Dec . 2025
Al entrar en un espacio cerrado, las señales GPS se bloquean. Se desvanecen rápidamente, inutilizando las herramientas de posicionamiento habituales. Para las industrias que dependen de la precisión, esto no solo representa un problema; también reduce la productividad y aumenta los riesgos de seguridad. Bluetooth 5.1+ y Wi-Fi 6 son suficientes para la zonificación general, pero no ofrecen la precisión centimétrica que requiere la automatización industrial. Aquí es donde la tecnología de banda ultraancha (UWB) entra en escena como una solución práctica para entornos industriales.
Los módulos UWB permiten que los Sistemas de Localización en Tiempo Real (RTLS) alcancen estándares de precisión centimétrica. El rastreo UWB proporciona una precisión real que puede utilizar para mejorar la eficiencia de las rutas de montacargas en un almacén o garantizar la seguridad de los trabajadores en zonas peligrosas como las minas. Analicemos la ingeniería detrás de estos módulos y veamos por qué son mucho mejores que otras tecnologías inalámbricas.
El módulo UWB es el hardware principal para la medición de distancia y posicionamiento. Funciona enviando pulsos inalámbricos ultracortos de tan solo 1 nanosegundo (el tiempo que tarda la luz en recorrer 30 centímetros), y el sistema calcula el tiempo de vuelo de la señal para lograr una precisión centimétrica entre dispositivos.
En los sistemas de posicionamiento de fábricas y almacenes, se instala en dos tipos de dispositivos: la etiqueta UWB que usan los trabajadores o que se fija a los equipos, y el anclaje UWB que se instala en esquinas o paredes de salas. Por ejemplo, el módulo UWB650Pro de G-NiceRF es más pequeño que una tarjeta bancaria e incluye todo el hardware y el software básico necesarios. Esto facilita a los ingenieros la creación rápida de sistemas de posicionamiento, ahorrando tiempo en el desarrollo de circuitos.
(Tamaño del UWB650Pro: 30,10 mm × 20,00 mm. Fuente: Hoja de datos oficial del UWB650Pro de G-NiceRF v1.0)
Los módulos UWB logran funciones de medición de distancia midiendo el tiempo de vuelo de las señales de radio.
El sistema registra el tiempo que tarda una señal en llegar desde la etiqueta UWB hasta el ancla UWB. Dado que las ondas de radio viajan a la velocidad de la luz, esta diferencia de tiempo equivale a la distancia. Los pulsos UWB duran solo 2 nanosegundos, según el estándar IEEE 802.15.4z . Este breve tiempo es fundamental, ya que permite al sistema mantener una precisión centimétrica en entornos industriales congestionados y le ayuda a distinguir entre una señal directa y una que rebota en una pared (el efecto multitrayecto).
La Diferencia de Tiempo de Llegada (TDoA) es una forma común en que los sistemas UWB rastrean objetos en movimiento. No se basa en una sola medición, sino que compara cuándo la señal alcanza varios puntos de anclaje para determinar la ubicación de la etiqueta. El estándar IEEE 802.15.4z-2020 garantiza la correcta interconexión de dispositivos de diferentes empresas. Además, satisface las necesidades de seguridad del IoT industrial (como el cifrado AES128 ) y el bajo consumo de energía.
Su elección se reduce a una pregunta: ¿necesita conocimiento general o seguimiento preciso?
Característica | Módulo UWB (por ejemplo, UWB650) | Bluetooth (BLE) | Wifi |
Exactitud | ±10 cm (Precisión milimétrica) | 1-3 metros | 5-15 metros |
Rango | >1 km (modelos de alta potencia) | Corto (<100 m) | Mediano (<100 m) |
Interferencia | Resiliente (amplio espectro) | Débil (2,4 GHz abarrotado) | Débil (2,4 GHz abarrotado) |
Estado latente | Ultrabajo (tiempo real) | Medio | Variable |
Mejor para | RTLS industrial, seguridad y robótica | Etiquetas para minoristas y consumidores | Acceso a Internet, datos |
Los dispositivos de consumo son útiles para encontrar las llaves, pero los módulos UWB industriales están diseñados para ser confiables.
No siempre es fácil para los módulos inalámbricos estándar mantenerse conectados a largas distancias. El chip Qorvo DW3000, los amplificadores de alta potencia (PA) y los cristales TCXO estables se utilizan en unidades industriales como el UWB650Pro y el UWB3000F27 . Estos proporcionan una potencia de 27 dBm en línea recta y la conexión se mantiene estable a una distancia de hasta 1 kilómetro. El UWB650Pro también es compatible con redes MESH . Esto significa que un módulo puede funcionar como un enrutador y encontrar automáticamente la mejor ruta para la red. Esto es de gran ayuda en minas a cielo abierto o grandes parques logísticos donde no se pueden colocar anclas por todas partes.
Desarrollar hardware de RF es complejo y requiere amplios conocimientos. Los módulos industriales solucionan este problema integrando el chip UWB, el transceptor RF, la gestión de energía y la protección ESD en un solo paquete. Algunos incluso incluyen el MCU. Utilizan interfaces UART estándar para comunicarse entre sí, lo que permite a los desarrolladores iniciar la medición de distancias UWB o enviar datos con comandos sencillos.
La etiqueta del casco de un trabajador debe durar mucho tiempo. Es fundamental controlar el consumo de energía de la UWB. El UWB3000F00 y otros módulos especializados de bajo consumo consumen tan solo 1 μA en reposo profundo. Esto significa que una pila de botón CR2032 normal puede alimentar un rastreador de personal de 6 a 12 meses, lo que reduce considerablemente las visitas de mantenimiento.
Las fábricas son lugares ruidosos para las ondas de radio, especialmente en la banda de 2,4 GHz. La tecnología UWB evita este problema al operar a 6,5 GHz (Canal 5) u 8 GHz (Canal 9), según el estándar IEEE 802.15.4z. Además de usar una frecuencia más limpia, módulos como el UWB650Pro utilizan mecanismos como la confirmación ACK y la Evaluación de Canal Libre (CCA) para garantizar la transmisión fiable de los datos de seguimiento.
Saber que un palé está en el almacén no es suficiente. Los gerentes necesitan saber exactamente en qué estante y pasillo se encuentra. Las soluciones RTLS UWB proporcionan coordenadas con una precisión de 10 cm. Este nivel de precisión permite automatizar la gestión del inventario y evita que las carretillas elevadoras choquen entre sí, lo que reduce considerablemente el error humano.
Las señales no funcionan bien en minas subterráneas. El UWB650Pro de largo alcance permite hablar con personas a más de 1 km, incluso en zonas con geología compleja. Se necesitan menos anclas en este rango, lo que reduce los costos. El sistema vigila a los mineros en tiempo real, por lo que, si algo sale mal, los equipos de rescate saben exactamente adónde ir.
Los hospitales utilizan la banda ultra ancha (UWB) para monitorizar tanto a los pacientes como a los equipos. Las etiquetas que consumen muy poca energía, como las de las sillas de ruedas o pulseras (que funcionan a <1 μA), registran el tiempo que los pacientes pasan en triaje o tratamiento. Esta información muestra dónde hay problemas, como una congestión en la sala de reconocimiento, para que los administradores puedan ajustar rápidamente la dotación de personal y equipos para acortar los tiempos de espera.
G-NiceRF ofrece soporte completo desde la integración de chips UWB centrales hasta aplicaciones de terminal, incluido el diseño de antena antiinterferencias, soluciones de red que cumplen con el estándar IEEE 802.15.4z y funciones de actualización OTA de grado industrial, lo que ayuda a los clientes a construir sistemas de seguimiento UWB estables.
Los módulos estándar suelen funcionar a una distancia de 50 a 100 metros. Sin embargo, las versiones industriales con amplificadores de potencia, como el UWB650Pro, pueden alcanzar más de un kilómetro en espacios abiertos, lo que los hace ideales para grandes instalaciones, tanto interiores como exteriores.
No realmente. La frecuencia UWB es alta, así que no atraviesa muy bien los objetos. Puede atravesar madera o vidrio, pero no ladrillo ni hormigón. Siempre coloque las estaciones base en un lugar alto para poder verlas con claridad.
Los precios están bajando. En el caso de las instalaciones industriales, un enfoque modular (que integra módulos centrales en etiquetas y anclajes personalizados) suele ser más económico que comprar equipos de consumo ya fabricados.
El posicionamiento en interiores de alta precisión ya no es solo una ventaja; para muchas industrias, es un requisito. Los sistemas UWB pueden funcionar tanto en campo abierto como en fábricas complejas gracias a su precisión centimétrica y su alcance a largas distancias. En comparación con la tecnología anterior, la UWB es la mejor opción para tareas importantes como la seguridad en minas y el seguimiento de activos.
Al implementar, no se debe fijar solo en especificaciones como la duración de la batería. Considere la estabilidad del equipo en su entorno, su resistencia al calor y al polvo, y su compatibilidad con sus sistemas actuales. Siempre vale la pena realizar una prueba de campo para detectar problemas a tiempo.
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