Posicionamiento UWB: ¡El poder de ToF para su negocio!

Introducción

¿Pierde activos valiosos a diario y se siente frustrado por los retrasos innecesarios en sus operaciones? G-NiceRF le ayuda a solucionar este problema permitiéndole rastrear artículos mediante  soluciones de posicionamiento UWB , lo que le ahorra mucho tiempo y aumenta sus ganancias. Le ayudamos a construir una marca confiable y a alcanzar el éxito eliminando las incertidumbres del rastreo.

¿Cómo mejora ToF la precisión empresarial?

Analicemos exactamente cómo las necesidades de su negocio en sistemas de posicionamiento transforman sus mediciones con soluciones de posicionamiento UWB y tecnología ToF.

·  Pulsos de nanosegundos

Al transmitir ráfagas de datos extremadamente cortas, utiliza pulsos de nanosegundos de tan solo 2 ns para una velocidad increíble. Como resultado, obtiene una alta resolución que facilita la precisión de posicionamiento UWB superior  para sus necesidades comerciales. Siempre utilizamos anchos de banda amplios para garantizar señales nítidas y evitar posibles problemas de superposición de datos. Por lo tanto, su sistema se mantiene estable mientras utiliza el protocolo estándar IEEE 802.15.4-2020 para sus operaciones.

·  Velocidad de la luz

Para que nuestro sistema funcione correctamente, necesitamos que nuestras señales se envíen a la velocidad de la luz. Viaja a una velocidad constante de aproximadamente 3 x 10^8 metros por segundo, lo que nos permite asegurar la precisión de su posicionamiento.

·  Vuelo de señal

Se rastrea la onda durante el vuelo de la señal a medida que viaja hacia la etiqueta y regresa instantáneamente a la fuente. Se mide este tiempo de vuelo de ida y vuelta porque así es exactamente como funciona el posicionamiento UWB en un escenario real. Por lo tanto, se ignora la intensidad de la señal y se centra completamente en el tiempo, lo que nos permite verificar la trayectoria exacta.

·  Tiempo exacto

Necesita relojes precisos, conocidos como Sincronización Exacta, ya que utilizamos temporizadores sincronizados con precisión de picosegundos. Esto mejora la eficacia del posicionamiento UWB y, además, reduce los errores de sincronización para obtener resultados estables y fiables. Gestionamos las desviaciones de reloj de forma eficiente, lo que garantiza la validez de sus datos, lo que le permite confiar en el Tiempo de Vuelo (TofFlight).

¿Qué define a los sistemas de posicionamiento UWB de alta precisión?

Debe exigir capacidades técnicas específicas y métricas de rendimiento sólidas para implementar con éxito un sistema de posicionamiento UWB profesional en sus instalaciones. Recuerdo haber visitado un centro logístico donde el gerente casi llora porque su antiguo sistema de rastreo falló durante la temporada alta . Según el Consorcio FiRa, «UWB destaca en precisión y seguridad donde otras tecnologías no lo consiguen».  Necesita un sistema de posicionamiento UWB con una precisión de hasta centímetros, y nosotros lo ofrecemos con una precisión de 10 cm.

Esta es una característica definitoria de un sistema de posicionamiento UWB de calidad, además de requerir baja latencia para el seguimiento en tiempo real. Ofrecemos actualizaciones con baja latencia, en milisegundos, lo que se espera de un sistema de localización en tiempo real basado en UWB. También se requiere alta capacidad, ya que nuestro sistema puede gestionar hasta 30 etiquetas simultáneamente en una zona. Esto es ideal para un sistema de posicionamiento UWB robusto en interiores y, además, se obtienen valiosos datos 3D para una mejor comprensión.

También ofrecemos funciones de posicionamiento 3D UWB precisas, junto con velocidades de datos de 6,8 Mbps para una transferencia rápida. Por lo tanto, puede rastrear sus activos eficazmente desde ubicaciones remotas utilizando la tecnología G-NiceRF. Necesitaba utilizar soluciones de posicionamiento UWB, por lo que le proporcionamos 500 mW de potencia para satisfacer esa necesidad específica.

¿Por qué elegir ToF en lugar de RSSI para el posicionamiento UWB?

Esta es una de las razones por las que encontrará que el tiempo de vuelo (ToF) es mucho más confiable que los enfoques poco confiables que utilizan la intensidad de la señal para el posicionamiento UWB.

·  Energía de la señal

No es necesario usar métricas poco fiables, ya que RSSI  utiliza la energía de la señal, una métrica poco fiable. Es una métrica bastante volátil que se desvanece con facilidad, lo que genera grandes diferencias en la comparación entre el posicionamiento UWB y el Bluetooth. Utilizamos la medición del tiempo para que se pueda ignorar la intensidad de la señal, que es lo que realmente se requiere para la fiabilidad, como ya mencioné. Por lo tanto, se puede tener estabilidad, ya que no utilizamos señales débiles, y se puede confiar en el pulso.

·  Cálculo de distancia

Debe calcular el alcance con precisión, pero el RSSI lo estima con un error de 1 a 5 m, lo cual es inaceptable para la precisión. Si bien la precisión de UWB es centimétrica, el cálculo de la distancia se vuelve aún más sencillo cuando se confía en el tiempo de vuelo. Por lo tanto, proporcionamos una precisión de cálculo de distancia de 10 cm porque la medición es lineal y confiable para sus necesidades.

·  Diferencia de fase

A menudo se producen interferencias de señal cuando las ondas chocan y crean una diferencia de fase, y es aquí donde el Bluetooth suele fallar. Con el posicionamiento UWB en interiores, es una ventaja, ya que utilizamos pulsos cortos y definidos para garantizar la claridad. Por lo tanto, se ven señales lógicas y claras, y se evitan los errores de fase que suelen afectar a otros sistemas de banda estrecha. Reparamos la ruta perdida para que la conexión se mantenga estable incluso en entornos difíciles.

·  Nivel milimétrico

Se necesita una precisión milimétrica, ya que el RSSI es aproximado, pero el posicionamiento de banda ultraancha es mucho más preciso y fiable. Alcanza el nivel milimétrico, ya que trabajamos hasta el nanosegundo, lo cual es valioso para sus datos. Además, se detectan movimientos minúsculos para facilitar la automatización, ya que disponemos de un ancho de banda de 500 MHz. Por lo tanto, se pueden rastrear pequeños cambios que otros sistemas podrían pasar por alto durante su funcionamiento.

¿Cómo optimizar los algoritmos para el posicionamiento UWB?

Verá métodos algorítmicos avanzados para maximizar la precisión y la eficiencia de sus implementaciones de posicionamiento UWB industrial. ¿Se ha preguntado alguna vez cuánta eficiencia pierde simplemente porque sus algoritmos de seguimiento están desactualizados?

-  Medición de distancia DS-TWR: Utiliza la medición de distancia DS-TWR porque elimina la latencia, lo que mejora significativamente la precisión del posicionamiento UWB de sus dispositivos. Además, automatizamos las respuestas para garantizar el correcto funcionamiento del sistema sin necesidad de intervención manual constante. 

-  Sincronización TDoA: debe alinear todos los relojes mediante la sincronización TDoA  porque escala de manera efectiva su sistema de ubicación en tiempo real UWB. 

Cálculo del  AoA: Mide la dirección de las señales recibidas para calcular el AoA y mejorar tus capacidades de posicionamiento 3D UWB. Además, facilita el posicionamiento de drones UWB, que requiere conocer el ángulo exacto de la señal entrante. 

Método  de Triangulación: Se colocan tres anclas con el método de triangulación, ya que mejora drásticamente el seguimiento de la posición UWB en áreas complejas. De esta manera, se rastrea la ubicación de las etiquetas con confianza, sabiendo que la geometría ofrece alta precisión. 

-  Deriva de Reloj: Controla los errores de tiempo conocidos como Deriva de Reloj, ya que mejoran la estabilidad del posicionamiento UWB de esp32 en interiores. Además, asistimos en el posicionamiento UWB de Arduino para garantizar que tanto aficionados como ingenieros obtengan buenos resultados. 

¡Especificaciones técnicas comparativas de algoritmos de optimización para posicionamiento UWB!

¿Qué especificación de módulo se adapta a sus necesidades de posicionamiento UWB?

Usted determinará las especificaciones de hardware exactas del módulo UWB3000F27 que satisfagan sus necesidades de posicionamiento UWB. Como señalan los expertos de Allied Market Research, «la demanda de sistemas de localización en tiempo real se basa en la alta precisión y el bajo consumo de energía».

·  Potencia de 500 mW

Necesita las señales más potentes, por lo que admitimos una potencia de 500 mW, también conocida como 27 dBm. Transmite señales a gran distancia, lo que le permite realizar posicionamiento UWB en exteriores con gran éxito. Supera obstáculos gracias a que utilizamos amplificadores de potencia (PA) para aumentar la intensidad de la señal. De esta manera, su señal sobrevive en rutas difíciles y cubre áreas extensas con confianza. Admitimos enlaces robustos que garantizan su conexión incluso en el borde de la red.

·  Módulo UWB3000F27

El módulo UWB3000F27 es la elección correcta,  ya que está fabricado con el confiable chip DW3000. Es el mejor módulo de posicionamiento UWB disponible y, además, cuenta con un LNA para una mejor recepción. Esto aumenta la sensibilidad y simplifica la integración del circuito, ahorrándole tiempo en el diseño. De esta manera, acelera la implementación y lanza sus productos al mercado mucho más rápido.

·  Alcance de 1 km

Si necesita un alcance amplio, le ofrecemos un alcance de 1 km para sus proyectos. Funciona en áreas abiertas y define el alcance máximo de posicionamiento UWB que puede esperar. Además, podrá rastrear activos a distancia sin esfuerzo, gracias a la velocidad más baja de 850 kbps. Esto aumenta significativamente el alcance y, por lo tanto, le permite monitorear áreas extensas sin perder la señal.

·  Interfaz UART

Gracias a nuestra interfaz UART, podrá conectarse fácilmente a los MCU. Esta facilidad se adapta a las soluciones de posicionamiento UWB y, además, le permite enviar datos en serie fácilmente. Ofrecemos una velocidad de 115200 bps para que pueda controlar completamente el módulo. Como resultado, se logra una integración sin esfuerzo y simplificamos significativamente el diseño de hardware.

·  Cifrado AES-128

Usted obtiene la protección de datos gracias a nuestro cifrado AES-128  . Esto protege sus datos y bloquea sus transmisiones, lo cual es necesario para el seguimiento seguro de la posición UWB. Además, le brindamos protección contra alteraciones no autorizadas, ya que cumplimos con las normas de seguridad IEEE. Esto significa que su red está protegida y puede confiar en G-NiceRF para su seguridad. Nuestro principio es proteger sus datos para que pueda confiar en nosotros en todo momento.

¿Cómo el posicionamiento UWB supera la interferencia multitrayecto compleja?

Comprenderá cómo la tecnología de posicionamiento UWB utiliza pulsos cortos para filtrar señales reflejadas en entornos difíciles.

·  Pulsos no superpuestos

Se envían ráfagas cortas separadas, que son pulsos no superpuestos, ya que no se superponen en el tiempo. Esto facilita el posicionamiento preciso de UWB y, además, las reflexiones llegan más tarde. Se puede ver la trayectoria directa gracias a que usamos pulsos de 2 ns para mayor claridad. Como resultado, se pueden separar las señales y evitar la confusión de datos. La claridad de la señal garantiza que las mediciones se mantengan fieles y precisas.

·  Entornos densos

Trabajan en fábricas con entornos densos donde los sensores suelen reflejarse en las superficies metálicas. Esto es lo que el sistema de posicionamiento en interiores con UWB gestiona eficazmente, ya que filtramos aún más las reflexiones. Obtienen la señal de primera trayectoria porque eliminamos los ecos tardíos que causan errores. Por lo tanto, el conjunto de datos es limpio y los elementos digitales se rastrean con precisión y sin interferencias.

·  Reflexión de la señal

Se enfrenta a los rebotes de pared conocidos como reflexión de señal, pero evitamos las bandas estrechas que pueden confundir. Los sistemas de posicionamiento basados ​​en UWB son inmunes a esto porque resolvemos las señales por usted. Buscamos que distinga la fuente y, además, rechazamos eficazmente los trayectos múltiples. Utilizamos espectros amplios para garantizar una alta precisión en cada medición. Puede estar seguro de la ubicación, ya que la tecnología está diseñada para gestionar estos rebotes.

·  Capacidad del canal

Transmite datos que definen la capacidad del canal, y se le asigna un ancho de banda de 500 MHz. Esto mejora las capacidades de posicionamiento en interiores de banda ultraancha y, además, le permite enviar más datos con menos esfuerzo. Se admiten altas velocidades para que la comunicación sea más robusta y confiable para su equipo. Usted mantiene un flujo de datos constante y nosotros mantenemos la conexión confiable entre nosotros en todo momento.

·  Dominio del tiempo

Se mide el tiempo discretamente en el dominio del tiempo y nosotros determinamos en qué señal se produce la llegada. Esto es lo que hace posible el posicionamiento UWB, ya que la frecuencia no influye. Usted se concentra en la sincronización y nosotros logramos una precisión de nanosegundos para resolver el problema. De esta manera, se utiliza la física para resolver los problemas de interferencia que afectan a otras tecnologías inalámbricas.

Preguntas frecuentes!

Aquí respondemos las preguntas más comunes que pueda tener en relación con la implementación de la tecnología de posicionamiento UWB y su uso en sus aplicaciones comerciales específicas.

¿Es la precisión de 10 cm el estándar para UWB?

Sí, 10 cm es el estándar porque la precisión centimétrica de UWB es inherente a los métodos de tiempo de vuelo que utilizamos. Además, calibramos los módulos cuidadosamente para que obtenga datos precisos que garanticen la fiabilidad del posicionamiento UWB.

¿La potencia de 500 MW amplía el alcance a 1 km?

Sí, el alcance se amplía gracias a la potencia de 500 mW que alcanza hasta 1 km. Funciona al aire libre y, además, la penetración se potencia al usar el UWB3000F27.

¿El chip DW3000 admite el canal 5?

Sí, es compatible con el Canal 5, que utiliza 6489,6 MHz, e integra el DW3000. Además, cumple con los estándares IEEE 802.15.4-2020 a nivel mundial.

¿Pueden las señales UWB penetrar paredes sólidas?

Sí, se atraviesan las paredes porque se utiliza una potencia de 27 dBm para garantizar que los obstáculos se crucen eficazmente. El alcance disminuye ligeramente, por lo que recomendamos la línea de visión, pero sigue siendo mejor que el Wi-Fi para el posicionamiento UWB en interiores.

¿Cuántas etiquetas funcionan con un ancla?

Muchas etiquetas funcionan juntas, ya que se pueden conectar 30 etiquetas y comunicarse con 3 anclas. Además, se logra una alta capacidad gracias al uso de franjas horarias para garantizar el seguimiento de múltiples activos.

Conclusión

A estas alturas, ya debería comprender el valor de dejar de lado las conjeturas con nuestras sólidas soluciones empresariales. Puede optar por  tecnología de posicionamiento UWB confiable para optimizar tareas y eliminar errores costosos. G-NiceRF  respalda a todo su equipo para ayudarle a aumentar su productividad. Visite nuestro sitio web ahora para adquirir nuestros módulos inteligentes y lograr un éxito tangible.