Výběr země / regionu a jazyka

Ultra-Wideband / UWB / ultra-širokopásmová technologie

Co to vlastně přesně je? Ultra-širokopásmová technologie (také známá jako Ultra-Wideband) je digitální radiotechnologie pro blízkou oblast. Je založena na velmi vysokých frekvencích, které poskytují prostorová a směrovaná data. S ultra-širokopásmovou technologií lze určit polohu objektů až na 10 cm přesně. Tím je robustní radiotechnika se svým vysokým dosahem předurčena pro dílnu.

Jak vznikla ultra-širokopásmová technologie?

Vznik ultra-širokopásmové technologie sahá zpět až do roku 1880, když Heinrich Hertz vynalezl rádiový vysílač a Guglielmo Marconi jej zdokonalil, aby bylo možné vysílat první rádiový přenos přes Atlantik. Na impulsech založená širokopásmová radiotechnologie RADAR sloužila během druhé světové války k určování vzdálenosti, úhlu a rychlosti u objektů. O sedm desetiletí později poskytuje ultra-širokopásmová technologie lokační data pro uživatele iPhonu 11. Avšak zábavní elektronika není sama: Nejnovější údaje o růstu trhu ukazují strmý vzestup úspěchu u Ultra-Wideband také v aplikacích Průmyslu 4.0. Technologie je na nejlepší cestě se stát celosvětovým standardem. Tak se ultra-širokopásmová technologie v posledních letech etablovala jako bezdrátová klíčová technologie pro přesnou indoor lokaci a s ní související služby v průmyslovém prostředí.

Ultra-širokopásmová technologie je specifikována podle standardu IEEE 802.15.4z a definuje široké frekvenční pásmo v porovnání s úzkopásmovou radiovou technikou. Tím je možné vysílat signály ultra-širokopásmové technologie s velmi nízkou energií a neruší tak stávající radiové systémy – pro ně se signály ultra-širokopásmové technologie ztratí v šumu.

Velmi široké frekvenční pásmo ultra-širokopásmové technologie umožnuje vysílání velmi krátkých pulzů signálů. Časový okamžik, kdy byl vyslán signál ultra-širokopásmové technologie příp. bude zachycen, lze tím přesně stanovit. Na základě přesných časových okamžiků nebo časových rozdílů lze realizovat vysoce přesnou lokalizaci.

Jaký je rozdíl mezi Narrowband, Wideband a Ultrawideband?

Narrowband

Narrowband (úzké pásmo) je digitální radiová technika, která přenáší signály v úzkém frekvenčním pásmu. U Narrowband komunikace je šířka pásma u signálu daleko menší než koherentní šířka pásma kanálu. To znamená, že šířka pásma signálu významně nepřekročí koherentní šířku pásma kanálu.

Wideband a Ultrawideband

Širokopásmová technologie (Wideband) se naproti tomu vztahuje na širší frekvenční komunikační kanál, který využívá relativně velký rozsah frekvence. Šířka pásma u signálu značně překračuje koherentní šířku pásma kanálu. Díky ultra-širokopásmové technologii, u které je vysíláno s šířkou pásma vysokou minimálně 500 MHz, je doba trvání pulzů signálu v oblasti nanosekund. Díky tomuto vysokému časovému rozlišení lze přesně stanovit časový okamžik vysílání a je možné velmi přesné měření doby průběhu impulzů. Odrazy od kovových předmětů mají kvůli krátkému trvání pulzu velmi malý vliv na přesnost lokace. Lokaci objektů tak lze určit až na 10 cm přesně.

Jaké metody měření jsou s omlox možné k lokalizaci?

Downlink Time Difference of Arrival (DL-TDoA)

Downlink TDoA se hodí pro neomezený počet sledovatelných přístrojů. Tento tag-centrovaný režim je srovnatelný s použitím GPS. Jsou jen vysílány Downlink signály od satelitů k tags. Na základě těchto signálů a známých poloh více satelitů, vypočítají tags samy svou polohu.

Uplink Time Difference of Arrival (UL-TDoA)

U tohoto režimu vysílá vysoce energeticky efektivní tag signál k okolním satelitům. Protože jsou satelity synchronizovány, mohou vypočítat polohu tagu na základě rozdílu časů přijetí.

Reconstructed Time of Flight (RToF)

Tento energeticky optimalizovaný dvou-cestný ranging režim je založen na jediném potvrzení Handshake mezi tagem a satelitem, který je také přijímán a zpracováván okolními satelity. Protože jsou satelity synchronizovány, mohou vypočítat dobu chodu mezi všemi satelity.

Jaké aplikace jsou možné s ultra-širokopásmovou technologií?

Pro četné aplikace ve výrobním a logistickém prostředí se skvěle osvědčuje radiová technika ultra-širokopásmové technologie díky přesným lokačním datům, vysokému časovému rozlišení a robustnímu přenosu signálu u alternativních lokačních technologií.

1. Asset Tracking

S Asset Tracking mohou uživatelé sledovat vytížení strojů/AGV a rovněž mít přístup k historickým datům přepravy a trasám. Tak uživatelé zvyšují produktivitu a zlepšují vytížení kapacity.

2. Automated booking

Na bázi Geo-Fences lze pomocí spoušťových obvodů spouštět akce jako automated booking. Tímto způsobem lze například automaticky účtovat zakázky, jakmile se dostanou do odpovídající zóny nebo jsou pracovníci intralogistiky automaticky priorizováni. To zvyšuje produktivitu a zároveň snižuje odpad a tím otevírá cestu k továrně bez papírů.

3. Machine Navigation (AGV)

AGV mohou zvyšovat rychlost v závislosti na odstupech od pracovníků a také ji snižovat, aby například v dílně byla zaručena větší míra bezpečnosti.

4. Human Navigation (VR)

Navigace přes AR snižuje požadavky na spolupracovníky a usnadňuje vyhledávání dílů a výrobků. Výhoda: menší potřeba školení spolupracovníků a plus v produktivitě.

5. Automated Documentation

Automated Documentation umožňuje automatizovanou inventuru vybavení a strojů. Kromě toho jsou dokumentovány údaje o čase a místech u servisních zásahů a také úpravy a aktualizace strojů.

6. Movement Analysis

Mějte možnost vidět a analyzovat všechny pohyby na dílně. Tím zvýšíte transparentnost ve Vaší továrně a můžete identifikovat potenciály optimalizace.

Kontaktujte naše odborníky!

Chcete vědět více o tom, jak lze používat ultra-širokopásmovou technologii ve výrobním a logistickém prostředí? Kontaktujte nás tedy!

Kontaktujte nyní

Whitepaper

Také by vás mohla zajímat tato témata

Produkty pro lokalizaci v reálném čase

Coriva je modulem řešení pro flexibilní a výkonná řešení RTLS od TRUMPF. Kromě toho podporujeme naše partnery při vývoji vlastních řešení, která jsou založena na celosvětově prvním otevřeném lokačním standardu omlox.