UWB-Anlagenverfolgung: Logistik meistern mit RF-Technologie!

Einführung

Kennen Sie das Problem, wertvolle Güter in Ihrem geschäftigen Lager ständig zu verlegen? Um dieses Problem zu lösen, benötigen Sie ein effizienteres System wie intelligente UWB-Asset-Tracking  -Lösungen. Veraltete Verfahren versagen oft, doch die leistungsstarken G-NiceRF-Module steigern die betriebliche Effizienz Ihres Systems und gewährleisten absolute Datenverlässlichkeit.

Warum UWB-Asset-Tracking für die Logistik?

Um Ihre Bestände effektiv zu verwalten, benötigen Sie ein System, das leistungsfähiger ist als Bluetooth Low Energy  Beacons, die in komplexen Umgebungen oft versagen. RFID-Werkzeugverfolgungssysteme sind kompliziert und unzuverlässig, weshalb Sie täglich viel wertvolle Zeit verlieren. Ein Lagerleiter, mit dem wir zusammengearbeitet haben, berichtete, dass er vor dem Systemwechsel täglich drei Stunden allein mit der Suche nach Gabelstaplern verbrachte. UWB-Asset-Tracking ist einzigartig, da es eine präzise Datenreichweite mit einer unglaublichen Genauigkeit von 10 cm bietet. G-NiceRF-Module ermöglichen eine Reichweite von bis zu 1,5 km und eine effektive Nutzung der 27 dBm Sendeleistung.

Jeder Facility Manager, der eine Echtzeit-Ortungslösung für sein Lager benötigt, erkennt die Vorteile von RTLS für sein Geschäftsergebnis. Sie sparen Geld durch den Wegfall von Warenverlusten und Zeit, die zuvor für manuelle Suchvorgänge aufgewendet wurde. UWB-Asset-Tracking löst Ihre Zeit- und Datenprobleme durch die Bereitstellung zuverlässiger Standortinformationen.

Die Kernmechanismen der UWB-Anlagenverfolgung verstehen!

Sie sollten sich genau informieren, wie diese Technologie funktioniert, um Ihre aktuellen Logistikprozesse zu optimieren. Sie nutzt schnelle Impulse, um präzise Daten zu gewinnen, anstatt sich auf instabile Signalstärkemessungen zu verlassen.

•  IEEE 802.15.4-2020

Sie müssen die Vorschriften genau beachten. Die korrekte Richtlinie ist daher der IEEE-802.15.4-2020-Standard . Dieser wichtige Standard regelt die Nutzung der UWB-Technologie und trägt dazu bei, dass Sie sicher und konform mit den Branchenregeln bleiben. Er ist für UWB-RTLS-Systeme von größter Bedeutung, da Sie ausschließlich konforme Chips verwenden müssen. Unterschiedliche UWB-Geräte können nahtlos miteinander kommunizieren, wenn sie diese spezifischen Protokolle befolgen.

Diese Module eignen sich perfekt für UWB-Tracking, da sie einheitliche Komponenten bieten, die optimal zusammenarbeiten. Die Systemstabilität ist bemerkenswert, sodass Sie sich auf die gleichbleibende Leistung verlassen können.

•  Nanosekundenimpulse

Signale im Nanosekundenbereich sind extrem kurz und können sich daher verzerrungsfrei durch rauschbehaftete Umgebungen ausbreiten. Diese kurzen Impulse ermöglichen eine sehr schnelle und effiziente Datenübertragung. Dadurch werden Datenungenauigkeiten vermieden, die bei anderen Schmalbandsystemen in industriellen Umgebungen häufig auftreten. UWB-Positionierungsalgorithmen arbeiten mit diesen Impulsen, da sie das Rauschen durchdringen und klare Signale liefern. Die Geräte übertragen eindeutige Daten, da diese nicht mit anderen Funksignalen vermischt werden. Dank der geringen Impulsbreite, die maßgeblich für die Genauigkeit der Positionierung ist, lässt sich der genaue Standort bestimmen.

•  Kanal 5

Sie wählen einen optimalen Übertragungsweg für Ihre Daten, da Kanal 5 besonders frei und wenig belegt ist. Die Frequenz von 6489,6 MHz ist hoch und vermeidet so die von anderen Geräten genutzten, stark frequentierten Frequenzbereiche. Dadurch werden WLAN-Interferenzen effektiv eliminiert und der unterbrechungsfreie Betrieb Ihrer UWB-Sensornetzwerke sichergestellt.

Auf diesem Kanal ist das Rauschen minimal, das Signal daher sauber und Ihre Daten sicher. UWB-Positionierungsalgorithmen arbeiten optimal damit, um Standortdaten schnell und präzise zu berechnen. Dank der starken und stabilen Verbindung wird die Netzwerkverbindung schnell hergestellt.

•  500 MHz Bandbreite

Die Übertragungskapazität für Ihre Daten ist sehr hoch, da Sie 500 MHz Bandbreite nutzen. Dies ist im Vergleich zu anderen Technologien enorm, wodurch Ihre Standortdaten sehr schnell durch das Netzwerk übertragen werden. UWB-Entfernungsmesser benötigen diese hohe Bandbreite für eine korrekte Funktion und um eine hohe Genauigkeit zu gewährleisten.

Sie erkennen selbst kleinste Standortänderungen sofort, da die Ultrabreitband-Ortung auf dieser speziellen Technologie basiert. Schmalbandverbindungen versagen in stark frequentierten Gebieten häufig, diese Bandbreite hingegen ist optimal für zuverlässige Ortungsergebnisse. Dank der hohen Kapazität können Sie präzise orten und so mehr Daten effizient übertragen.

•  Zeitbereich

Man misst die Laufzeit eines Signals, da es sich um eine Messung im Zeitbereich handelt. Die Methode ist exakt und zuverlässig, da die Signalstärke, die oft schwach und schwankend ist, nicht verwendet wird. Die Entfernung wird anhand der Laufzeit bestimmt, was auch bei vielen Zebra-UWB-Systemen der Fall ist. Mit dieser Methode erreicht man eine Genauigkeit von 10 cm, die für sicherheitskritische Anwendungen ausreichend ist. Die Entfernung wird klar angegeben und der genaue Standort ist bekannt, da die Berechnung einfach und robust ist.

Technische Spezifikationen und Kernmechanik von UWB-Anlagenverfolgungssystemen!

Meisterhafte Datenübertragung über große Entfernungen mit Hochleistungsmodulen!

Dank der leistungsstarken Module können Sie Gegenstände auch aus großer Entfernung verfolgen  .

•  500 mW Ausgangsleistung

Um Hindernisse zu durchdringen, benötigen Sie starke Signale. Daher nutzen Sie eine Sendeleistung von 500 mW für maximale Reichweite. Diese Leistung reicht aus, um selbst dicke Wände zu überwinden, wie sie in industriellen UWB-Umgebungen häufig vorkommen. Sie erreichen große Entfernungen innerhalb des Gebäudes, da schwache Signale unter diesen anspruchsvollen Bedingungen oft ausfallen.

Dieses System ist langlebig und deckt große Gebiete ab, ohne dass umfangreiche Infrastruktur installiert werden muss. UWB-Tracking wird einfacher, da weniger Daten verloren gehen, weil das Signal stark und stabil ist.

•  27 dBm Leistung

Die Sendeleistung ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Wahl des Aufstellungsortes Ihrer Geräte. Mit einer Sendeleistung von 27 dBm arbeiten die Module mit einer hohen Lautstärke, um sicherzustellen, dass der Empfänger sie empfängt.

Die Signale durchdringen zwar viele Hindernisse, aber nicht alle. Ein Ultrabreitband-Gateway empfängt die Module dennoch problemlos. Selbst bei großer Entfernung bleibt die Netzwerkverbindung zuverlässig. Sie können die Daten in Echtzeit verfolgen und so die Effektivität Ihrer UWB-Tracker-Geräte überprüfen.

•  1,5 km Entfernung

Diese Module verfügen über eine sehr hohe Reichweite von 1,5 km und ermöglichen so die Überwachung großer Außengelände. Dank der großen Reichweite können Sie ein breites Gebiet abdecken und ein gesamtes Gelände problemlos überwachen. Die UWB-Asset-Tag-Signale benötigen weniger Gateways. Dies spart Ihnen Kosten, da die Reichweite durch die freie Sicht im Außenbereich gewährleistet ist. Sie können Objekte auch in großer Entfernung verfolgen und so Ihr gesamtes Gelände optimal verwalten.

•  LNA-Integration

Dank der LNA-Integration  für höhere Empfindlichkeit können Sie selbst schwache Geräusche aus der Ferne wahrnehmen. Diese Integration erhöht die Empfindlichkeit des Empfängers, sodass Sie auch schwächste Signale erfassen können. Dadurch wird die Reichweite deutlich erhöht, wodurch ein UWB-Sensor im praktischen Einsatz besser funktioniert. Sie erhalten exzellente und klare Daten, da das Rauschen gering und die Verstärkung hoch ist.

•  Linkbudget

Sie planen das Signal sorgfältig, indem Sie die Link-Budget-Analyse überprüfen, um sicherzustellen, dass die Summe korrekt ist. Hohe Leistung und gute Empfindlichkeit gewährleisten ausreichend Spielraum für den reibungslosen Systembetrieb. Indoor-Tracking-Geräte verbinden sich zuverlässig und helfen Ihnen, Funklöcher in Ihrem Lagerbereich zu vermeiden. Sie berechnen die Dämpfung, um ein starkes Signal zu gewährleisten. Das bedeutet: ein solides Design und Erfolg.

Implementierung von UWB-Asset-Tracking mit Zwei-Wege-Entfernungsmessung!

Sie finden Standorte mithilfe intelligenter Zeitberechnungen, da die Zwei-Wege-Entfernungsmessung Ihnen die Entfernungen sehr deutlich macht.

•  DS-TWR-Methode

Die Messung erfolgt auf zwei Wegen mithilfe der DS-TWR-Methode, da diese intelligent ist und häufige Fehler eliminiert. Man fragt den Tag nach seinem Standort, dieser antwortet, und UWB-Positionierungsalgorithmen nutzen diese Daten. Fehler werden mit dieser Methode vermieden, während RTLS TDoA in manchen Szenarien schwieriger zu implementieren ist. Diese Methode ist einfacher und liefert präzise Entfernungsangaben, da man der mathematischen Grundlage der Messung vertraut.

•  Hin- und Rückfahrtzeit

Die Laufzeit wird anhand der Hin- und Rücklaufzeit des Signals berechnet. Diese wird in Nanosekunden gemessen, die UWB-Entfernungsmesser erfassen, um die exakte Entfernung zu bestimmen. Die Entfernung ist bekannt, da sie physikalisch einfach berechnet wird und die Lichtgeschwindigkeit konstant ist. Die Berechnung erfolgt schnell und die Daten sind real, sodass das Objekt mit höchster Präzision verfolgt werden kann.

•  Zeitsynchronisation

Taktabweichungen sind in jedem Fall schädlich und müssen unbedingt vermieden werden. Die Taktsynchronisation in DS-TWR ermöglicht die Korrektur von Driftfehlern, die andernfalls Ihre Daten verfälschen könnten. Wie NXP Semiconductors anmerkt: „Während andere Technologien die Signalstärke (RSSI) zur Entfernungs- und Positionsbestimmung nutzen, verwendet UWB Laufzeitberechnungen (ToF).“ Dies ist die Grundlage für die sichere, zentimetergenaue Präzision. Die  Indoor-Navigation ohne Beacons nutzt zwar Tricks, aber diese Methode ist besser, da sie die Uhren exakt synchronisiert. Tag und Anker kommunizieren nahtlos, sodass die Zeit auf allen Geräten im Netzwerk übereinstimmt.

•  Flugzeit

Die Entfernungsmessung ist kinderleicht, da sie schnell geht und sich Licht rasant im Raum ausbreitet. Wie funktioniert die UWB-Positionierung bei dieser Messung? Die Entfernung lässt sich präzise messen, indem man die Lichtgeschwindigkeit nutzt, um die Distanz sichtbar zu machen. Die Entfernungsschätzung ist zuverlässig, da die Entfernung bekannt und für das System sichtbar ist.

•  Knotenabfrage

Dies wird als Node Polling bezeichnet, wobei die übrigen Geräte als Slaves fungieren. Als Master in dieser Interaktion können Sie bis zu fünf Tags überprüfen, um Daten zu erfassen. Die UWB-Geräte nutzen Zeitmultiplexverfahren, um die Anzahl der Schaltvorgänge zu begrenzen und gleichzeitige Unterbrechungen von Messungen zu vermeiden. Sie verwalten die Netzwerkgeräte und erhalten gleichzeitig reibungslos Aktualisierungen der Geräte im Netzwerk.

Integration der UWB-Anlagenverfolgung über serielle Schnittstellen!

Die Integration des UWB-Tracking-Tags in Ihr bestehendes System wird durch serielle Schnittstellen vereinfacht und beschleunigt . Sie können große Datenmengen schnell übertragen, was über die standardmäßige UART-Verbindung möglich ist.

§ UART-Protokollstandard: Das UART-Protokoll ist einfach zu verwenden, da es viele einfache Geräte, einschließlich UWB-Hardware zur Anlagenverfolgung, verbinden kann  . Daten und Befehle werden nahtlos zwischen Host und Modul übertragen, sodass Ihr System stets auf dem neuesten Stand bleibt. 

§ TTL-Signale: Die Verwendung von TTL-Signalen ist unbedenklich, da Indoor-Tracking-Geräte diese zur Kommunikation mit dem Hauptcontroller nutzen. Die Betriebsspannung beträgt 3,3 V, wodurch die Integration in Ihre kundenspezifischen Leiterplatten problemlos möglich ist. 

§ 115200 bps: Die eingestellte Geschwindigkeit beträgt 115200 bps, wodurch eine gute Datenübertragung gewährleistet ist und die Aktualisierungen des UWB-Trackers sofort angezeigt werden. Diese Geschwindigkeit sorgt für geringe Latenz und dafür, dass Ihre Standortaktualisierungen umgehend auf dem Bildschirm erscheinen. 

§ Mikrocontroller-Einheit: Verwenden Sie eine Mikrocontroller-Einheit zur Steuerung des Chips. Dadurch wird die UWB-Technologie Ihren spezifischen Befehlen untergeordnet. Dies ermöglicht benutzerdefinierte Verhaltensweisen und stellt sicher, dass das Modul exakt so funktioniert, wie Ihre Anwendung es erfordert. 

§ AT-Befehle: Die Ultrabreitband-Ortung wird gestartet, sobald Sie Steuerzeichen, sogenannte AT-Befehle, an das Gerät senden. Diese Befehle weisen das Modul an, wann es in den Schlafmodus wechseln, wann es aufwachen und wann es die Entfernung messen soll. 

Die richtige Antenne für präzise Entfernungsmessungen auswählen!

Sie wünschen sich die größtmögliche Reichweite, daher liefert Ihnen die richtige Auswahl jedes Mal deutliche und kraftvolle Signale.

•  FPC eingebettet 

Es spart Platz, da es flach ist und problemlos in kompakte Indoor-Tracking-Geräte passt. Es ist selbstklebend, weich und funktioniert einwandfrei, sodass es durch die unauffällige Anbringung ein sauberes Erscheinungsbild gewährleistet. UWB-Asset-Tracking benötigt diese Folie für diskrete Installationen, bei denen keine externen Antennen sichtbar sein sollen.

•  Richtungsgebundene Leiterplatte

Mit Richtstrahlern können Sie das Signal präzise dorthin lenken, wo Sie es benötigen, um die Reichweite zu maximieren. Sie senden das Signal in eine Richtung und maximieren gleichzeitig die Verstärkung – ideal für lange Korridore. UWB-Entfernungsmesser erfassen große Entfernungen, da sie den Strahl auf ein Ziel bündeln und so Streuverluste vermeiden.

•  SMA-Anschluss

Wenn Sie einen Anschluss benötigen, ist SMA die richtige Wahl, da er sich fest verschrauben lässt. Für UWB-RTLS-Standardkabel können Sie Verbindungsstangen hinzufügen, um eine stabile Verbindung zu gewährleisten. Es handelt sich um einen robusten und zuverlässigen Stecker mit geringen Verlusten.

•  3 dBi Verstärkung

Um die Signalstärke zu erhöhen, können Sie einen kostenlosen Gewinn von 3 dBi erzielen, was Ihre Gesamtabdeckung verbessert. Dies ist ideal für Signale, die einen großen Radius abdecken müssen, wie beispielsweise der UWB-Sensor-Tag. So können Sie einen ganzen Raum abdecken und gleichzeitig auch die entferntesten Ecken erreichen, um all Ihre Gegenstände zu orten.

•  Rundum-Rundstab

Mit dem omnidirektionalen Stab haben Sie eine Rundumsicht, da er Signale in alle Richtungen aussendet. Deshalb wird er in der industriellen UWB-Technik eingesetzt: Er steht aufrecht und deckt den gesamten Boden ab. So wird der gesamte Boden mit einem gleichmäßigen Signal erfasst – genau das richtige Signal für Ihre Bedürfnisse.

Häufig gestellte Fragen!

Sie haben Fragen zur Funktionsweise der Smart-Tracking-Module? Die Antworten finden Sie unten. Nachfolgend finden Sie kurze Erläuterungen, die Ihnen helfen, die Funktionen der Smart-Tracking-Module effektiv zu nutzen.

Arbeitet Kanal 5 mit 6489,6 MHz?

Ja, Kanal 5 ist korrekt, und die Frequenz beträgt 6489,6 MHz , was dem Industriestandard entspricht. Auf welche Frequenz wird die UWB-Nachführung üblicherweise eingestellt? Genau diese, da hier die UWB-Technologie zur Rauschunterdrückung eingesetzt wird.

Liegt der Ruhestrom unter 100 µA?

Ja, die Batterien von UWB-Asset-Tags haben eine lange Lebensdauer, da der Stromverbrauch im Ruhemodus mit unter 100 Mikroampere sehr gering ist. Sie sparen Energie, weil der Chip im Ruhemodus bleibt, bis Sie ihn zur Verwendung aktivieren.

Sind Datenraten von bis zu 6,8 Mbit/s möglich?

Ja, die Datenraten sind mit 6,8 Mbit/s hoch und für datenintensive Anwendungen ausreichend. UWB-Geräte kommunizieren schnell, was vorteilhaft ist, aber auch die Reichweite von 850 kbit/s wird genutzt. Wie funktioniert die UWB-Positionierung so schnell? Diese hohe Geschwindigkeit ermöglicht die sofortige Übertragung großer Datenpakete.

Unterstützen die Module die planare Dreipunktpositionierung?

Ja, das ist der Fall. Hierfür wird die planare Dreipunktpositionierung verwendet, die drei Ankerpunkte erfordert. Die Ankerpositionen definieren eine Ebene, in der die UWB-Positionierungsalgorithmen die Berechnungen zur Lokalisierung durchführen. UWB RTLS benötigt diesen speziellen Anwendungsfall, um den Tag präzise zu verfolgen und effektiv zu finden.

Ist die Konfiguration des Präambelcodes anpassbar?

Ja, das lässt sich ändern, und der Präambelcode, den Sie der ID zuweisen, ist entscheidend. UWB-Sensorgruppen bleiben einzeln voneinander getrennt, was wichtig ist, um Verwechslungen in einem stark ausgelasteten Netzwerk zu vermeiden. Ein Ultrabreitband-Gateway liest den Code aus; die Übereinstimmung der Codes sorgt für ein geschütztes und sicheres Netzwerk.

Abschluss

Mit modernster Technologie meistern Sie komplexe logistische Herausforderungen und vermeiden finanzielle Verluste durch verlegte Güter. Profitieren Sie von präziser Signalübertragung, hoher Reichweite und integrierten Modulen für ein zuverlässiges System. Für echten Erfolg im UWB-Asset-Tracking sparen Sie Kosten, optimieren Ihre Abläufe und vertrauen auf die Produkte von G-NiceRF. Entdecken Sie jetzt die vielfältigen Möglichkeiten auf G-NiceRF .