La tecnología UWB surge de repente, el ecosistema madura gradualmente
La tecnología UWB surge de repente, el ecosistema madura gradualmente
La demanda de posicionamiento en interiores es fuerte y las perspectivas de mercado son amplias.
Existe una fuerte demanda de posicionamiento en interiores en el lado comercial y del consumidor. La tecnología de posicionamiento espacial se divide en tecnología de posicionamiento exterior e interior. El posicionamiento en exteriores se basa principalmente en la tecnología de posicionamiento por satélite, que incluye GPS, Beidou, Galileo y GLONASS. Con la escala creciente de los edificios modernos, la frecuencia cada vez mayor de la construcción subterránea, la creciente demanda de seguridad en las fábricas y una producción eficiente, y la demanda basada en el Internet de las cosas y el análisis de big data, la demanda de tecnología de posicionamiento en interiores está aumentando. La señal de satélite tradicional será interferida por los edificios, por lo que la tecnología de posicionamiento de "última milla" marcó el comienzo de una gran oportunidad. Varias tecnologías de posicionamiento en interiores se están desarrollando rápidamente, como Bluetooth, wifi, RFID activo, UWB, etc. El posicionamiento en interiores de grado comercial ha entrado en un período de rápido desarrollo, y el posicionamiento de nivel de consumidor también ha entrado en un período de introducción.
Basado en la fuerte demanda en las industrias médica, minorista, de producción industrial y de conducción autónoma, Market & Market predice que el mercado global de sistemas de posicionamiento en tiempo real crecerá de 3,19 mil millones de dólares estadounidenses en 2018 a 8,79 mil millones de dólares estadounidenses en 2023, con una tasa compuesta anual del 22,5%.
La tecnología de posicionamiento UWB tiene ventajas excepcionales
Existen varias tecnologías de posicionamiento en interiores. Según la fuente de señal, las tecnologías actuales son relativamente maduras, como Bluetooth, WiFi y la tecnología emergente UWB. Además, algunas subdivisiones también utilizan tecnologías de posicionamiento como ZigBee y RFID.
En la actualidad, el posicionamiento WiFi es una tecnología de posicionamiento en interiores relativamente popular. Su método de posicionamiento se basa en el método del modelo de propagación de la intensidad de la señal. Es adecuado para algunos escenarios con precisión de posicionamiento a nivel de medidor, como: posicionamiento y navegación de personas / vehículos, instituciones médicas, Centros comerciales, parques temáticos, etc. Empresas como Huawei, Google, Cisco y Motorola son los principales actores en las soluciones comerciales de posicionamiento Wi-Fi a nivel de medidor.
El nuevo estándar Bluetooth 5.1 agrega una nueva función de búsqueda de dirección, que puede ayudar al dispositivo a determinar la dirección de la señal Bluetooth y lograr un posicionamiento de mayor precisión. La transmisión Bluetooth no se ve afectada por la línea de visión, pero para entornos espaciales complejos, la estabilidad del sistema Bluetooth es ligeramente peor y se ve muy interferida por señales de ruido. Además, el rango de posicionamiento de Bluetooth es relativamente corto, generalmente solo alrededor de 10 m, lo que no es adecuado para ocasiones abiertas. El HAIP lanzado por Nokia y el iBeacon lanzado por Apple son soluciones basadas en la tecnología de posicionamiento Bluetooth, pero aún no han sido ampliamente promocionadas.
La tecnología de posicionamiento UWB comenzó a partir de la tecnología de comunicación por pulsos que surgió en la década de 1960. En 2002, Estados Unidos la aprobó por primera vez para comunicaciones civiles. En 2015, comenzó a aparecer en la Competencia de posicionamiento en interiores de Microsoft y comenzó con aplicaciones comerciales. UWB es muy diferente de la tecnología de comunicación tradicional. No utiliza el soporte de datos en el sistema de comunicación tradicional, pero detecta el tiempo enviando y recibiendo pulsos extremadamente estrechos con un nivel de nanosegundos o microsegundos o menos. La frecuencia central puede ser de 3,1 ~ 10,6 GHz , Utilice un ancho de banda de frecuencia superior a 500M.
En comparación con la tecnología de posicionamiento WiFi y Bluetooth, UWB tiene las siguientes ventajas:
1) Alta precisión de posicionamiento: el ancho de banda determina la capacidad de resolución de la distancia de la señal (en proporción directa). La banda ultraancha tiene un ancho de banda muy amplio, lo que aporta una ventaja al sistema de banda ultraancha, es decir, puede ser superior a otros sistemas tradicionales en resolución a distancia, y la precisión de resolución es más de cien veces la de los sistemas tradicionales en determinadas condiciones. La banda ancha de la señal de pulso de banda ultraancha es del orden de nanosegundos y la precisión de posicionamiento suele ser inferior a unos pocos centímetros.
2) Alta seguridad: UWB tiene baja potencia de transmisión y la señal puede ocultarse bien en otros tipos de señales y ruido ambiental. Los receptores tradicionales no pueden identificar ni recibir. Debe utilizar la misma secuencia de impulsos de código de expansión que el extremo de transmisión. Para la demodulación, el sistema tiene una fuerte seguridad del sistema.
3) Estabilidad del sistema y fuerte capacidad antiinterferente: desde la perspectiva del mecanismo de radiofrecuencia, la capacidad antiinterferente de las ondas de pulso emitidas por UWB es más fuerte que la de las ondas electromagnéticas continuas, y la banda de frecuencia de funcionamiento de UWB es de 3GHz-10GHz, en comparación con la banda de frecuencia inalámbrica de 2.4G. Tecnología de ubicación, la señal de interferencia del mundo exterior también es mucho menor.
4) Alta tasa de transmisión: La capacidad del canal es proporcional al ancho de banda, UWB tiene un ancho de banda más amplio y una mayor tasa de transmisión.
5) Bajo consumo de energía: la radio de banda ultraancha tiene un ancho de banda de radiofrecuencia de más de 1 GHz y la potencia promedio requerida para la transmisión es muy baja. Especialmente en aplicaciones de comunicación de corta distancia, la potencia de transmisión de los transmisores UWB es generalmente inferior a 1 mW; una menor potencia de transmisión puede extender el tiempo de trabajo del sistema, y la potencia de transmisión es baja, y la radiación de ondas electromagnéticas al cuerpo humano será pequeña.
El alto rendimiento atrae una rápida penetración del extremo To B
En comparación con las aplicaciones de grado de consumidor (To C), el de grado empresarial (To B) presta más atención al rendimiento técnico y es menos sensible al precio. En comparación con otras tecnologías de posicionamiento, la tecnología de posicionamiento UWB tiene alta precisión, mayor seguridad, Indicadores como baja latencia, alta tasa de transmisión y alta estabilidad se han aplicado en el mercado empresarial, incluyendo principalmente cárceles judiciales, hospitales, minas, plantas químicas, fábricas y almacenes y otros escenarios de aplicación que requieren alta gestión de material o personal. Con solo un costo de construcción único, la demanda potencial del mercado de posicionamiento a nivel empresarial de China alcanzará más de 100 mil millones de yuanes. Con operaciones posteriores, la escala del mercado será aún mayor.
UWB es el primero en penetrar rápidamente aplicaciones de nivel empresarial y marcar el comienzo de enormes oportunidades comerciales. Según Wulian Media, el tamaño del mercado de aplicaciones empresariales UWB de China en 2018 fue de 1.090 millones de yuanes, y se estima que en 2020, la UWB de China apuntará a 12.110 millones de yuanes en el mercado de aplicaciones empresariales, con una tasa compuesta anual del 83% en los próximos cuatro años.
En la era de Internet de las cosas, se espera que To C end marque el comienzo de una explosión
Las dos características más importantes de 5G son la banda ancha móvil mejorada y la baja latencia / alta confiabilidad, que ayudarán a las máquinas a ingresar a la era del Internet de todo, la era del Internet de las cosas, y la información de ubicación puede proporcionar hogares inteligentes, venta minorista, fabricación, medicina, robótica, etc. La industria proporciona datos de información de ubicación muy precisos, que es una base importante para la era de Internet de las cosas. Como base subyacente de la red de percepción de Internet de las cosas, la tecnología de posicionamiento en interiores puede obtener naturalmente mayores oportunidades de mercado. Según un informe de investigación de Machina Research, el 60% de las decenas de miles de millones de dispositivos conectados en el Internet de las cosas en el futuro probablemente incluirán datos geográficos, y alrededor de un tercio de las aplicaciones dependerán en gran medida de datos geográficos.
La tecnología de posicionamiento UWB tiene las características de alta precisión, alta seguridad y alta capacidad antiinterferente. Estas excelentes características hacen que UWB tenga un gran potencial de aplicación en el mercado de consumo. En resumen, la aplicación de UWB actualmente se concentra principalmente en tres escenarios: control de acceso inteligente, Servicios de ubicación y servicios de conectividad entre dispositivos.
Control de acceso inteligente: la precisión en tiempo real de la medición UWB significa que los sistemas habilitados para UWB pueden conocer la ubicación precisa del dispositivo con un alto grado de certeza y si el dispositivo está parado o acercándose o alejándose de un objeto dado. Por ejemplo: los sistemas habilitados para UWB pueden detectar si el usuario se está moviendo hacia una puerta cerrada y pueden saber que el usuario está dentro o fuera de la puerta, sujeto a credenciales de seguridad verificadas y permitir que las personas autorizadas pasen por la entrada sin mostrar las credenciales. Combinado con otras tecnologías de conexión como Bluetooth BLE y Near Field Communication (NFC), UWB puede integrarse en teléfonos móviles, credenciales y otros dispositivos portátiles para funcionar, e incluso puede bloquear o desbloquear puertas cuando el dispositivo está apagado o en modo de suspensión.
Servicio de posicionamiento: UWB proporciona un posicionamiento muy preciso, incluso en lugares grandes abarrotados (como: aeropuertos, centros comerciales o estacionamientos de varios pisos), también puede proporcionar a los usuarios una navegación precisa y también admite actividades de marketing digital específicas y Datos de tráfico peatonal. Los minoristas pueden brindar servicios personalizados, las agencias gubernamentales pueden personalizar las notificaciones y los lugares de entretenimiento pueden brindar recomendaciones personalizadas.
Servicio de conectividad entre dispositivos: basado en la tecnología de ángulo de llegada (AOA), dos dispositivos UWB pueden compartir datos de posicionamiento y rango relativo para lograr un posicionamiento preciso entre sí. Esto permite que dos personas con teléfonos móviles se localicen con precisión, los padres y los niños o las mascotas se mantienen a cierta distancia y los clientes que hacen autostop pueden encontrar a sus conductores en el océano de vehículos. En una casa inteligente, cuando un usuario ingresa a una habitación, el dispositivo en red puede responder automáticamente a funciones como encender la luz, ajustar la temperatura y reproducir música. El televisor puede seleccionar el programa que se reproducirá de acuerdo con la audiencia en el sofá.
Los gigantes se agrupan, el ecosistema de UWB madura gradualmente
No solo Apple se está preparando activamente para aplicar la tecnología UWB, sino que Samsung, Sony, Bosch, NXP y otros gigantes han formado una alianza FiRa (encuentre las dos primeras letras), que se espera que establezca rápidamente un ecosistema completo. Aunque la tecnología UWB tiene muchas ventajas, esta tecnología solo surgió en 2016 y aún se encuentra en el período de introducción. Por lo tanto, la cadena industrial aún es inmadura, el costo de construcción es relativamente alto, los estándares técnicos aún no se han unificado y el ecosistema no es perfecto. La formulación de certificaciones y estándares industriales estandarizados es la base para garantizar una integración rápida y sin problemas de una industria, asegurando así el establecimiento de un ecosistema UWB que abarca conjuntos de chips, equipos y servicios de infraestructura. Con el fin de promover rápidamente el desarrollo de esta industria, en 2019, NXP, Samsung, Sony, Bosch, ASSA ABLOY, HIDGlobal formaron FiRa Alliance, con el objetivo de utilizar la tecnología UWB para promover una experiencia de usuario perfecta, Sony, LitePoint, Telecommunications Technology Association (TTA) también se ha unido a la organización FiRa. FiRa Alliance también está promoviendo activamente el desarrollo y la definición de tecnologías en cooperación con otros participantes de la industria, como los automóviles.
En la conferencia anual de desarrolladores en junio de 2019, NXP anunció el lanzamiento de la tecnología UWB, que tiene como objetivo servir a múltiples mercados de aplicaciones, incluidos terminales móviles, automóviles, Internet de las cosas (IoT) y la industria.
NXP coopera con Volkswagen y se espera que aplique la tecnología UWB a las cerraduras de las puertas de los automóviles para fines de 2019. La solución de producto de NXP utiliza una pulsera o un teléfono móvil como terminal móvil, y utiliza el control dual Bluetooth + UWB, es decir, la tecnología UWB se utiliza para un posicionamiento preciso, Bluetooth se utiliza para el intercambio de datos y la autenticación, y NFC se utiliza como garantía de respaldo para asegurar que el terminal móvil no se En el caso de la electricidad, la puerta aún se puede abrir. La precisión de posicionamiento del chip UWB de NXP está dentro de los 10 cm por debajo de la línea de visión y tiene una precisión de 1 metro en entornos complejos.
Ya en 2003, Samsung se asoció con el fabricante de chips Staccato para implementar la tecnología UWB. En 2006, Samsung exhibió un prototipo de teléfono móvil SGH-i750 basado en tecnología UWB y modo de transmisión d-hoc en la exposición CeBIT para transmisión de datos. Según estadísticas incompletas, desde 2003, Samsung ha solicitado más de una docena de patentes en los Estados Unidos y se espera que Samsung adopte la tecnología UWB en los nuevos teléfonos móviles. Samsung tiene una línea de productos electrónicos de consumo muy rica, que incluye iPhones, relojes inteligentes, computadoras, tabletas, televisores, refrigeradores, lavadoras, etc. Se espera que la tecnología UWB se convierta en un método de comunicación importante para la interconexión de algunos de sus dispositivos.