UWB Tracker: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für die reibungslose Integration!

Einführung

Die UWB-Tracker-  Technologie ermöglicht die Echtzeit-Ortung Ihrer wertvollen Güter, wo herkömmliches GPS oft versagt. Sind präzise und zuverlässige Daten für die Sicherheit Ihrer Güter ein wichtiges Anliegen? Wir haben eine solide Lösung für Ihre Fabrik entwickelt, die Ihnen volle Kontrolle gibt. Dank höherer Geschwindigkeit beschleunigen Sie Ihre Arbeitsabläufe – vertrauen Sie unseren bewährten Systemen.

Warum ist ein UWB-Tracker für Präzisionsmessungen unerlässlich?

Sie besitzen sicherlich wertvolle Ausrüstung oder wichtige Geräte, die Sie im Auge behalten müssen, und in manchen Fällen enthalten diese Geräte sogar kritische Daten. Wahrscheinlich haben Sie bereits Systeme eingerichtet, doch selbst die besten Systeme benötigen Genauigkeit und ortbare Geräte, um optimal zu funktionieren. Mit einem UWB-Tracker erreichen Sie problemlos Genauigkeiten von etwa 10 bis 30 Zentimetern.

Mit dem G-NiceRF UWB-Tracker garantieren wir Ihnen nachverfolgbare und zuverlässige Daten für Ihre Betriebsabläufe. Wir haben den UWB-Tracker so konzipiert, dass Sie Ihre Anlagen an jedem Standort sicher im Blick behalten und Ihre Aufgaben flexibel gestalten können. Herkömmliche Signale beeinträchtigen den UWB-Tracker nicht, und die Integration mit Ihren Sicherheitsgeräten bietet Ihnen ein umfassendes Sicherheitssignalsystem.

Laut Rohde & Schwarz „verändert die Ultrabreitband-Technologie (UWB) das Konnektivitätserlebnis durch einzigartige, präzise Ortungs- und sichere Feinentfernungsmessfunktionen.“

Definition der industriellen UWB-Tracker-Architektur!

Ein leistungsstarkes Netzwerk besteht aus drei Komponenten: einem an einem beweglichen Objekt angebrachten Tag, einer an einem unbeweglichen Objekt angebrachten Basisstation und einem System zur Standortberechnung. Der G-NiceRF UWB650 ist die optimale Lösung für mobile Tags, da die UWB-basierte Objektverfolgung für anspruchsvolle Logistikprozesse unerlässlich ist. Ein Tag kommuniziert mit drei triangulierenden Stationen, sodass Sie Standortdaten in Echtzeit erhalten.

Das Gerät mit exzellenter Hardwareleistung ist das Qorvo DW3000, dessen Netzwerkschicht die Messwerte überträgt. Zusätzlich ermöglichen UART-Port-Anschlüsse  die Einbindung von Peripheriegeräten und somit eine sofortige Skalierung, insbesondere für UWB-Tracker-Tags.

Die Hardware-Installationsphase ordnungsgemäß durchführen!

Um die Leistungsfähigkeit des UWB-Trackingsystems zu gewährleisten, muss der Benutzer die Installationsregeln genau befolgen, da eine fehlerhafte Hardwareinstallation die Systemleistung beeinträchtigt. Dies führt zu einer Änderung des Standorts der Basisstation; daher sind die Regeln unbedingt einzuhalten.

•  Master-Slave-Modus

Als Erstes müssen Sie die Rollen der Basisstationen festlegen, wobei eine als Master und die übrigen als Slaves fungieren. Dies ist die optimale Konfiguration, um Datenkollisionen zu vermeiden. Bei fehlenden Datenkollisionen koordiniert der Master alle UWB-Indoor-Tracking-  Daten. Die Kommunikation zwischen den Basisstationen erfolgt geordnet, und der G-NiceRF UWB650  übernimmt diese Logik, was zu stabilen Entfernungsdaten führt.

•  30 cm Abstand

Sie müssen jeglichen Metallkontakt vermeiden und die Stationen daher mindestens 30 cm voneinander entfernt installieren, da Wände Signale reflektieren und Metall Funkwellen behindert. Sie haben eine Freifläche geschaffen, die die Antenne sicher hält. Dieser Abstand ist wichtig, um Signalverstimmungen zu minimieren. Ihr UWB-Tracker benötigt ausreichend Platz, da zu geringe Entfernungen zu Signalstörungen führen können.

•  Dreiecksfläche

Sie bilden ein Dreieck mit drei Basisstationen, da diese spezielle Form für die mathematische Triangulation wichtig ist. Platzieren Sie die Stationen so, dass sich der Tag innerhalb des Dreiecks befindet. Dies ist die beste Methode für die UWB-Ortung . Vermeiden Sie eine lineare Anordnung, da diese zu Fehlern führt. Wir haben bestätigt, dass die hier vorgestellte Form Fehler vermeidet. Diese Konfiguration garantiert eine zuverlässige Abdeckung und somit präzise Messpunkte.

•  45 m Entfernung

Die Stationen werden gleichmäßig verteilt und im Abstand von 45 m platziert, da dies die maximale Entfernung ist. Dies funktioniert im Freien, Hindernisse verringern jedoch die Reichweite. Daher muss die Umgebung berücksichtigt werden. Wir haben diesen Abstand gewählt, da er stabile Verbindungen gewährleistet und somit die Verbindung Ihres UWB-Trackers aufrechterhält. Eine größere Entfernung ist riskant, da sie die Verbindungsleistung reduziert.

•  Antennenausrichtung

Die Antennen werden so ausgerichtet, dass die Paneele einander zugewandt sind, da die Polarisation hier entscheidend ist. Bei Fehlwinkeln kommt es zu Leistungsverlusten, daher werden die Antennen vertikal ausgerichtet. So erzielt man das beste Signal. Die Antenne wurde genau für diesen Zweck entwickelt, da sie eine direkte Sichtverbindung benötigt. Es darf keinen toten Winkel geben, und ein optimales Signal wird durch die korrekte Ausrichtung erreicht, was den Empfang verbessert.

UWB-Tracker-Installations- und Konfigurationsprotokolle!

Vergleich der Positionierungsmethoden ToF und TDoA!

Die Wahl der richtigen Methoden hängt von Zeit und Winkeln ab, daher klären wir die technischen Details.

•  DS-TWR-Entfernungsmessung

Sie nutzen die Zwei-Wege-Entfernungsmessung, indem Sie ein Impulssignal an die Station senden. Die Station antwortet umgehend, und wir messen die Laufzeit, was eine hohe Genauigkeit gewährleistet. Dieses Verfahren eignet sich besonders für UWB-Wallet-Tracker, da Sie präzise Entfernungsangaben erhalten. Eine strikte Synchronisierung ist nicht erforderlich. Obwohl dieser Modus mehr Energie verbraucht, liefern Sie robustere Daten. Wir unterstützen diesen Modus vollständig.

•  Zeitunterschied

Die Zeitdifferenz wird gemessen, da Signale die Station unterschiedlich schnell erreichen. Aus dieser Zeitdifferenz wird die Position berechnet (TDoA – Time DoA), was sich besonders für UWB-Karten-Tracker eignet. Der Akku des Tags wird geschont, da dieser nur sendet und nicht empfängt. Diese Methode ist für große Nutzergruppen empfehlenswert, da TDoA optimal für die Verwaltung einer hohen Anzahl von Benutzern geeignet ist. Allerdings benötigen Sie synchronisierte Uhren.

•  Flugzeit

Sie verlassen sich auf die Signalgeschwindigkeit, da Sie wissen, dass sich das Signal mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Wir messen diesen Flug natürlich in der Zeit, da höchste Präzision unerlässlich ist. Dadurch erhalten Sie die Entfernung sofort, und der DW3000-Chip ist schnell, daher können Sie den physikalischen Gesetzen vertrauen.

•  Dreipunkt-Planar

In diesem Beispiel verwenden wir Ebenen und ermitteln die Koordinaten innerhalb der Bereiche, die durch die drei Stationen am Umfang der triangulierten Position entstehen. Anschließend berechnen wir deren X- und Y-Koordinaten und optimieren die Standortbestimmung für präzise Android-Apps, um eine höhere Genauigkeit zu erzielen. Dazu benötigen wir einen Satz von Koordinaten für die Trilateration. Anschließend ermitteln wir einen bestimmten Standort und subtrahieren den Pfad, was sich hervorragend für 2D-Grundrisse eignet.

•  Zeitsynchronisation

Für eine höhere Genauigkeit müssen die Stationen ausgerichtet sein, daher müssen die Ankerpunkte gleichzeitig in derselben Ebene synchronisiert werden. Aus diesem Grund verwenden wir eine Masteruhr, da dieses UWB-Tracking-System äußerst zeitkritisch ist und wir von Millisekundengenauigkeit sprechen.

Die UWB-Anker werden dann in Intervallen synchronisiert. Wir haben dieses System mit einer geschätzten Genauigkeit im Nanosekundenbereich entwickelt, um Driftfehler zu vermeiden und valide Positionsdaten zu erhalten. Haben Sie sich jemals gefragt, wie viel Produktivität verloren geht, wenn in einem 4.650 Quadratmeter großen Lager ein einziger Gabelstapler fehlt?

UWB-Tracker vs. WLAN: Analyse der Mehrwegeausbreitungsresistenz!

UWB ist in diesem Bereich der Hauptkonkurrent von WLAN und bewältigt zudem Signalreflexionen, die in Fabrikumgebungen häufig auftreten. UWB dominiert diesen Aspekt, wie viele andere auch, unbestreitbar.

•  Mehrwegeausbreitung

Dies ist besonders relevant angesichts der häufigen Funklöcher. WLAN ist zwar Standard, doch wenn Signale von Metall reflektiert werden, ist deren Übertragungsweg für WLAN unbrauchbar. Ultrabreitband-Technologie (UWB) nutzt große Bandbreiten, um dies zu vermeiden, und sendet Signale mithilfe von Kurzimpulsen so oft wie nötig. Ein später eintreffendes Echo wird digital als Reflexionssignal erfasst, wodurch die WLAN-Verbindung innerhalb der Impulslücke wiederhergestellt wird. UWB unterscheidet dieses Reflexionssignal und ermöglicht so eine stabile Verbindung. WLAN hingegen filtert Störungen heraus und gewährleistet dadurch eine hochstabile Verbindung.

•  500 MHz Bandbreite

Bei WLAN ist es so, als ob man es mit einer schmalen Datenleitung zu tun hätte, in der es leicht zu Engpässen und Engpässen kommen kann, weil alle Nutzer Breitband nutzen und um einen schmalen Kanal konkurrieren. Im Gegensatz dazu steht eine Bandbreite von über 500 MHz – eine extrem breite Datenleitung, über die wir unsere Daten kanalisieren und senden können, ohne dass es zu Engpässen kommt. Das Ergebnis sind ein höherer Durchsatz und eine größere Zuverlässigkeit.

•  Signaldichte

Mehr Fabriken bedeuten mehr Störgeräusche. Deshalb reduzieren wir unsere Leistungsdichte so weit, dass sie vom Umgebungsgeräusch nicht mehr zu unterscheiden ist. Wir können problemlos mit Bluetooth arbeiten, und andere Systeme werden stummgeschaltet, damit unser UWB-Bluetooth-Tracker seine optimale Leistung erbringen kann. Sie profitieren von einem störungsfreien Netzwerk, während wir parallel arbeiten.

•  Spektrumsdispersion

Wir sind überzeugt, dass eine breite Streuung Ihrer Energie die Sicherheit erhöht und das Abfangen deutlich erschwert. Um ein Signal vor Schmalbandsystemen zu verbergen, geht es verloren. Daher verwenden wir einen UWB-Bluetooth-Tracker, damit Android-Nutzer ihre Kommunikationsprivatsphäre wahren können, während wir sie schützen. Die physikalischen Gegebenheiten des Systems wirken sich dabei natürlich zu Ihrem Vorteil aus.

•  Hindernisdurchdringung

Manche Materialien können Signale stark blockieren, aber das ist für uns irrelevant, da wir für die Signalübertragung eine niedrigere Frequenz als WLAN nutzen. Wir verwenden höhere Frequenzen für eine zuverlässige Ortung, sodass Sie auch durch Kisten hindurch orten können. Mit einem UWB-Tracker bleibt die Verbindung stabil. Das ist ein bekanntes Problem, aber wir haben es gelöst.

Maximale Effizienz durch Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung!

Sie benötigen schnelle Datenaktualisierungen, da langsame Netzwerke zu Unfällen führen können. Deshalb bieten wir schnelle industrielle Kommunikation.

§  6,8 Mbit/s Übertragungsrate: Dank der Unterstützung von 6,8 Mbit/s übertragen Sie Daten besonders schnell. Dies ist für den besten UWB-Tracker für Android unerlässlich. 

§  850 kbit/s: Sie entscheiden sich für eine größere Reichweite, da 850 kbit/s Ihre Reichweite vergrößern. Ihr UWB-Tracker spart jetzt Energie. 

§  1000 Pakete: Sie senden häufige Aktualisierungen, da wir 1000 Pakete pro Sekunde verarbeiten. Ein UWB-Android-Tracker aktualisiert sich sofort. 

§  Gigabit-Potenzial: Dank der Gigabit-Geschwindigkeitsunterstützung von UWB planen Sie für zukünftiges Wachstum. Ihr UWB-Tracker-Netzwerk ist somit zukunftssicher. 

§  Reaktionszeit im Millisekundenbereich: Da die Entfernungsmessung 25 Millisekunden dauert, sind sofortige Reaktionen erforderlich. Wir gewährleisten Sicherheitswarnungen in Echtzeit. 

Sichern Sie Ihr Netzwerk mit fortschrittlicher Verschlüsselung!

Da Hacker es auf industrielle Netzwerke abgesehen haben, müssen Daten geschützt werden. Deshalb setzen wir Verschlüsselungsstandards auf Militärniveau ein.

•  AES-128-Verschlüsselung

Ihre Daten sind durch die Verwendung des AES-128-Standards, der höchsten Sicherheitsstandards entspricht, geschützt. Hacker können die Daten nicht lesen, sodass Ihr UWB-Tracker sicher bleibt und unbefugter Zugriff verhindert wird. Die integrierte Hardware beeinträchtigt Ihre Leistung nicht und bietet Ihnen gleichzeitig Geschwindigkeit und Sicherheit. Datendiebstahl ist ausgeschlossen; vertrauen Sie daher diesem Protokoll.

•  1023 Bytes

Sie senden große Pakete mit Steuerbefehlen, die optimal auf UWB-Tracking-Datenflüsse abgestimmt sind. Sie senden ausreichend Daten, mehr als die unterstützten 1023 Byte, obwohl die Verschlüsselung die Datenmenge geringfügig reduziert. Wir haben die Nutzdaten, die wichtige Informationen enthalten, optimiert, und die Kapazität ist für die Abwicklung komplexer Aufgaben ausreichend. Zudem bleibt das System robust.

•  Gruppen-ID

Sie segmentieren das Netzwerk durch die Zuweisung einer Gruppen-ID, sodass nur Gruppenmitglieder kommunizieren können und Übersprechen verhindert wird. Sie verwalten mehrere Zonen, auf die sich ein UWB-Tracker konzentriert und somit externe Tags ignoriert. Dies vereinfacht die Netzwerkverwaltung bei der Organisation Ihrer Flotte und reduziert Kanalrauschen, was zu einer logischen Trennung führt.

•  Geräte-ID

Sie identifizieren jede Einheit, und jedem Modul wird eine ID zugewiesen, sodass Sie wissen, wer spricht. Diese Verknüpfung ermöglicht die direkte Kommunikation, und wir sorgen für eine präzise Nachverfolgung Ihrer Tags. Ihre Kommunikation wird übertragen, um die Bestandskontrolle zu gewährleisten, und wir geben Ihnen die volle Kontrolle, da jedes Gerät eine eindeutige ID besitzt.

•  Sichere UART

Sie haben die volle Kontrolle über die Hardware, da wir UART-  Schnittstellen verwenden. Sie konfigurieren die Sicherheitseinstellungen, und die Schnittstelle ist zuverlässig. Externe Angriffe scheitern hier, sodass Ihr UWB-Tracker Ihren Anweisungen folgt. Wir haben eine robuste Firmware entwickelt, die Sie seriell aktualisieren, und das System bleibt stets auf dem neuesten Stand. Sie behalten die volle Kontrolle.

Wie Branchenexperten von Sewio feststellen, ist „UWB die einzige Technologie, die mit einer einzigen Infrastruktur alle Anwendungsfälle von der Anlagenverfolgung bis zur Zutrittskontrolle abdecken kann.“

Häufig gestellte Fragen!

Sie haben technische Fragen, und wir haben die technischen Antworten. Hier finden Sie häufig gestellte Fragen zu unseren Modulen.

Verbessert die Frequenz von Kanal 5 die Signaldurchdringung?

Ja, Sie erzielen eine größere Reichweite, da Kanal 5 auf 6489,6 MHz liegt. Er durchdringt Hindernisse gut, und wir haben dieses Frequenzband aufgrund seiner Stabilität gewählt. Die UWB-Objektverfolgung wird verbessert, da höhere Frequenzen schneller abklingen. Dieses Frequenzband optimiert die physikalischen Gegebenheiten und ermöglicht zuverlässige Verbindungen in Innenräumen, da wir es ausgiebig getestet haben.

Was ist die maximal unterstützte Baudrate?

Dank der seriellen Schnittstelle mit 115.200 bps profitieren Sie von hohen Geschwindigkeiten. Daten werden schnell übertragen, und Sie können ältere Geräte problemlos anschließen. Die Integration verläuft reibungslos, und wir stellen sicher, dass keine Engpässe auftreten. Ihr Host-Prozessor arbeitet mit, und die Datenauslagerung erfolgt effizient. Die Systemgeschwindigkeit bleibt erhalten, da wir den Datenfluss priorisieren.

Können drei Basisstationen dreißig Tags verfolgen?

Ja, die Kapazität ist vorhanden, da drei Stationen 30 Tags verarbeiten. Sie kommunizieren gleichzeitig, und wir haben die Zeitschlitze optimiert. Das System ist skalierbar, wodurch die UWB-Asset-Verfolgung vereinfacht wird. Sie überwachen eine ganze Flotte, und das Netzwerk steuert den Datenverkehr. Dank der Unterstützung von Multi-Tag-Umgebungen erhalten Sie nahtlose Updates.

Ist die Ausgangsleistung der Module einstellbar?

Ja, Sie haben die volle Kontrolle über die Sendeleistung, denn der UWB3000F27 ist programmierbar . Sie können die Reichweite anpassen, und eine geringere Sendeleistung spart Akku. Mit höherer Sendeleistung sind bis zu 1,5 km möglich – wir bieten Ihnen also maximale Flexibilität. Sie passen die Sendeleistung optimal an den Standort an, wodurch die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften vereinfacht wird. Sie optimieren die Verbindungsleistung.

Verringern kurze Impulse das Risiko von Mehrwegeausbreitungsstörungen?

Ja, physikalisch bedingt können sich Impulse im Nanosekundenbereich nicht überlappen. Echos von später eintreffenden Signalen werden vom Empfänger ignoriert, und genau dieses Prinzip nutzen wir. Was wäre UWB-Tracking ohne Genauigkeit? Kontinuierliche Wellen hingegen führen zu Störungen, doch G-NiceRF UWB beseitigt dieses Problem. Saubere Signale garantieren zuverlässige Daten.

Abschluss

Sie kennen nun die Dimension der Präzision, denn wir bieten Genauigkeit bis auf den Zentimeter. Ihre Fabrik benötigt präzise Daten, um Produktionsausfälle bei hohen Geschwindigkeiten zu vermeiden. Ihre Netzwerksicherheit muss absolut sicher sein. Für Ihren Erfolg installieren Sie einen G-NiceRF UWB-Tracker  in Ihrer Anlage. Wir unterstützen Ihre Entwicklung mit Stolz.