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        UWB重現生機,以精準定位見長

        作者:王瑩 《電子產品世界》 時間:2020-01-13 來源:電子產品世界 收藏

        2019年9月,蘋果的iPhone11系列的創新之一是首發了技術,用于精準的室內定位和室內導航。接下來三星等手機廠商也計劃采用。不僅如此,芯片廠商也推出了芯片,除了手機外,還十分看好在汽車、智能家居、工業等應用。為此,大中華區銷售與市場副總裁錢志軍向電子產品世界記者詳細介紹了UWB的特點。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/202001/409170.htm

        1 UWB如何應用?

        在各種無線標準中,非常重視UWB。UWB在過去實際上是一個通信協議,多年前UWB還是著重高速數據傳輸的短距離協議,經過十多年的演進,今天的UWB是基于2ns脈沖的特性,可用于精準定位的應用,該技術可做到約5cm的精準定位并且能測量角度和距離。不管是Wi-Fi定位還是藍牙定位,甚至是其他任何現有技術,都無法做到這一點。

        關于UWB在汽車中的應用,恩智浦一直在投入努力。現在歐洲的幾大汽車廠商正在組成一個聯盟,會將UWB變成智能汽車無鑰匙進入(PKE)系統的一部分,今天的PKE系統可以在高端車中用手機開車門。通常,不管是有線還是無線鑰匙,車主都要帶其來發動汽車。不過,PKE仍有漏洞,例如小偷可以通過藍牙中繼,在用戶的鑰匙放在家里的情況下,把家門口的車偷走,這種漏洞來源于藍牙信號可以通過中繼的方式來放大。但是采用UWB技術后,由于UWB的精準定位功能,可以物理感知車鑰匙是在車里、車外還是車前端。在這種情況下,即使通信機制還是基于藍牙也沒有關系,因為不會出現誤認為車鑰匙在旁從而可以開走車的情況。

        恩智浦還與手機廠商、物聯網廠商一起大力開發基于UWB的除了手機和汽車以外的可結合場景。例如戴兒童手表的孩子,走丟了可以給父母打電話,在短距離的情況下通過手機或手表內的UWB,可以精準定位小孩的位置。

        現在人們的家中有很多智能設備,UWB由于擁有某個人的精準定位信息,可以更加個性化地控制智能家居中的功能。

        此外,UWB還可以應用于標簽、零售等領域。

        錢志軍在跟客戶尤其是中國客戶的溝通時,發現客戶有大量的想法希望在2020年或2021年實施。

        2 UWB與其他無線標準的關系

        恩智浦與歐盟的幾家車廠溝通時,認為UWB今后有望成為現有產品的互補。未來發展到一定的階段,也可能變成替代的關系。

        例如,今天PKE系統主要分為用藍牙方式或NFC方式,二者各有優劣:藍牙比較簡單,但精度和安全性不如NFC那么容易控制;因為NFC做車鑰匙需要首先拿出手機碰一下車門,或者將手機放在汽車的某一個特定的pad(面板)上才能啟動汽車及進行互操作。由于藍牙的距離比NFC長,所以比較方便;但如果缺少了UWB技術,缺陷也會體現出來。

        恩智浦不僅將UWB作為實現定位功能的技術,還將通信的加密也考慮在內,因此恩智浦的方案是將定位、加密、安全結合在一起,推出三位一體的產品。

        在與車廠溝通的過程中,車廠也會問:假設2年后有了UWB,是不是要用藍牙?恩智浦認為絕大部分情況下是需要的,因為藍牙作為一個低功耗喚醒機制,可以喚醒UWB進行認證和追蹤。UWB和NFC相結合的應用是:UWB能讓現在的NFC更順暢地在車內使用,例如進入到車內后,只要知道手機在車內即可正常行駛,一旦手機在車門外是不能發動汽車的。

        如果UWB的技術更成熟,尤其是功耗再下降的話,有可能可以產生替代的產品。

        3 UWB為什么現在煥發了生機?

        UWB技術誕生了一二十年,為什么現在非常受歡迎?

        UWB的原始應用是作為超寬帶通信應用于近距離高速數據傳輸。近10年來,其他的替代技術諸如Wi-Fi、4G、5G等通信技術已經極大地發展起來,從近距離數據傳輸的角度看,例如Wi-Fi 5、Wi-Fi 6已經能達到接近10 Gbit/s的傳輸率。由于這幾年的生態建設,在短距離數據傳輸上的應用受到了抑制。但由于產品性能,尤其是UWB 2ns的通信機制,使其能很精確地測量信號之間的傳輸延遲和進來的角度。這樣它的算法可以很精準地測算產品的定位,從短距離的通信變成了一個精準定位的技術。從這個角度看,UWB已經轉移了最主要的應用市場。

        今天UWB基于定位的應用已經在一些需要高精度定位的物流和商場里面使用,只不過現在的應用規模較小,還沒有真正的大規模應用。

        4 為何過去UWB沒有流行起來?

        主要是兩方面:①技術原因,UWB目前的功耗比藍牙高,因此在低功耗的應用場景下,尤其是對電池供電的應用場景下,可能會有局限性;②UWB的生態系統還沒有被真正培育出來,用例還沒有被開發出來,上面提及的一些例子是很多廠商在探討或者試圖探索的領域,預計未來一兩年基于UWB的各種應用就會有比較大的發展。尤其是當人們發現汽車和手機這兩個最重要的、量最大的節點都已經有UWB功能的時候,就會發現圍繞UWB技術,相應的物聯網產品、智能家庭的產品,或者是企業類的產品就會有比較大的發展。

        5 UWB定位跟藍牙的具體定位精度區別?

        數量級的不同。今天的UWB可以實現±3°,約5~10 cm的精度,而藍牙的算法精度都是米級或更長。



        關鍵詞: 恩智浦 UWB

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