在工業(yè) 4.0 和智能工廠的發(fā)展中，微定位技術(shù)發(fā)揮著核心作用，它通過追蹤關(guān)鍵要素如人員、工具、物資等，優(yōu)化流程并保障安全。現(xiàn)有技術(shù)如 GPS、Wi-Fi 和藍(lán)牙雖在工業(yè)場景中有所應(yīng)用，但其定位精度通常無法滿足需求，特別是在需要精細(xì)定位的場合。而 UWB 技術(shù)以其厘米級精度，顯著提高了定位和通信技術(shù)的水平。
作為微定位服務(wù)的核心，UWB 通過無線錨點(diǎn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的精確定位。這使得實(shí)時信息傳遞成為可能，讓分析系統(tǒng)能夠即時測量、分析并預(yù)警。UWB 技術(shù)在生產(chǎn)流程中通過精準(zhǔn)跟蹤物料和貨物，優(yōu)化生產(chǎn)監(jiān)控和瓶頸預(yù)測。它提升了資產(chǎn)定位和檢索的速度，并通過地圖導(dǎo)航輔助工人。在物資管控上，UWB 標(biāo)簽加強(qiáng)設(shè)備和敏感物品的監(jiān)控，確保合規(guī)使用。安全方面，該技術(shù)通過追蹤減少安全風(fēng)險。緊急情況下，UWB 標(biāo)簽可為員工定位提供支持，指導(dǎo)救援行動。這些應(yīng)用突顯了 UWB 技術(shù)在增強(qiáng)生產(chǎn)效率、安全性和生產(chǎn)力方面的巨大潛力，是推動工業(yè)自動化和精益管理進(jìn)一步發(fā)展的重要動力。
在工業(yè)和商業(yè)場所，大型金屬物體和電信號噪聲對傳統(tǒng)定位技術(shù)如 GPS、Wi-Fi 和藍(lán)牙構(gòu)成挑戰(zhàn)，導(dǎo)致信號衰減和多徑問題。而 UWB 在測距與定位方面克服了窄帶 Wi-Fi 及低功耗藍(lán)牙面臨的挑戰(zhàn)。在錨點(diǎn)和標(biāo)簽間進(jìn)行通信時，UWB 通信組件使用極低的信號發(fā)送功率，輻射更大的范圍帶寬，并且具有比窄帶信號更快的脈沖上升及下降時間。這一方法有助于保持信號的完整性，減少反射和噪聲尖峰的影響，并降低基礎(chǔ)設(shè)施所需的組件數(shù)量。
UWB 采用飛行時間（TOF）技術(shù)來測量與標(biāo)簽間的距離。多種 TOF 方法能夠提高測量準(zhǔn)確性并降低基礎(chǔ)設(shè)施成本。雙向測距（TWR）和到達(dá)時間差（TDOA）測距方法消除了由墻壁和機(jī)械設(shè)備所引起的反射（多徑效應(yīng)）對信號強(qiáng)度的影響。此外，在 UWB 測距方式中，到達(dá)相位差（PDOA）和反向 TDOA（RTDOA）等在不同部署場景下也各自展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。通過這些多樣化的測距技術(shù)，UWB 還可用于確定物體的距離和方向（矢量）。
根據(jù)不同的微定位服務(wù)需求，UWB 可以部署相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施和測距技術(shù)，如下行鏈路 TDOA（DL-TDOA）用于導(dǎo)航標(biāo)簽，針對集中式平臺跟蹤則在基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)進(jìn)行定位。UWB 的信號完整性和測距能力使其覆蓋范圍更廣，通過策略性地放置錨點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)二維和三維空間中的高精度定位。
支持工業(yè)及其它行業(yè)的 UWB 生態(tài)系統(tǒng)
UWB 生態(tài)系統(tǒng)由 FiRa 聯(lián)盟支持，該聯(lián)盟定義了 UWB 設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)并提供認(rèn)證，同時促進(jìn) UWB 與其他技術(shù)的互操作性，為工業(yè)和消費(fèi)者提供微定位服務(wù)。即將發(fā)布的 FiRa2.0 標(biāo)準(zhǔn)將擴(kuò)大 UWB 的微定位應(yīng)用范圍，增強(qiáng)設(shè)備間的互操作性，并為 RTLS 中 UWB 的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，以便在地圖服務(wù)中實(shí)現(xiàn)室內(nèi)和亞米級精度定位。此外，基于 DL-TDOA 的解決方案預(yù)計將在室內(nèi)微定位導(dǎo)航中取得進(jìn)展，并確保用戶隱私，因?yàn)橹挥性O(shè)備本身知曉其位置。這些服務(wù)預(yù)計將在支持 UWB 的智能手機(jī)上實(shí)現(xiàn)。
UWB DL-TDOA 的部署依賴于基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備 OEM，例如，部署將 UWB 錨點(diǎn)與 Wi-Fi 接入點(diǎn)結(jié)合的接入點(diǎn)。此外在公共或私人設(shè)施中的照明及其它固定電源設(shè)備也可以觸發(fā) DL-TDOA，并在附近出現(xiàn)支持 UWB 的設(shè)備時激活。
