UWB – łączność bezprzewodowa na wyższym poziomie

Technologia UWB opiera się na podobnych założeniach co Bluetooth i Wi-Fi – to protokół komunikacji krótkiego zasięgu działający na falach radiowych. W porównaniu z innymi rozwiązaniami UWB jest jednak wyjątkowo precyzyjne i dokładne w przekazywaniu danych, a przy tym potrzebuje minimalnej mocy.

Przyjrzyjmy się bliżej technologii UWB: jak działa, czym się wyróżnia, dlaczego może zmienić rynek, jakie ma zalety i najpopularniejsze zastosowania. Zapraszamy do lektury!

Jak działa UWB?

W dużym skrócie UWB można porównać do radaru, który nieustannie skanuje otoczenie w poszukiwaniu obiektu, by go namierzyć, ustalić jego położenie i się z nim komunikować. Ta technologia bezprzewodowa generuje energię radiową w postaci miliardów impulsów w bardzo szerokim paśmie częstotliwości.

Gdy urządzenie z UWB znajdzie się w pobliżu innego urządzenia UWB, oba zaczynają pomiar odległości (ranging), czyli obliczają czas przelotu pakietów odpowiedzi w obie strony. Dzięki temu mogą przesyłać dane, precyzyjnie lokalizować inne urządzenia albo obliczać ich odległość i położenie – wszystko przy bardzo niskiej gęstości mocy i na wygodnym dystansie do 10 metrów.

Co więcej, cały proces trwa około dwóch nanosekund, dzięki czemu UWB działa dokładnie w czasie rzeczywistym. A ponieważ ta technologia nie wymaga licencji, każdy może z niej korzystać.

Zalety UWB

UWB ma wiele zalet, które wyraźnie wyróżniają tę technologię na tle podobnych rozwiązań. Oto najważniejsze z nich:

– UWB jest szybkie

Ultra Wideband działa szybko nie tylko podczas pracy, ale też przy instalacji i konfiguracji. Ponieważ korzysta z bardzo szerokiego pasma i krótkich impulsów, sprawnie przesyła duże ilości danych.

Jednocześnie szybkość nie oznacza podatności na zagrożenia. UWB jest znane z odporności na przechwytywanie i zakłócenia, co jest dodatkową zaletą.

– UWB jest dokładne i niezawodne w czasie rzeczywistym

Pasmo 500 MHz i impulsy trwające 2 nanosekundy przekładają się bezpośrednio na niezrównaną dokładność w czasie rzeczywistym. Ustalanie położenia innego urządzenia za pomocą UWB jest tak niezawodne i precyzyjne, że pozwala nie tylko śledzić lokalizację urządzenia, ale też uzupełnić ją o informacje o ruchu. Dzięki UWB wiesz, czy urządzenie stoi, zbliża się, czy oddala – i to z dokładnością do centymetrów.

– UWB zużywa mniej energii

UWB wyróżnia się nie tylko niewielkimi rozmiarami i stosunkowo niskim kosztem, ale przede wszystkim niskim poborem mocy. Wysoka efektywność energetyczna przekłada się bezpośrednio na dłuższą żywotność czujnika, mimo że przesyła on więcej danych i pracuje w trudniejszych warunkach – przeszkody takie jak ściany i ludzie nie blokują sygnału.

Druga strona medalu

Każdy kij ma dwa końce. Mimo wielu korzyści UWB ma też pewne wady.

Po pierwsze, szybkość transmisji danych spada wraz ze wzrostem odległości między urządzeniami. Po drugie, choć wbudowanie UWB w urządzenie jest stosunkowo tanie, tagi potrzebne do pokrycia odpowiedniego obszaru mogą być drogie. I wreszcie: UWB nie jest jeszcze popularne. Na przełomie 2020 roku tylko nieliczne powszechnie używane urządzenia mają UWB. To oczywiście może się zmienić, bo popularność UWB ma znacząco rosnąć.

UWB na tle innych technologii

Znajomość zalet i wad UWB jest kluczowa, ale jeszcze ważniejsze jest zrozumienie najistotniejszych różnic między nim a podobnymi technologiami. Ostatecznie dobrze znać cały kontekst i mieć szerokie spojrzenie, które ułatwia wybór właściwego rozwiązania dla danego wyzwania biznesowego.

W porównaniu z podobnymi rozwiązaniami, takimi jak Bluetooth, WiFi, RFID i GPS, UWB jest zdecydowanie najbardziej niezawodną technologią, bo jest bardzo odporne na zakłócenia. Co więcej, ma najlepsze parametry zasięgu i pokrycia w tym zestawieniu – do 250 m² na kotwicę. Zdecydowanie wygrywa też pod względem bezpieczeństwa, opóźnień (poniżej 1 milisekundy) i precyzji (centymetry). Dodatkowe punkty zdobywa za to, że działa z dala od zatłoczonych pasm widma radiowego.

Podobnie jak Bluetooth, WiFi i RFID, UWB dobrze sprawdza się zarówno w budynkach, jak i na zewnątrz. Pod względem niezawodności UWB można porównać do RFID. Obie technologie zużywają też mniej energii niż inne rozwiązania. Z kolei WiFi zapewnia szybszą komunikację i szybciej przesyła duże ilości danych.

Zastosowania UWB

Na początku 2021 roku UWB jest wciąż stosunkowo nową technologią, która dopiero odkrywa swój potencjał komercyjny. Mimo to dzięki swoim zaletom ma już na koncie sporo ciekawych wdrożeń, a w najbliższej przyszłości można spodziewać się ich gwałtownego przyrostu.

Ponieważ UWB jest niezwykle precyzyjne, jednym z najczęstszych zastosowań jest zaawansowana, dokładna lokalizacja i odnajdywanie przedmiotów lub ludzi. Sprawdzanie położenia sprzętu, kontrola przepływu towarów, analiza ruchu klientów, mierzenie odległości między obiektami i ludźmi, podnoszenie poziomu bezpieczeństwa, a nawet szukanie zegarka, który wpadł za kanapę – możliwości są nieograniczone.

Oto kilka przykładów:

– Samsung SmartThings Find

Nowe rozwiązanie Samsunga pozwala lokalizować urządzenia – smartfony, smartwatche, tablety czy słuchawki bezprzewodowe. Gdy nie możesz znaleźć urządzenia, możesz połączyć UWB z rozszerzoną rzeczywistością (AR), by namierzyć zgubę. Samsung pracuje też nad rozwiązaniem, w którym UWB wspiera inteligentny dostęp do drzwi zależny od odległości.

– Rozwiązania smart home od Xiaomi

Chiński gigant Xiaomi wprowadził już technologię UWB do swojego flagowego smartfona Xiaomi Mi 10 5G. Dzięki zaawansowanemu śledzeniu i lokalizacji kierunkowej Mi 10 rozpoznaje, na które urządzenie wskazujemy, i pozwala nim sterować ze smartfona. W efekcie możesz pogłośnić telewizor, zwiększyć obroty wentylatora, otworzyć drzwi lub garaż albo obsługiwać inne urządzenia smart home z poziomu smartfona.

– Spark Control

Spark Control od EMBIQ to kolejny świetny przykład tego, jak UWB wspiera pozycjonowanie w budynkach na dużych powierzchniach. To system z autonomicznym zasilaniem solarnym i bezprzewodową łącznością dalekiego zasięgu, który pozwala lokalizować i śledzić ludzi i urządzenia na danym obszarze. Dzięki codziennej analizie danych z czujników i planowaniu zadań Spark Control pozwala w czasie rzeczywistym monitorować postęp pracy, np. pracowników w szklarni, i generować raporty wydajności dla danego obiektu, osoby lub okresu.

UWB – technologia o ogromnym potencjale

Duża szybkość transmisji danych, niespotykana niezawodność i bezpieczeństwo w połączeniu z najwyższą precyzją sprawiają, że UWB ułatwia lokalizowanie i śledzenie ludzi oraz urządzeń w najróżniejszych środowiskach.

UWB ma szansę stać się kolejnym przełomem, zwłaszcza że do zdalnego monitorowania używamy dziś coraz więcej czujników i urządzeń noszonych. I choć to wciąż stosunkowo nowa koncepcja, zyskuje na znaczeniu, staje się coraz łatwiej dostępna i z pewnością otworzy drogę do wielu nowych, ciekawych zastosowań IoT.

Pojawiają się nowe technologie i warto trzymać rękę na pulsie – kolejny potencjalny przełom jest tuż za rogiem. Warto wykorzystać go z korzyścią dla swojej firmy, a do tego potrzebny jest niezawodny i doświadczony partner technologiczny.

Skontaktuj się z nami i zobacz, jak EMBIQ wykorzystuje technologię z korzyścią dla Twojej firmy!