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UWB重现生机,以精准定位见长

作者:王莹 《电子产品世界》时间:2020-01-13来源:电子产品世界收藏

2019年9月,苹果的iPhone11系列的创新之一是首发了技术,用于精准的室内定位和室内导航。接下来三星等手机厂商也计划采用。不仅如此,芯片厂商也推出了芯片,除了手机外,还十分看好在汽车、智能家居、工业等应用。为此,大中华区销售与市场副总裁钱志军向电子产品世界记者详细介绍了UWB的特点。

本文引用地址:/article/202001/409170.htm

1 UWB如何应用?

在各种无线标准中,非常重视UWB。UWB在过去实际上是一个通信协议,多年前UWB还是着重高速数据传输的短距离协议,经过十多年的演进,今天的UWB是基于2ns脉冲的特性,可用于精准定位的应用,该技术可做到约5cm的精准定位并且能测量角度和距离。不管是Wi-Fi定位还是蓝牙定位,甚至是其他任何现有技术,都无法做到这一点。

关于UWB在汽车中的应用,恩智浦一直在投入努力。现在欧洲的几大汽车厂商正在组成一个联盟,会将UWB变成智能汽车无钥匙进入(PKE)系统的一部分,今天的PKE系统可以在高端车中用手机开车门。通常,不管是有线还是无线钥匙,车主都要带其来发动汽车。不过,PKE仍有漏洞,例如小偷可以通过蓝牙中继,在用户的钥匙放在家里的情况下,把家门口的车偷走,这种漏洞来源于蓝牙信号可以通过中继的方式来放大。但是采用UWB技术后,由于UWB的精准定位功能,可以物理感知车钥匙是在车里、车外还是车前端。在这种情况下,即使通信机制还是基于蓝牙也没有关系,因为不会出现误认为车钥匙在旁从而可以开走车的情况。

恩智浦还与手机厂商、物联网厂商一起大力开发基于UWB的除了手机和汽车以外的可结合场景。例如戴儿童手表的孩子,走丢了可以给父母打电话,在短距离的情况下通过手机或手表内的UWB,可以精准定位小孩的位置。

现在人们的家中有很多智能设备,UWB由于拥有某个人的精准定位信息,可以更加个性化地控制智能家居中的功能。

此外,UWB还可以应用于标签、零售等领域。

钱志军在跟客户尤其是中国客户的沟通时,发现客户有大量的想法希望在2020年或2021年实施。

2 UWB与其他无线标准的关系

恩智浦与欧盟的几家车厂沟通时,认为UWB今后有望成为现有产品的互补。未来发展到一定的阶段,也可能变成替代的关系。

例如,今天PKE系统主要分为用蓝牙方式或NFC方式,二者各有优劣:蓝牙比较简单,但精度和安全性不如NFC那么容易控制;因为NFC做车钥匙需要首先拿出手机碰一下车门,或者将手机放在汽车的某一个特定的pad(面板)上才能启动汽车及进行互操作。由于蓝牙的距离比NFC长,所以比较方便;但如果缺少了UWB技术,缺陷也会体现出来。

恩智浦不仅将UWB作为实现定位功能的技术,还将通信的加密也考虑在内,因此恩智浦的方案是将定位、加密、安全结合在一起,推出三位一体的产品。

在与车厂沟通的过程中,车厂也会问:假设2年后有了UWB,是不是要用蓝牙?恩智浦认为绝大部分情况下是需要的,因为蓝牙作为一个低功耗唤醒机制,可以唤醒UWB进行认证和追踪。UWB和NFC相结合的应用是:UWB能让现在的NFC更顺畅地在车内使用,例如进入到车内后,只要知道手机在车内即可正常行驶,一旦手机在车门外是不能发动汽车的。

如果UWB的技术更成熟,尤其是功耗再下降的话,有可能可以产生替代的产品。

3 UWB为什么现在焕发了生机?

UWB技术诞生了一二十年,为什么现在非常受欢迎?

UWB的原始应用是作为超宽带通信应用于近距离高速数据传输。近10年来,其他的替代技术诸如Wi-Fi、4G、5G等通信技术已经极大地发展起来,从近距离数据传输的角度看,例如Wi-Fi 5、Wi-Fi 6已经能达到接近10 Gbit/s的传输率。由于这几年的生态建设,在短距离数据传输上的应用受到了抑制。但由于产品性能,尤其是UWB 2ns的通信机制,使其能很精确地测量信号之间的传输延迟和进来的角度。这样它的算法可以很精准地测算产品的定位,从短距离的通信变成了一个精准定位的技术。从这个角度看,UWB已经转移了最主要的应用市场。

今天UWB基于定位的应用已经在一些需要高精度定位的物流和商场里面使用,只不过现在的应用规模较小,还没有真正的大规模应用。

4 为何过去UWB没有流行起来?

主要是两方面:①技术原因,UWB目前的功耗比蓝牙高,因此在低功耗的应用场景下,尤其是对电池供电的应用场景下,可能会有局限性;②UWB的生态系统还没有被真正培育出来,用例还没有被开发出来,上面提及的一些例子是很多厂商在探讨或者试图探索的领域,预计未来一两年基于UWB的各种应用就会有比较大的发展。尤其是当人们发现汽车和手机这两个最重要的、量最大的节点都已经有UWB功能的时候,就会发现围绕UWB技术,相应的物联网产品、智能家庭的产品,或者是企业类的产品就会有比较大的发展。

5 UWB定位跟蓝牙的具体定位精度区别?

数量级的不同。今天的UWB可以实现±3°,约5~10 cm的精度,而蓝牙的算法精度都是米级或更长。



关键词: 恩智浦 UWB

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