

  UWB能上位的最最重要的原因就是定位的准确度。

  对于室内定位而言,太大的定位误差不具有应用意义;而UWB的技术特性使得它能够把定位技术缩小在30厘米之内,现在的方案可以做到小于12厘米,这是其他技术所没有的特性。

  UWB还有另外一个独特的优势,就是安全性。

  在前几个月刚刚发布的IEEE802.15.4z更新标准中,对于UWB定位的安全性做了改进,从而可以从理论上进一步防止基于UWB的定位被黑客入侵和篡改。

  Q3

  UWB定位技术标准进展如何?

  2007年之后,UWB技术进入了高速发展期,各种技术方案围绕着UWB国际标准制定。

  2007年,IEEE在802.15.4a标准中对UWB技术进行了标准化;

  2020年下半年更新了该标准。

  下图描述了整个UWB标准演进的情况。当前市场上的某些方案还是基于2018版的标准之上,如下图中某个模块的特性说明。

  

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  Q4

  UWB有哪些相关的标准组织?