UWB重現(xiàn)生機,以精準(zhǔn)定位見長
2019年9月,蘋果的iPhone11系列的創(chuàng)新之一是首發(fā)了UWB技術(shù),用于精準(zhǔn)的室內(nèi)定位和室內(nèi)導(dǎo)航。接下來三星等手機廠商也計劃采用。不僅如此,芯片廠商恩智浦也推出了UWB芯片,除了手機外,還十分看好UWB在汽車、智能家居、工業(yè)等應(yīng)用。為此,恩智浦大中華區(qū)銷售與市場副總裁錢志軍向電子產(chǎn)品世界記者詳細(xì)介紹了UWB的特點。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202001/409170.htm1 UWB如何應(yīng)用?
在各種無線標(biāo)準(zhǔn)中,恩智浦非常重視UWB。UWB在過去實際上是一個通信協(xié)議,多年前UWB還是著重高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩叹嚯x協(xié)議,經(jīng)過十多年的演進(jìn),今天的UWB是基于2ns脈沖的特性,可用于精準(zhǔn)定位的應(yīng)用,該技術(shù)可做到約5cm的精準(zhǔn)定位并且能測量角度和距離。不管是Wi-Fi定位還是藍(lán)牙定位,甚至是其他任何現(xiàn)有技術(shù),都無法做到這一點。
關(guān)于UWB在汽車中的應(yīng)用,恩智浦一直在投入努力?,F(xiàn)在歐洲的幾大汽車廠商正在組成一個聯(lián)盟,會將UWB變成智能汽車無鑰匙進(jìn)入(PKE)系統(tǒng)的一部分,今天的PKE系統(tǒng)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(fā)動汽車。不過,PKE仍有漏洞,例如小偷可以通過藍(lán)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(lán)牙信號可以通過中繼的方式來放大。但是采用UWB技術(shù)后,由于UWB的精準(zhǔn)定位功能,可以物理感知車鑰匙是在車?yán)?、車外還是車前端。在這種情況下,即使通信機制還是基于藍(lán)牙也沒有關(guān)系,因為不會出現(xiàn)誤認(rèn)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(lián)網(wǎng)廠商一起大力開發(fā)基于UWB的除了手機和汽車以外的可結(jié)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(nèi)的UWB,可以精準(zhǔn)定位小孩的位置。
現(xiàn)在人們的家中有很多智能設(shè)備,UWB由于擁有某個人的精準(zhǔn)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(yīng)用于標(biāo)簽、零售等領(lǐng)域。
錢志軍在跟客戶尤其是中國客戶的溝通時,發(fā)現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系
恩智浦與歐盟的幾家車廠溝通時,認(rèn)為UWB今后有望成為現(xiàn)有產(chǎn)品的互補。未來發(fā)展到一定的階段,也可能變成替代的關(guān)系。
例如,今天PKE系統(tǒng)主要分為用藍(lán)牙方式或NFC方式,二者各有優(yōu)劣:藍(lán)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(jìn)行互操作。由于藍(lán)牙的距離比NFC長,所以比較方便;但如果缺少了UWB技術(shù),缺陷也會體現(xiàn)出來。
恩智浦不僅將UWB作為實現(xiàn)定位功能的技術(shù),還將通信的加密也考慮在內(nèi),因此恩智浦的方案是將定位、加密、安全結(jié)合在一起,推出三位一體的產(chǎn)品。
在與車廠溝通的過程中,車廠也會問:假設(shè)2年后有了UWB,是不是要用藍(lán)牙?恩智浦認(rèn)為絕大部分情況下是需要的,因為藍(lán)牙作為一個低功耗喚醒機制,可以喚醒UWB進(jìn)行認(rèn)證和追蹤。UWB和NFC相結(jié)合的應(yīng)用是:UWB能讓現(xiàn)在的NFC更順暢地在車內(nèi)使用,例如進(jìn)入到車內(nèi)后,只要知道手機在車內(nèi)即可正常行駛,一旦手機在車門外是不能發(fā)動汽車的。
如果UWB的技術(shù)更成熟,尤其是功耗再下降的話,有可能可以產(chǎn)生替代的產(chǎn)品。
3 UWB為什么現(xiàn)在煥發(fā)了生機?
UWB技術(shù)誕生了一二十年,為什么現(xiàn)在非常受歡迎?
UWB的原始應(yīng)用是作為超寬帶通信應(yīng)用于近距離高速數(shù)據(jù)傳輸。近10年來,其他的替代技術(shù)諸如Wi-Fi、4G、5G等通信技術(shù)已經(jīng)極大地發(fā)展起來,從近距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕嵌瓤?,例如Wi-Fi 5、Wi-Fi 6已經(jīng)能達(dá)到接近10 Gbit/s的傳輸率。由于這幾年的生態(tài)建設(shè),在短距離數(shù)據(jù)傳輸上的應(yīng)用受到了抑制。但由于產(chǎn)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(jìn)來的角度。這樣它的算法可以很精準(zhǔn)地測算產(chǎn)品的定位,從短距離的通信變成了一個精準(zhǔn)定位的技術(shù)。從這個角度看,UWB已經(jīng)轉(zhuǎn)移了最主要的應(yīng)用市場。
今天UWB基于定位的應(yīng)用已經(jīng)在一些需要高精度定位的物流和商場里面使用,只不過現(xiàn)在的應(yīng)用規(guī)模較小,還沒有真正的大規(guī)模應(yīng)用。
4 為何過去UWB沒有流行起來?
主要是兩方面:①技術(shù)原因,UWB目前的功耗比藍(lán)牙高,因此在低功耗的應(yīng)用場景下,尤其是對電池供電的應(yīng)用場景下,可能會有局限性;②UWB的生態(tài)系統(tǒng)還沒有被真正培育出來,用例還沒有被開發(fā)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(lǐng)域,預(yù)計未來一兩年基于UWB的各種應(yīng)用就會有比較大的發(fā)展。尤其是當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)汽車和手機這兩個最重要的、量最大的節(jié)點都已經(jīng)有UWB功能的時候,就會發(fā)現(xiàn)圍繞UWB技術(shù),相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品、智能家庭的產(chǎn)品,或者是企業(yè)類的產(chǎn)品就會有比較大的發(fā)展。
5 UWB定位跟藍(lán)牙的具體定位精度區(qū)別?
數(shù)量級的不同。今天的UWB可以實現(xiàn)±3°,約5~10 cm的精度,而藍(lán)牙的算法精度都是米級或更長。
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