L'ultra large bande (UWB), une technologie proposée dans les années 1960, a de nouveau été privilégiée ces dernières années. À l'origine, l'UWB a été poussé vers la technologie d'application de communication, mais maintenant il est largement poussé vers la technologie de positionnement de haute précision, en particulier le positionnement en intérieur, c'est-à-dire la technologie de positionnement dans l'espace non exposé. Il intègre des fonctions de positionnement et de communication particulièrement tendance, valorisantes et attractives. Surtout en septembre 2019, la conférence de presse d'Apple sur l'iPhone 11 a annoncé qu'il était équipé de la puce U1, et UWB est entré discrètement sur le marché grand public. Qu'est-ce qui est calme ? Car Apple n’a fait aucune présentation sur la mystérieuse puce lors de la conférence de presse. Cependant, il s’agit peut-être d’un événement historique pour le positionnement en intérieur. On estime que l'UWB jouera un rôle important au cours des cinq à dix prochaines années.

Comment fonctionne le positionnement UWB ? Ici, autant faire une brève introduction. UWB (ultra large bande) est une technologie ultra large bande. Il s'agit d'une technologie de communication sans opérateur. Il utilise des impulsions étroites non sinusoïdales nanosecondes pour transmettre des données, il occupe donc une large gamme de spectre. Le positionnement UWB adopte une technologie de communication par impulsions à large bande, qui possède une forte capacité anti-interférence pour réduire l'erreur de positionnement. L’émergence de la technologie de positionnement intérieur UWB comble une lacune dans le domaine du positionnement de haute précision. Il présente les avantages d'être insensible à l'évanouissement du canal, d'une faible densité spectrale de puissance du signal transmis, d'une faible capacité d'interception, d'une faible complexité du système et peut fournir une précision de positionnement de niveau 0.1 M.

Différent de la communication sans fil traditionnelle, l'UWB n'utilise pas de porteuse, mais transmet des données en transmettant et en recevant des signaux d'impulsion de faible énergie. La méthode de télémétrie est réalisée en mesurant le temps de transmission du signal, c'est-à-dire que la distance est déterminée en calculant la différence de temps de transmission entre les deux appareils. Par conséquent, dans une petite zone, l'UWB peut fournir des résultats de positionnement plus précis que le Wi-Fi et Bluetooth. Apple l'a également appelé « système GPS utilisé dans le salon » sur la page de présentation du produit en anglais.

Le système de positionnement intérieur UWB se compose généralement de trois parties : l’une est l’étiquette de positionnement UWB. L'étiquette de positionnement est une étiquette active, qui peut être transformée sous différentes formes, fixée sur des objets, des véhicules ou portée sur le personnel, et présente une variabilité selon différents environnements d'application. Sa précision de positionnement peut atteindre 5 à 10 cm. Le signal d'impulsion UWB envoyé par l'étiquette est reçu et transmis via la station de base de positionnement (capteur de positionnement). Chaque balise possède un numéro d'identification unique, qui peut être utilisé pour connecter les objets de positionnement, afin que la station de base de positionnement (capteur de positionnement) puisse trouver la position de positionnement réelle via l'étiquette. La durée du signal de transmission des balises est très courte, ce qui peut permettre de localiser des centaines de balises en même temps ; Deuxièmement, la station de base de positionnement UWB. La station de base de positionnement (capteur de positionnement) peut déterminer la position de l'étiquette grâce à la technologie de mesure de la différence de temps d'arrivée (TDOA) et transmettre les données au contrôleur de réseau et au logiciel du moteur de positionnement, avec une précision de mesure de positionnement de niveau centimétrique ; Troisièmement, les logiciels d'application. Les logiciels d'application sont principalement incarnés dans des fonctions système. Les fonctions de base du système de positionnement intérieur UWB peuvent inclure : la répartition du personnel, affichant la répartition du personnel portant des étiquettes de positionnement ; Piste de mouvement du personnel, affichant une ou plusieurs pistes de mouvement du personnel en temps réel via une carte électronique ; Suivez la personne désignée et la carte changera automatiquement avec le mouvement de l'étiquette. Déplacez la souris sur l'étiquette pour voir l'état actuel de l'étiquette ; La clôture électronique affiche l'état de position d'alarme du personnel à travers différentes couleurs et formes sur la carte électronique de l'avion.

Processus de positionnement UWB en intérieur : premièrement, chaque balise de positionnement envoie à plusieurs reprises des trames de données avec des impulsions UWB ; deuxièmement, le train d'impulsions UWB envoyé par la balise de positionnement est reçu par la station de base de positionnement ; troisièmement, chaque station de base de positionnement utilise un détecteur d'impulsions courtes à haute sensibilité pour mesurer le temps auquel la trame de données de chaque balise de positionnement atteint le récepteur antenne; Quatrièmement, le moteur de positionnement se réfère aux données d'étalonnage envoyées par l'étiquette, détermine la différence de temps entre l'étiquette atteignant différentes stations de base de positionnement et utilise la technologie de positionnement à trois points et l'algorithme d'optimisation pour calculer la position de l'étiquette ; Cinquièmement, l'algorithme AOA (angle d'arrivée) est généralement utilisé pour le positionnement d'une seule station de base, et l'algorithme TDOA (différence de temps d'arrivée) est principalement utilisé pour le positionnement de plusieurs stations de base.

Le positionnement intérieur UWB s'applique principalement à : premièrement, tunnel/galerie de tuyaux/métro. Effectuez un suivi automatique en temps réel du personnel de construction et maîtrisez à tout moment la position et le suivi d'activité de chaque employé dans le tunnel ainsi que la répartition des positions du personnel dans l'ensemble du tunnel. En cas d'urgence, nous pouvons trouver rapidement des informations de localisation fiables sur les personnes piégées, afin d'améliorer l'efficacité du sauvetage, des secours et du sauvetage en toute sécurité ; Deuxièmement, le stockage des véhicules. Suivez les actifs et l'inventaire en temps réel, améliorez les processus, améliorez l'efficacité de la recherche et réduisez le gaspillage de ressources ; Troisièmement, l’industrie pétrochimique. Un délai zéro peut localiser avec précision la position en temps réel des personnes, des véhicules et des objets, refléter intuitivement et en temps opportun la situation sur site et le statut du personnel de l'industrie chimique, et améliorer la force et l'efficacité de la garantie de sécurité dans l'industrie pétrochimique ; Quatrièmement, les hôpitaux/maisons de retraite. Gestion et contrôle intelligents 24 heures sur XNUMX, agent de sécurité tous temps, analyse en temps réel du comportement des soignants, des visiteurs, des patients/personnes âgées, et amélioration de l'efficacité de la gestion fine des hôpitaux/maisons de retraite ; Cinquièmement, prison/sécurité publique/justice. Le système de positionnement intérieur UWB peut effectuer la gestion de l'accès du personnel, la requête de position en temps réel, la surveillance des zones réglementées, le contrôle de la distance d'isolement et la planification du personnel, et peut surveiller et compter la position du personnel, l'itinéraire de déplacement, la distance et la vitesse. En fait, les applications et services de positionnement de précision UWB vont bien au-delà des aspects ci-dessus. Grâce au positionnement et au suivi précis de tout le personnel, des animaux, des actifs, des objets et des processus événementiels, il offre de larges perspectives de développement dans l'Internet industriel, les biens de consommation de masse et les réseaux de données. L'UWB peut essentiellement devenir un capteur spatio-temporel et un partenaire indispensable de l'Internet des objets et du big data. Il a l'aura d'une étoile montante dans de multiples domaines du positionnement intérieur de haute précision, du positionnement intégré intérieur et extérieur et de l'innovation en matière d'intégration de navigation et de communication.