超寬帶測距定位數(shù)據(jù)傳輸模塊UWB應(yīng)用市場規(guī)模增大，UWB定位技術(shù)始于20世紀(jì)60年代興起的脈沖通信技術(shù)。2002年，美國批準(zhǔn)用于民用通信。2015年，它開始在微軟室內(nèi)定位競賽中真正展示。2016年，它占據(jù)了微軟室內(nèi)定位競賽3D組的一半，并開始商業(yè)應(yīng)用。超寬帶測距定位數(shù)據(jù)傳輸模塊技術(shù)具有高速、抗干擾、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。UWB與生俱來的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使其成為許多領(lǐng)域的重要技術(shù)。
UWB適用于哪些場景？
1.室內(nèi)定位
眾所周知，室內(nèi)定位一直是一個(gè)難點(diǎn)。室內(nèi)沒有GPS信號(hào)，很少有其他有效的方案能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)定位。UWB定位系統(tǒng)可以在固定區(qū)域建立UWB定位基站，為被定位對(duì)象（人員或材料）佩戴UWB定位標(biāo)簽，從標(biāo)簽測量到每個(gè)基站的距離，并根據(jù)多邊定位法確定標(biāo)簽對(duì)基站的位置，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位。飛行時(shí)間測距法是超寬帶測距定位數(shù)據(jù)傳輸模塊技術(shù)中應(yīng)用廣泛的方法（TOF）和到達(dá)時(shí)間差法（TDOA）。從定位方法的角度來看，它們都屬于多點(diǎn)定位，即確定標(biāo)簽與多個(gè)已知坐標(biāo)點(diǎn)之間的相對(duì)位置關(guān)系。
目前，超寬帶測距定位數(shù)據(jù)傳輸模塊技術(shù)的高精度定位功能已廣泛應(yīng)用于公安司法、智能產(chǎn)業(yè)、智能施工現(xiàn)場、智能養(yǎng)老等應(yīng)用環(huán)境。
2.測距
當(dāng)你需要知道兩個(gè)物體之間的距離時(shí)，你也可以使用兩個(gè)超寬帶測距定位數(shù)據(jù)傳輸模塊測距基站分別固定在兩個(gè)物體上，兩個(gè)測距基站之間可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測距。UWB的這一特性應(yīng)用于叉車測距防撞。系統(tǒng)中主要有兩種設(shè)備，一種是UWB測距基站，另一種是UWB測距標(biāo)簽。測距基站可以完成標(biāo)簽和其他基站發(fā)起的測距請(qǐng)求。
這種UWB準(zhǔn)確測距技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用于叉車與其他貨架、物品和人員因超速、倒車、拐角和轉(zhuǎn)彎而發(fā)生的碰撞事故。針對(duì)這些問題，我們可以使用叉車測距防撞系統(tǒng)、無線感應(yīng)和準(zhǔn)確測距預(yù)警技術(shù)來實(shí)現(xiàn)警告和限速。
3.數(shù)據(jù)傳輸
隨著蘋果11的發(fā)布，UWB技術(shù)已經(jīng)成為其關(guān)鍵的創(chuàng)新功能，并引起了市場的關(guān)注。利用UWB技術(shù)，iPhone可以作為一個(gè)控制中心，更好地與蘋果的其他設(shè)備連接。也就是說，“有了U1芯片和iOS13，當(dāng)你使用空中交付時(shí)，只要你的iPhone指向別人的iPhone，系統(tǒng)就會(huì)優(yōu)先考慮對(duì)方，讓你更快地分享文件?！?/p>
這是蘋果11新的數(shù)據(jù)傳輸功能，依靠強(qiáng)大的UWB技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)快速、低延遲、穩(wěn)定、雙向數(shù)據(jù)傳輸功能，重要的是數(shù)據(jù)傳輸功能不影響UWB定位和測距功能，即可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩ㄎ缓蜏y距，非常方便用戶使用。
與消費(fèi)水平相比(ToC)類別應(yīng)用，企業(yè)級(jí)(ToB)與其他定位技術(shù)相比，超寬帶測距定位數(shù)據(jù)傳輸模塊定位技術(shù)具有精度高、安全性高、延遲低、傳輸速率高、穩(wěn)定性高等指標(biāo)，已應(yīng)用于企業(yè)市場，主要包括司法監(jiān)獄、醫(yī)院、礦山、化工廠、工廠、倉庫等物資或人員管理需求較高的應(yīng)用場景。
據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，2018年中國UWB企業(yè)級(jí)應(yīng)用市場規(guī)模為10.9億元，預(yù)計(jì)2025年中國UWB企業(yè)級(jí)應(yīng)用市場規(guī)模為352.6億元，未來4年CAGR為83%。在蘋果應(yīng)用UWB技術(shù)的催化下，三星、索尼、博世、恩智浦等巨頭組建的FiRa聯(lián)盟市場規(guī)模更大。
飛睿智能愿以自身在UWB技術(shù)領(lǐng)域的積累，與行業(yè)同仁共同推動(dòng)UWB標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步成熟，加快超寬帶測距定位數(shù)據(jù)傳輸模塊生態(tài)系統(tǒng)的形成，為全球標(biāo)準(zhǔn)的制定做出貢獻(xiàn)！
超寬帶測距定位數(shù)據(jù)傳輸模塊室內(nèi)定位技術(shù)常用的定位方法
1、信號(hào)到達(dá)時(shí)間
被測點(diǎn)（標(biāo)簽）發(fā)出的信號(hào)到達(dá) 3 以上參考節(jié)點(diǎn)接收機(jī)（基站），通過測量到達(dá)不同接收機(jī)的時(shí)間，得到發(fā)射點(diǎn)與接收點(diǎn)之間的距離，然后以接收機(jī)為中心，測量距離為半徑，3 圓的交點(diǎn)是被測點(diǎn)的位置。但TOA要求參考節(jié)點(diǎn)與被測點(diǎn)保持嚴(yán)格的時(shí)間同步，大多數(shù)應(yīng)用程序不能滿足這一要求。
在實(shí)現(xiàn)該方法的過程中，需要測量定位標(biāo)簽與每個(gè)基站之間的距離信息，因此定位標(biāo)簽需要與每個(gè)基站來回通信，因此定位標(biāo)簽的功耗較高。該定位方法的優(yōu)點(diǎn)是在定位區(qū)域內(nèi)外（基站包圍區(qū)域內(nèi)外），可以保持高定位精度。
2、信號(hào)到達(dá)時(shí)間差
與TOA類似，只測量時(shí)間差，而不是時(shí)間。該方法只需要參考節(jié)點(diǎn)之間的同步，不需要參考節(jié)點(diǎn)與測量點(diǎn)之間的嚴(yán)格時(shí)間同步，使系統(tǒng)相對(duì)簡化，因此在定位系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。
超寬帶測距定位數(shù)據(jù)傳輸模塊TDOA定位是雙曲線定位，需要在二維定位中使用四個(gè)定位基站。雙曲線可以通過測量標(biāo)簽到每兩個(gè)基站之間的距離差來繪制，而標(biāo)簽坐標(biāo)可以通過曲線交點(diǎn)來確定。在實(shí)現(xiàn)這種方法的過程中，標(biāo)簽只需要廣播一次UWB信號(hào)，有利于標(biāo)簽的功耗和并發(fā)數(shù)量。
3、信號(hào)到達(dá)角
超寬帶測距定位數(shù)據(jù)傳輸模塊AOA 是指通過測量錨節(jié)點(diǎn)發(fā)射的無線信號(hào)到達(dá)定位節(jié)點(diǎn)時(shí)，信號(hào)的傳輸方向和定位節(jié)點(diǎn)水平面的夾角，計(jì)算節(jié)點(diǎn)的具體位置，需要角度傳感器或接收陣列，必須準(zhǔn)確測量通信半徑附近錨節(jié)點(diǎn)發(fā)射的其他信號(hào)的角度值，以確保定位精度滿足系統(tǒng)要求。由于硬件要求高，容易受到外部環(huán)境的影響，該算法在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。
4、接收信號(hào)的強(qiáng)度
RSS 也就是說，通過測量錨節(jié)點(diǎn)發(fā)出的無線信號(hào)在定位節(jié)點(diǎn)處的信號(hào)接收強(qiáng)度作為定位特征量，利用采集到的信號(hào)接收強(qiáng)度作為定位特征量 RSS 值定位目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置主要有兩種定位算法。定位節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息是基于路徑損耗模型實(shí)現(xiàn)定位（也稱為三邊測量），并根據(jù)指紋識(shí)別算法（也稱為模式匹配）獲得定位節(jié)點(diǎn)。
