tag 标签: UWB

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  • 热度 1
    2023-12-29 11:39
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    据研究机构Techno Systems Research调研数据预测,2021年全球UWB产品的出货量将超过2亿个,到2027年将翻5倍超过12亿个。其中智能手机将在2027年占比最大,其次则是汽车、智能家居设备、可穿戴设备、消费者标签和 RTLS B2B。据悉小米昨晚发布的MIX4搭载了UWB技术,或是选用了小米所投企业芯百特的芯片方案?旨在实现设备间一指连的“一指操控”和“一指投送”,有点与华为的“超级终端”交互功能一较高下的意思!另一款UWB产品OPPO一键联手机壳Tag套装据悉选用了Qorvo芯片方案。 图1、UWB 的成长预期(来源:Qorvo) UWB英文全称为Ultra Wideband,指超宽带技术,除了拥有500MHz以上的频带宽度,相较于WiFi、蓝牙等无线定位技术,抗干扰强定位精度更高,能达到定位误差小于10cm。所以UWB超宽带技术在工业端已经发展了很多年,有数据预测未来UWB技术将在室内定位应用领域中占据三到四成的市场份额。UWB技术可以实现实时、超准确、超可靠的厘米级定位和通信。 图2、几种技术的详细对比(来源:Qorvo) 当前UWB芯片成本相对较高,是其推广开来的障碍之一。据悉市场主流的UWB芯片均价在5美元左右,参照华强北9.9元买TWS耳机的案例去预测,我们所探讨的UWB Tag产品售价9.9元,那么UWB芯片价格需降到1美元以内方能实现薄利。 图3、短距无线技术的详细对比(来源:国际电子商情) 而以iFixit拆解的AirTag、SmartTag和Tile Mate三款Tag产品,我们来做一个元器件构成分析。 图4、三款Tag产品的拆解图(来源:IFIXIT) 品牌 型号 Tag产品 描述 售价 松下(PANASONIC) CR2032 AirTag 3V 220mAh,UWB防丢器 229元 宇峰(HENLI MAX) CR2032 SmartTag 3V0.66 Wh,蓝牙防丢器 168元 松下(PANASONIC) CR1632 Tile Mate 3V0.39Wh,蓝牙防丢器 19.9美元 表1、三款Tag产品电池对比 三星新一代SmartTag+产品,已从Nordic的NRF52833低功耗蓝牙5.0 SoC,升级为“恩智浦(NXP)的UWB芯片Trimension SR040+低功耗蓝牙5.0 SoC芯片QN9090”方案。 苹果自研的U1芯片(UWB芯片)尚未面世前,选用过DECAWAVE的芯片方案,也难怪QORVO/DECAWAVE的DW3000兼容支持与Apple U1芯片的互操作。我们从网上搜集到的BOM信息,AirTag的还算全面。 图4、苹果AirTag主板(来源:达尔闻说) 品牌 型号 描述 苹果(APPLE) U1 UWB芯片 NORDIC nRF52832 低功耗蓝牙芯片,集成NFC 兆易创新(GIGADEVICE) GD25LE32D 4MB SPI NOR Flash 德州仪器(TI) TLV9001 单通道、1MHz、RRIO、 1.8V 至 5.5V 运算放大器 德州仪器(TI) TPS62746 低功耗直流/直流高效降压转换器 安森美(ONSEMI) FPF2487 过压保护负载开关 美信(MAXIM) MAX98357B AB类数字音频放大器 博世(BOSCH) BMA280 三轴加速度传感器 松下(PANASONIC) CR2032 3V 220mAh,纽扣电池 - - 蓝牙天线、NFC天线、UWB天线、PMIC、阻容感等 表2、苹果AirTag的BOM表 消费级1美元以内的SoC芯片由哪家率先突破呢?技术积累不可断,或将在以下芯片原厂/模块厂商中诞生: 品牌 型号 描述 苹果(APPLE) U1 UWB芯片 QORVO/DECAWAVE DW1000\DW3000 无线收发单芯片,适用于物联网 (IoT)应用 恩智浦(NXP) SR040 专为物联网环境中的测距应用而设计 精位(JINGWEI) JR3401\JW900 JR3401集成UWB射频和信号处理、数字通信及控制,定位精度:5cm,定位刷新率>12000Hz 清研讯科(TSINGOAL) TSG5162 UWB CH 5 & 9 + BLE5.1 双频定位芯片,有TICTAG方案 纽瑞芯(NEWRADIOTECH) - UWB大熊座(UMAJ)系列SoC芯片 微芯(MICROCHIP) ATA5350\ATA5352\ATA8350\ATA8352 UWB芯片 3DB 3DB6830 超低功耗 驰芯半导体(CXSEMI) CX100 高集成度UWB SoC芯片 天工测控(SKYLAB) SKU609 蓝牙UWB组合模块,蓝牙芯片采用NRF52832、UWB芯片采用DW1000 安信可(AI-THINKER) BU01 UWB模块,无需RF设计,UWB芯片采用DW1000 信维(SUNWAY) SWM1000SR040 UWB模块,集成了NXP Trimension SR040 UWB芯片,天线,电源管理和时钟控制等功能标准模组,简化了客户端的射频设计 奉加(PHYPLUS) - 支持802.15.4脉冲UWB标准,能够实现厘米级的精确定位 芯百特(CHIPBETTER) CBG9326\CBG9326 PA功率放大器,另可提供UWB全波段的低噪声放大器和射频开关。 小米有投资入股 瀚巍(MKSEMI) - OPPO有投资入股 优智联(ULTRACEPTION) - 联发科间接投资入股 表3、UWB芯片一览表 消费级UWB产品,注定是由AirTag引爆吗?安卓和鸿蒙等系统下的Tag产品,拯救记忆和丢三落四的良品,肯定也很有市场的。国内庞大的市场需求,以及工程师红利,都将助推UWB防丢器的发展。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平台,聚焦服务长尾市场的中小微电子企业,帮助每一颗芯片的Design In、Design Win和流通买卖更高效,深入落地到千行万业,做最好的元器件搬运工,助力硬科技创新,您觉得打造UWB爆发的元年将是哪一年?
  • 热度 5
    2022-12-14 18:56
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    UWB室内定位技术助力实现智慧监狱 智慧监狱,是基于深度学习图像处理技术、高精度定位系统,实现对监狱特定场所、特定部位、特定物体的可视化行为识别防控、精准定位,使传统监控方式由被动变成主动,通过全天候不间断地对视频进行行为分析检测,自动发现异常情况,有效协助狱警处理异常情况。 UWB室内定位技术,通过无线载波技术实现室内高精度实时定位,轨迹查询,智能考勤等。基于UWB无线定位技术,满足监狱对犯人、当值狱警的实时精确定位管理,实现监狱的各监区内部全覆盖精细定位,实时了解进入各区域的外来人员、在押人员、当值狱警信息,并能采集实时轨迹数据等功能。 系统优势: 1、定位精确,UWB采用超宽带无线电通信,很容易将定位与通信合一,而常规无线电难以做到这一点。超宽带无线电具有极强的穿透能力,可在室内和地下进行精确定位,而GPS定位系统只能工作在GPS 定位卫星的可视范围之内; 与GPS 提供绝对地理位置不同,超短脉冲定位器可以给出相对位置, 其定位精度可达厘米级,轻松实现在职狱警人员、在押人员、外来人员实时位置信息,并采集实时运动轨迹等数据。 2、UWB 定位系统使用间歇的脉冲来发送数据,脉冲持续时间很短,一般在0. 20ns~1. 5ns 之间,有很低的占空因数,系统耗电可以做到很低,在高速通信时系统的耗电量仅为几百μW~几十mW。民用的UWB 设备功率一般是传统移动电话所需功率的1/ 100 左右,是蓝牙设备所需功率的1/ 20 左右。军用的UWB 电台耗电也很低。因此,UWB 定位设备在电池寿命和电磁辐射上,相对于传统无线设备有着很大的优越性。 3、UWB作为通信系统的物理层技术具有天然的安全性能。由于UWB信号一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内,对一般通信系统,UWB 信号相当于白噪声信号,并且大多数情况下,UWB 信号的功率谱密度低于自然的电子噪声,从电子噪声中将脉冲信号检测出来是一件非常困难的事。采用编码对脉冲参数进行伪随机化后,脉冲的检测将更加困难。 4、UWB技术可融合其他技术,实现跨领域多功能技术。比如可融入视频监控和AI行为识别技术,通过视频监控和uwb实现对在押人员的位置行为深度监控。 5、UWB技术融合行为识别,实现针对监狱业务需求内嵌了独处、滞留、聚集、奔跑、闯入、离岗、睡岗、徘徊、越线、打架、攀高、跨越、离床、抽烟、打电话、手势识别等行为分析算法。并可根据业务场景需求,支持行为识别算法定制。 UWB室内定位技术,广泛应用于监狱、看守所、戒毒所、校园、安防、工业区、住宅小区、园区等多种行业。 本文由铱微云UWB室内定位系统小编整理发布,铱微云物联网专业提供UWB室内人员定位、超宽带室内定位、高精度室内定位、高精度定位、二维定位、化工厂人员定位、养老院人员定位、隧道人员定位、煤矿井下定位、电厂人员定位、资产定位等产品及整体解决方案。
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    2021-12-8 17:35
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    5G + X融合定位技术,哪些更值得关注?
    5G精准定位技术 1.5G精准定位现状 根据2020年3GPP冻结的最新版本5G R16的技术指标,5G精准定位可以达到1~3米的精度。未来的5G R17版本,甚至更远的5.5G(5G-Advanced)、6G还能达到更高的定位精度,但目前没有确定的落地时间表。 2.5G精准定位的瓶颈及优缺点 在5G精准定位的各行业潜在B端客户中,很多客户对定位精度要求是稳定连续的亚米级甚至更高(参照图1),需要达到人员所在工位、货品所在货架级别的定位精度,那么现有5G R16定位精度(1~3米)存在无法满足客户需求的场景。 图1 政府规范性文件对室内定位的精度要求 讨论中的5G R17计划在2022年冻结(已有多次推迟),定位精度理论可以达到亚米级(实际待验证),但距离真实落地尚需时日。5G无论是R16还是R17,在Sub-6G频段下带宽为100MHz,依然无法与UWB技术500MHz带宽相比。从物理原理上看,无线电信号带宽越宽,定位精度就可以做的越高,受多径等环境影响就越小。越是在复杂的工业环境下,5G与UWB在定位精度和稳定性方面的差异就会越大。 此外,当前5G终端价格昂贵(千元量级),比UWB/蓝牙等其它终端价格高出很多,功耗也更大。 现阶段,在很多场景下,5G与定位精度更高、成本更低廉的UWB等其它成熟定位技术做融合是较好的方式。 02 5G + X融合定位探讨 1.最优方案评估 在5G与UWB-TOF/TDOA/AOA和蓝牙AOA等几种技术搭配中,5G + UWB-AOA具有最佳融合潜力,评估过程如下: (1)部署间距是否匹配 蓝牙AOA基站覆盖距离较近(覆盖半径约等于安装高度),在室内一般按<10米(安装高度3米)的间距布署;而5G皮基站布署间距约30米,与蓝牙AOA无法协同,但与UWB基站部署密度相当。 (2)部署数量是否匹配 UWB-TOF/TDOA在每个小区域至少要布署3台基站才能定位,而5G皮基站只需要1台就能通信覆盖。UWB-AOA单区域仅需1台基站即能定位,与5G皮基站数量相同。 (3)部署位置是否匹配 UWB-TOF/TDOA倾向于把基站布署在区域的周界,而5G皮基站适合布署在区域中间,以便提供最佳信号覆盖。UWB-AOA定位基站也是部署在区域中间,与5G皮基站位置匹配。 2.5G + UWB部署方式 5G + UWB的部署方式广义上说至少有如下四种: (1)方式1: 把各个局部区域(例如一个车间、一个工段)的UWB定位基站通过PoE交换机汇聚连接,再把各个交换机通过5G CPE汇聚到中央定位服务器。 此种方式5G和UWB为独立设备,是一种松耦合,UWB仅借用5G的无线数据传输通道。定位服务器可以部署在云端,也可以通过MEC部署在本地服务器上。这种方式现阶段比较成熟,但UWB和5G只算是勉强有关联。 (2)方式2: 在UWB基站内部增加5G通信的板卡(及对应SIM卡)。UWB基站只供电,不连网线,每台UWB基站直接通过内置5G模组将定位数据连接到定位服务器。 相比于传统PoE网线连接UWB基站,此种方式的部署成本更低,但基站成本更高(因为含有5G模块)。因为UWB基站的数据量并不大,对网络传输时延要求也不用5G那么高,通过更低硬件成本的4G甚至CAT-1模组连接定位服务器也够用,用5G有些浪费。这种方式UWB与5G虽有物理上更强的关联,但方案本身性价比不高,UWB和5G只算是勉强有关联。 (3)方式3(5G + UWB独立部署): 这种方法需要UWB供应商和5G皮基站供应商做联合开发,将UWB定位基站以级联串行方式或并行通过PoE交换机连到5G皮基站的定制PoE网络接口上。5G皮基站实现5G信号的室内覆盖,同时提供UWB基站的供电和数据回传通路。定位服务器可以单独存在,也可以部署在MEC上。这种方式UWB定位基站借用了5G皮基站的供电和供网,可以看做是两种技术的管道级融合。 图2 5G + UWB独立部署架构图 因为传统UWB-TOF/TDOA和5G皮基站的部署位置和部署密度并不相同(对单个区域,UWB-TOF/TDOA要多台设备部署在周界,5G皮基站只需1台部署在中间),所以5G+传统UWB-TOF/TDOA的方式并不能有效降低UWB部署成本,实际价值不大。 如果新型UWB-AOA设计得当,其部署位置和部署密度完全可以与5G皮基站协同。5G皮基站在室内部署间隔约30米,部署在环境的中间。全迹科技的UWB-AOA基站在室内也可间隔30米部署,同样部署在环境的中间。5G皮基站与UWB-AOA基站采用1拖1就近共址部署的方式,效率最高,成本最低。运营商可以在部署5G通信基站的同时,较低成本获得位置服务能力。这是极具未来潜力的方案。 全迹科技UWB-AOA设备与某厂5G皮基站已经完成此种方式的对接。 图3 某厂5G皮基站 (4)方式4(5G + UWB集成部署): 更进一步,如果将UWB与5G皮基站集成在同一设备中,定位数据通过5G皮基站回传到MEC或定位服务器上,那么可以看作是两种技术的设备级融合。 图4 5G + UWB集成部署架构图 仅有UWB-AOA可以与5G按集成部署方式部署。因为UWB-AOA基站与5G皮基站的部署间距、数量、位置可以完全协同,其它几种技术都存在不匹配项。下图是业界首台5G + UWB-AOA集成部署的样机,该台5G皮基站中集成了全迹科技的UWB-AOA电路板。 图5 业界首台5G+UWB-AOA集成部署样机 3.5G与UWB的频段兼容评估 我国运营商5G主力频段如下: UWB频段资源如下: 可以看到,UWB的信道2、3、5、7、9与5G运营商的频段没有冲突,可以使用。我国移动、联通、电信等运营商也在积极推动5G+UWB的研究和落地。经过多项目实测,5G皮基站与UWB基站即便放在一个外壳内,也可以独立工作互无干扰。 综合来看,5G皮基站与UWB-AOA定位基站可以共设备、共部署、共设备维护,具有电信级可靠性。5G皮基站+5G宏基站通过与UWB-AOA技术融合,可共同打造室内外精细定位方案。
  • 热度 18
    2015-12-17 19:53
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    Real-time locating systems (RTLS) are utilised to automatically identify and track the location of objects or people in real time, usually within a building or other contained area.   The Global Positioning System (GPS) is often used in the case of outdoor RTLS deployments, but GPS signals use a frequency that does not pass easily through solid objects like ceilings and walls. When one attempts to use GPS inside a building, physical obstacles and other sources of interference make it difficult to determine locations with any level of useful accurately.   Other common wireless technologies -- such as WiFi and Bluetooth -- lack the speed and accuracy demanded by many applications. In this case, one solution is ultra-wideband (UWB), which employs very low energy for short-range, high-bandwidth communications over a large portion of the radio spectrum.   Early UWB systems tended to be physically large and to employ non-standard and/or expensive semiconductor technologies. More recently, it's proved possible to implement UWB using standard CMOS techniques. For example, the Irish fabless semiconductor company DecaWave has created a family of UWB parts called ScenSor based on TSMC's standard 90nm CMOS process.   We start with the ScenSor DW1000 IC, which is a complete, single-chip CMOS ultra-wideband IC based on the IEEE 802.15.4-2011 standard. This little scamp can enable tagged objects or people to be located both indoors and out to within 10 cm, even when they are moving at speeds of to 5m/s. The ScenSor DW1000 IC (Source: DecaWave)   The DW1000 offers a communications range of up to 290m, plus it supports high data rate communications -- up to 6.8Mb/s in Wireless Sensor Networks (WSNs).   Some users prefer to work directly with ScenSor DW1000 ICs and to differentiate their end products by designing and implementing their own antennas. Others prefer to use ScenSor DWM1000 modules with their integrated antennas, thereby facilitating simple product implementation with no RF design required. The ScenSor DWM1000 Module (Source: DecaWave)   One example of the use of ScenSor technology is the Pixio robotic camera created by Move 'n See . The idea is to automatically track and film a person moving around a scene. The subject wears an armband and the camera pans, tilts, and zooms based on where the armband is. Move 'n See's armbands can also control the video, starting and stopping recording and switching the tracking between multiple people.   The folks at Move 'n See have developed some very innovative methods for producing top-quality video, including moving the camera in a smooth and comfortable manner and zooming in and out in an appropriate manner.   Move 'n See's first product employed GPS for location positioning and only worked only outdoors. By comparison, Move 'n See's latest product -- the Pixio -- uses DecaWave's UWB technology, which allows it to work indoors or out.   Another example of the use of ScenSor technology is provided by Agilion , which specializes in supplying turnkey wireless location solutions to factories, depots, warehouses, and other heavy industrial sites. Consider hand tools, which are often shared by a large number of workers on factory floors, and which are constantly being moved from one location to another. Tracking down a required tool often takes more time than the task for which it is required.   Key requirements for tracking technologies in this sort of deployment scenario are small size and weight, low power consumption, high accuracy, and fast response times. Furthermore, factories are often chaotic environments with a lot of moving metal and various radio devices that can interfere with location tracking solutions. RTLS systems used in these environments must work well in the presence of such interference without requiring "line of sight" to the items being tracked.   The reason I'm waffling on about all this is that Agilion recently selected DecaWave's ScenSor technology to implement their next generation of RTLS products because this technology outperformed competing UWB implementations and other technologies such as RFID and CSS. What can I say? I love this stuff!
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    2008-11-21 16:02
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    ——作者:In-Stat中国分析师 穆磊 经常有人会把UWB和UMB弄混,其实这是两个完全不同的技术,无论是技术层面还是市场应用范围层面,我这里提双胞胎也只是因为它们的名字很相像。UWB(超宽带)是一项短距离无线传输技术,基本上在10米以内的个域网(PAN),结合Ad-hoc就可以形成多跳的网络拓扑,利用了极短脉冲(陡峭的上升沿和陡峭的下降沿)代替传统的射频调制,属于非连续波调制,使信号的周期无限短,频谱无限宽,但是在每个频点上的功率谱密度非常低,对其他系统的干扰也会较小,目前的应用主要会在电子产品的短距离通信上,产业链以前有Intel大力推动。UMB是CDMA2000 1x EVDO Rev.B的升级版技术,使用CDMA码字扩频,OFDM进行调制,并且会变频到射频信号发射,属于连续波调制,应用范围主要是在城域网,属于4G技术,以前产业链只有高通一家在支撑局面。 相比于传统的无线技术,UWB是革命性的,因为UWB摆脱了传统意义下基带信号必须依赖射频调制才能进行电磁波产生并发射的瓶颈,这就省下了很多中频调制,放大器,变频到载波(载波能耗)的模块和功能,省下了很多处理过程,同时又由于调制后的信号属于极短脉冲,对于抗多径衰落的功能会大大增强,一般来说,当反射波信号到达时接收机已经完成了接收。同时又由于是极短脉冲,相比于连续波调制时能耗很小。通俗来讲,这对电子产品CE的结果就是能耗极低、带宽极高。当这项技术推出的时候获得了无线界的无数眼球,同时被寄予了无限的厚望,因为UWB是革命性的。但是一切都将因Intel宣布对UWB技术的放弃开始改变。最近Intel宣布放弃对UWB研究小组的支持,让这项技术前途渺茫起来。相比于大红大紫的Wi-Fi技术,下一代的Wi-Fi技术已经可以达到1000兆的带宽规模,无穿墙覆盖距离可以达到100米,而且对于CE来说,最大的能耗并不在射频模块,而是在自身的中央处理器和屏幕显示,所以这也极大地削弱了UWB的优势,我们认为正是因为Wi-Fi产业链的健全、用户的高认知度使各方对UWB技术的犹豫,导致UWB迟迟没有寻找到合适自身的个人应用领域。 同样情况的还有UMB,相比较于GSM技术,CDMA当时一直也是革命性的,也颠覆了传统的通信资源只有时间和频率的概念,引入了新的维度——码字。而且CDMA从2G向3G的过渡完全是平滑的,运营商升级成本非常小,不像GSM,从GSM升级到WCDMA后运营商基本上需要完全重新部署。但是与UWB同样的情况也发生在了UMB上,最近高通作为CDMA领域的领头羊,放弃了UMB,转而进行LTE方向的演进研究。高通的表态也意味着UMB技术的寿终正寝,这又同时印证着一个论调,产业链的健全对于一项技术的发展是多么的重要。 有人说:未来正在出现Wi-Fi和LTE一统天下的局面,or现在说有点早了,尤其是在中国市场,领导层会容忍被一项技术绑架吗?或许WiMAX将来会有自己的生存空间。 点击浏览更多 穆磊博客文章
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