物联网解决方案背后有哪些先进的技术支撑?

物联网解决方案背后有哪些先进的技术支撑?,第1张

WiFi技术

WiFi方案的优势是技术成熟,单独的产品就可以接入公网,成本也是相对较低。

缺点则是WiFi设备一般功耗较大,在物联网领域中,供电是一个问题;

WiFi接入数量相对有限,一个家庭路由器一般只能接入几十个设备;

当然,WiFi方案在物联网初级阶段有较大优势,单独的WiFi模块依托路由器即可入网,优势明显,虽然接入数量不多,但是在物联网、智能家居未大规模普及的情况下,也可以满足大多数需求。

所以基于IoT UART串口WiFi模块WG219/WG229/WG231/LCS6260的WiFi方案更适用于对功耗要求不明显,不会大量部署的物联网产品,例如:智能电饭煲,智能空调、冰箱、洗衣机等传统家电设备接入物联网。

蓝牙技术:

蓝牙方案的主要优势在于蓝牙模块的超低功耗,而且通过app打开蓝牙与手机的交互比较简单。

SKB369/SKB501

目前随着蓝牙50模块SKB501(网页链接)、以及更多蓝牙50产品的上市,蓝牙技术的数据传输速度和覆盖范围等得到了巨大的提升,更加适用于物联网的要求。

所以,蓝牙方案适用于对功耗有要求,和手机可以直接交互的物联网产品,例如:智能门锁,智能秤,智能电动牙刷等,也适用于大规模蓝牙mesh灯控、蓝牙传感器网络的部署。

UWB技术:

超宽带技术是近年来新兴一项全新的、与传统通信技术有极大差异的通信无线新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有31~106GHz量级的带宽。目前,包括美国,日本,加拿大等在内的国家都在研究这项技术,在无线室内定位领域具有良好的前景。

UWB技术是一种传输速率高,发射功率较低,穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线技术,无载波。正是这些优点,使它在室内定位领域得到了较为精确的结果。

超宽带室内定位技术常采用TDOA演示测距定位算法,就是通过信号到达的时间差,通过双曲线交叉来定位的超宽带系统包括产生、发射、接收、处理极窄脉冲信号的无线电系统。而超宽带室内定位系统则包括UWB接收器、UWB参考标签和主动UWB标签。定位过程中由UWB接收器接收标签发射的UWB信号,通过过滤电磁波传输过程中夹杂的各种噪声干扰,得到含有效信息的信号,再通过中央处理单元进行测距定位计算分析。

超宽带可用于室内精确定位,例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相比,具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此,超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航,且能提供十分精确的定位精度。根据不同公司使用的技术手段或算法不同,精度可保持在01 m~05 m。

一直有消息称,小米在准备一款年度旗舰机型。近日,据爆料,设备型号2106118C的这款旗舰已经拿到无线电发射证,比较惊喜的是,这款产品还支持UWB超宽带传输技术。

UWB是使用间隔极短(小于1ns)的脉冲进行无线通信,具备抗干扰能力强、传输速率高、功率小、精度高的特点,可用于室内高精定位、物联网设备交互、文件传输等应用场景。

有猜测称这款年度旗舰会归属于MIX系列,采用屏下前摄技术,最高200瓦有线快充,搭载频率更高的骁龙888 Pro处理器等。

去年小米推出了第三代屏下前摄技术,而且该技术达到了量产商用标准。小米第三代屏下相机技术采用全新自研像素排布,通过子像素的间隙区域让屏幕透过光线,从而让每个单位像素仍旧保留完整的RGB子像素(Sub-Pixel)显示,不牺牲像素密度。当然,用在这款年度旗舰上的有望是更先进的四代或五代技术。

此外,根据知名博主爆料,目前一款型号为“M2105K81C”的小米设备已经入网,而这款产品正是小米新一代平板电脑。

据此前消息,小米平板5系列将推出三款新机,均会搭载高通处理器,分别为骁龙870、骁龙860和骁龙768G,分别对应高、中、低三个档位,提供各种不同使用场景相匹配的使用体验。

另外,对于大屏设备更为重要的屏幕,小米平板5也带来了高素质的显示面板,不仅拥有25601600分辨率,还支持120Hz高刷、240hz高采样率,同时还支持4096级触控,以及In-Cell主动笔技术,可与iPad Pro媲美。

值得一提的是,近期还有爆料称,小米平板5将采用无开孔的全面屏设计,将前摄放置在了屏幕边框之中,正面完全无任何开孔,视觉效果极为出色,值得期待。

物联网无线通信技术不止四种啊,有很多,主要分为两类:一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通信技术;另一类是LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网),即广域网通信技术。
LPWA又可分为两类:一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术,比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。
1、WIFI,WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术,传输距离在100-300M,速率可达300Mbps,功耗10-50mA。
2、Zigbee,传输距离50-300M,速率250kbps,功耗5mA,最大特点是可自组网,网络节点数最大可达65000个。
3、电力载波,传输距离可达500M,速率可达500Mbps,最大优点是可基于电力线传输,无需布线。
4、蓝牙,传输距离2-30M,速率1Mbps,功耗介于zigbee和WIFI之间。UWB(Ultra Wideband),是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号,UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。
5、Z-wave:Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格,Z-wave联盟(Z-wave Alliance)虽然没有ZigBee联盟强大,但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商,该联盟已经具有160多家国际知名公司,范围基本覆盖全球各个国家和地区。
6、RF:无线射频的20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术。射频技术相对于传统的磁卡及IC卡技术具有非接触式、阅读速度快、无磨损等特点。无线射频技术在阅读器和设哦卡之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条形码、磁卡及IC卡相比,射频卡具有防冲突功能,能同时处理多张卡片,基于以上特点,平常用的大多数刷卡门禁用的都是射频技术,另外无线射频也被一些厂家应用在智能家居中。
7,NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。有人称它为无线电领域的一次革命性进展,认为它将成为未来短距离无线通信的主流技术。
超宽带是指UWB所占带宽非常宽,从3G到10Ghz,定义是带宽远远大于中心频率。
目前UWB技术已经成熟,但投放到市场的产品很少,要说怎么连接网络,这个要看具体的做相应产品的公司使用什么协议,不过都是使用无载波的短脉动或基于OFDM的波形,传输距离只有10多米,和蓝牙差不多,但速度比蓝牙快很多。
用途的话,主要是取代蓝牙,是未来物联网的物理层关键技术。
这种比较专业的问题,你可以到CRS通信学社去看看

uwb定位有南京沃旭通讯科技。北京清研讯科。广州浩云科技。南京唐恩科技。南京沃旭通讯科技。公司成立于2012年,开始曾为中国移动布置Wi-Fi热点,后来转向UWB技术。沃旭是国内首家基于IR-UWB产品研发及应用的高新技术企业。

uwb定位说明

UWBUltraWideBand我们一般叫做超宽带通信,顾名思义最主要特征是带宽很宽,远大于现存的窄带通信系统包括80211系列和2/3/4和5G中的sub6G。如果一个无线电拥有超过中心频率20%的相对带宽,或者拥有500MHz以上的绝对带宽,我们称之为是UWB无线电系统。

这个问题,建议你先从底层有个认知,便于理解实质性的区别。

一、技术原理

1)UWB、蓝牙,是一种通信技术于标准,各有其标准协议,两者应用频段也不相同,UWB遵循IEEE 802154A,蓝牙发展至今已到51代标准。

2)AOA、AOD、TOF、TDOA等,皆为定位方法,AOA可配合蓝牙应用,也可配合UWB应用,而蓝牙,目前不会配套TOF,TDOA应用,此点由硬件底层技术决定了。

3)AOA方法:简化理解,就是通过测量标签与基站的角度,进行换算得出两者的距离,因而两者的角度辨识度是关键。

AOA示意

4)TOF、TDOA方法,简化理解,就是通过时间进行测量,什么时间呢,是标签与基站之间的信号飞行时间,无线信号的飞行速度近似光速,所以测量精度要求会高。

TOF示意

二、应用特性

由上可知,UWB技术,通常指的是采用TOF、TDOA方法的,蓝牙AOA,字面已可以理解,采用AOA方法。

1)安装特性:

    安装上,UWB整体更优。UWB采用飞行时间且无线频段基于超宽带脉冲波技术,抗干扰性能更优,安装时环境可选择性更宽,而AOA因与角度有关,基站安装要求具备一定高度范围,否则需要安装的基站数量成倍增长。

2)成本特性:

     成本上,蓝牙通常更优。单体硬件成本而言,UWB的标签成本通常为蓝牙标签成本的2~3倍。单体基站成本差异较小。但遇到高度受限场景,蓝牙所需部署基站激增,则整体成本优势可能逆转。

3)维护特性:

     维护上,蓝牙更优,但对于使用者的影响,多数场景差异不大。通常应用于人的,是充电方式,UWB一次可用1~3个月,蓝牙通常用换电方式,一次半年~1年。对于物品,则基本都可做到1~3年。故依据使用场景不同,对于维护的判定则有所偏倚。

4)群体特性:

    群体上,UWB目前更广泛的适用于工业场景,其工业应用保障性也已经受众多案例验证和认可。蓝牙更多使用于商业环境,目前基于手机都具备蓝牙功能,其也有独特的标签(终端)自由特性,部分场景可自然融入消费者。

5)供应关系特性:

    目前国内乃至全球,UWB方案厂商都基于Decawave芯片研发,故产品性能特性上区别有限,更多的区别是基于落地案例经验而优化的算法及整体服务,如WEWILLS众志基于1200+的落地经验,以物联网大平台及贴地气服务根基。蓝牙AOA,目前国内厂家较少,仍处于萌芽阶段,需要更多的落地案例推动厂家丰富化及技术成熟化。

三、全面性

     另,建议除了UWB及蓝牙AOA,可以全面的了解物联网相关技术,在不同的应用场景,采用单技术或多技术特点融合的方式,将会是更好适配需求的不二法宝。以下共享部分分析。

物联网技术对比

UWB高精度定位技术因为其定位精度高、覆盖范围广、传输速率高、发射功率小等优点备受工业领域青睐,特别是在电厂安全管理上,作为重要的民生需求,发展数字智能化电厂是目前电厂工业发展的实际需求。

电厂安全管理首先便是人员的安全管理,数字电厂人员定位管理平台在引入物联网、大数据、云计算等技术进行数字化的基础上建立的数字电厂管理和运营,帮助电厂实现产业结构和管理模式的转变。基于UWB高精度定位技术,以人员安全与设备安全角度为出发点进行设计,以定位技术与设备状态检测技术为核心,利用网络系统和三维系统实现可视化管理、人员定位、车辆定位、隐患排查、巡检管理等安全方面的全面整合与集成,为电厂打造了一个综合性的大型应用有机集成系统。

UWB高精度定位技术作为主要的技术核心,软硬件结合,全面实现人员站内和基建现场作业人员位置高精度定位。电厂采用最新的三维虚拟仿真技术,将电厂所有的设施绘制成对应的三维图形,并与实际场景坐标系对应,人员位置结合实时定位,将把进站所有人员虚拟实景地全部展现出来。 实现了2D/3D实时画面显示、行动轨迹跟踪与回放、危险区域电子围栏、寻呼报警、视频监控与定位轨迹联动等功能。

随着普通用户在地下停车场、商场、高铁站、机场卫星定位不在精准的弱信号环境下定位需求的增长,基于蓝牙、UWB技术的室内定位等技术纷纷进入市场,为不同行业的室内定位需求贡献了诸多行之有效的位置服务方案。其中,UWB定位主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的位置信息。

简单介绍下UWB高精度定位方案,UWB无线通信是一种不用载波,而采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信的方式,也称做脉冲无线电(ImpulseRadio)、时域(TImeDomain)或无载波(CarrierFree)通信。具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点,在室内或者建筑物比较密集的场合可以获得良好的定位效果,同时在进行测距、定位、跟踪时也能达到更高的精度。因此,超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航,且能提供十分精确的定位精度。

UWB定位采用的是TDOA定位算法,通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。SKYLAB UWB高精度室内定位方案的定位原理就是通过在室内布置4个已知坐标的定位基站,需要定位的人员或者设备携带定位标签,标签按照一定的频率发射脉冲,不断和四个已知位置的基站进行测距,通过一定的算法精确的计算定位标签的位置。目前UWB定位系统也可以提供3D定位功能,此定位系统采用TDOA和AOA两种定位算法,已达到3D定位的效果。

UWB定位主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的位置信息。基于SKYLAB UWB技术的室内定位方案正在逐步渗透机场、展厅、 写字楼、仓库、地下停车、监狱、军事训练基地等需要使用准确的室内定位信息的应用,能够实时了解关键物体(携带定位标签的人员、设备)的位置,准确的记录关键物体移动的行为轨迹,对设备点的定期巡检,实时监控还能够对危险区域进行告警,提醒访客和其他非相关人员不要靠近危险区域。

相比其他无线定位技术,UWB超宽带根据信号的定义及特点,UWB技术具有如下优势:

(1)系统容量大,传输速度快

根据信道容限公式,系统的最大传输速率与系统带宽成正比例关系。UWB通信的带宽都在500MHz以上,其传输速率也达到1Gbps以上。而传统的无线载波通信系统由于频带窄,要使传输速率达到100Mbps以上,必须采用多进制调制等方法,这样对信噪比提出了很高的要求,同时也加大了系统构建的复杂性。

(2)发射功率低

UWB具有1GHz以上的频带宽度,极大的带宽保证了较低的发射功率。在短距离无线通信应用中,发射机发射的UWB信号功率要低于1mW,这大大延长了电池寿命,保证了较长的系统工作时间,同时对人体的辐射危害也更小。

(3)多径分辨率高

UWB信号采用持续时间很短的窄脉冲,具有较强的时间和空间分辨率,系统的多径分辨率高,整个系统能够充分利用发射信号的能量。此外,UWB信号具有良好的抗多径性能,对于信道衰减不敏感,接收机通过分级便可以获得很强的康衰减能力,在室内或者建筑物比较密集的场合可以获得良好的定位效果,同时在进行测距、定位、跟踪时也能达到更高的精度。

(4)系统保密性好

UWB发射功率低,仅在1mW以下。它可以把信号弥散在一个极宽的频带范围内,对于一般的通信信号而言,UWB信号类似于白噪声可以安全低隐藏起来;而UWB信号的功率谱密度要低于普通的环境噪声,要将UWB信号从环境噪声中甄别出来不是一件容易的事情,这很好地保证了UWB信号的安全性。

(5)穿透能力强

窄脉冲具有很强的穿透能力,可以帮助比如警察搜寻隔墙的逃犯,以及解救那些被围困在建筑物里面的人们。

(6)定位精度高

UWB信号具有超宽频带的特性,使得UWB系统的距离分辨精度是其他系统的成千上百倍。UWB信号的距离分辨能力可达到厘米级,这是其它窄带系统望尘莫及的。

依赖于上述这些优点,UWB信号可以轻松穿透常见障碍物的阻隔,并能准确测距定位,因此可以用来构建具有较强通信和测距定位功能的无线定位系统,广泛应用于消防、智能化工厂、机场安检、军事训练等领域。UWB定位主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的位置信息,同时应用于各个领域的室内精确定位和导航,能够满足隧道、监狱、化工、工厂、煤矿、工地、电厂、养老、展馆、整车、机房、机场等高精度室内定位需求。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/13046487.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-05-29
下一篇 2023-05-29

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存