How UWB Expands Into the IoT - Where We Stand Today

超寬帶并不是一項(xiàng)新技術(shù)。UWB 最初定位為與 Wi-Fi 類似的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，但由于各種原因（包括功率限制）未能取得成功。從那時(shí)起，該技術(shù)重新定位，轉(zhuǎn)向基于 IEEE 802.15.4a 標(biāo)準(zhǔn)的基于脈沖無線電的安全測距和定位技術(shù)。IEEE 802.15.4z 標(biāo)準(zhǔn)中添加的額外安全擴(kuò)展使 UWB 能夠提供安全、真實(shí)、厘米級的精 確距離和位置測量。

訪問控制

商業(yè)和住宅訪問控制可能是 UWB 在汽車安全訪問領(lǐng)域的初始活動(dòng)最自然的延伸。UWB 跟蹤用戶相對于入口或出口的確切位置及其安全憑證，并立即授予訪問權(quán)限——免提且無需人工交互。UWB 可提供針對中繼攻擊的保護(hù)，使其非常適合安全訪問應(yīng)用。

UWB 還可以檢測用戶是否在建筑物內(nèi)部或外部，以及他們是否正從或走向入口或出口，從而防止未經(jīng)授權(quán)的訪問。多會(huì)話支持還有助于防止尾隨，確保用戶進(jìn)入后門重新鎖定，防止其他人跟隨。

UWB 還可以實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的數(shù)字密鑰功能。住宅用戶可以與朋友和家人共享憑據(jù)，允許他們根據(jù)需要臨時(shí)訪問自己的家。同樣，房間托管平臺可以利用數(shù)字鑰匙為客人提供訪問權(quán)限，而無需依賴物理鑰匙的傳輸，從而減少從鑰匙丟失到防盜等問題。

UWB 訪問控制解決方案有著明顯的發(fā)展勢頭。 FiRa Consortium ?的主要成員   包括訪問控制領(lǐng)域的許多行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。HID Global、恩智浦和三星在 CES 2020 上展示了免提門禁控制。UWB 在汽車無鑰匙進(jìn)入領(lǐng)域的日益普及也將成為更廣泛的家庭和商業(yè)數(shù)字鑰匙部署的催化劑和概念驗(yàn)證。

用于 RTLS 的 UWB

直到最近，UWB 因其在許多 RTLS 應(yīng)用程序中的部署而聞名。各種資產(chǎn)都附有 UWB 標(biāo)簽，與部署在工廠、倉庫、醫(yī)療環(huán)境或其他位置周圍的錨進(jìn)行通信。這確保了知道該項(xiàng)目的確切實(shí)時(shí)位置，從而可以在需要時(shí)找到它。UWB 能夠在惡劣環(huán)境中提供厘米級定位精度、超低延遲和魯棒性，使其能夠在許多商業(yè)環(huán)境中針對更嚴(yán)格的資產(chǎn)和車輛跟蹤應(yīng)用取得成功，包括車輛導(dǎo)航和碰撞檢測、高價(jià)值工具和設(shè)備跟蹤和工人安全應(yīng)用。

在大多數(shù)部署中，企業(yè)可以利用多個(gè)用例來提高投資回報(bào)率和其他收益。例如，在醫(yī)療保健環(huán)境中，RTLS 解決方案可以跟蹤可用床位以了解并最 大限度地提高利用率，追蹤有價(jià)值的設(shè)備以防止盜竊或丟失，監(jiān)控員工以確保衛(wèi)生合規(guī)性，跟蹤患者和員工的位置以確保安全，并確保適當(dāng)?shù)娜藛T可以訪問始終擁有正確的區(qū)域和設(shè)備。最近，實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)還被用于社交距離和接觸者追蹤，有助于最 大限度地降低感染傳播的風(fēng)險(xiǎn)。NFL 和 NBA 在 2020 年全年使用 UWB 來監(jiān)控其隔離區(qū)內(nèi)的社交距離和接觸者追蹤，幫助確保賽季能夠繼續(xù)進(jìn)行。

個(gè)人和消費(fèi)設(shè)備跟蹤

最近，UWB 還被定位為面向消費(fèi)者應(yīng)用的個(gè)人物品跟蹤技術(shù)。具有 UWB 功能的智能手機(jī)能夠定位鑰匙、錢包和其他貼有 UWB 標(biāo)簽的個(gè)人物品。雖然 BLE 解決方案歷來在這一領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，但 UWB 提供了更準(zhǔn)確、定向和低延遲的定位。然而，與其他 UWB 應(yīng)用一樣，BLE 也與這些個(gè)人跟蹤器中的 UWB 結(jié)合使用，以進(jìn)行初始配對和切換。

2021 年 4 月，蘋果推出了包含 UWB、BLE 和 NFC 技術(shù)的 AirTag 解決方案。不久之后，三星正式推出了 Galaxy SmartTag+ 追蹤器。SmartTag+ 結(jié)合了 UWB 和 BLE，使 AR 查找成為其 SmartThings 查找服務(wù)的一部分。用戶可以使用智能手機(jī)的攝像頭直觀地引導(dǎo)他們找到丟失的設(shè)備，從而更輕松地精 確定位他們的物品。用戶可以將物品標(biāo)記為丟失，其他 Galaxy 設(shè)備所有者可以作為眾包網(wǎng)絡(luò)的一部分幫助找到丟失的物品。這還有助于為移動(dòng)運(yùn)營商和保險(xiǎn)公司創(chuàng)造新的服務(wù)，從而為最終用戶帶來新的商業(yè)模式和附加價(jià)值。

室內(nèi)導(dǎo)航

隨著 UWB 在移動(dòng)設(shè)備中變得越來越普遍，它可以使大型建筑物的導(dǎo)航變得更加容易，并提供有價(jià)值的新服務(wù)。用戶可以在購物中心找到特定的商店、在火車站找到正確的站臺、在機(jī)場找到正確的登機(jī)口或在停車場找到正確的停車位。它還能夠提供直接營銷并為公司提供客流量分析。UWB 能夠在建筑物內(nèi)提供高精度定位，而 GNSS 則無法在建筑物內(nèi)部發(fā)揮作用。雖然 Wi-Fi 和 BLE 等其他技術(shù)也可以提供室內(nèi)導(dǎo)航功能，但 UWB 可以在非視距場景中提供更高的精度和強(qiáng)大的性能。這可以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的尋路和鄰近營銷服務(wù)。

即點(diǎn)即觸發(fā)控制

顧名思義，即點(diǎn)即觸發(fā)應(yīng)用程序涉及將支持 UWB 的智能手機(jī)指向其他支持 UWB 的聯(lián)網(wǎng)家庭設(shè)備，例如揚(yáng)聲器、電視、燈泡或恒溫器。雖然語音控制最適合易于描述的簡單任務(wù)，但某些家庭自動(dòng)化和控制任務(wù)可能很難描述。得益于 UWB 的高精度和定向功能，智能手機(jī)可以準(zhǔn)確檢測到所指向的設(shè)備，并自動(dòng)在智能手機(jī)顯示屏上打開相關(guān)控制面板。

然后，它可以用于打開或關(guān)閉電視、選擇智能燈泡的顏色和亮度、更改廣播電臺、歌曲或調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器的音量、打開恒溫器或從電視無縫投射視頻和音頻。移動(dòng)設(shè)備連接到電視或揚(yáng)聲器。除了控制面板之外，智能手機(jī)還可以獲取其他信息，例如歌詞、進(jìn)一步的推薦和其他新的參與方式。這可能有助于推動(dòng)有價(jià)值的新家庭娛樂服務(wù)。

小米最近展示了 UWB  在風(fēng)扇、臺燈和智能揚(yáng)聲器等各種智能家居設(shè)備中的應(yīng)用，凸顯了 UWB 生態(tài)系統(tǒng)不斷增長的潛力。Apple 已將 UWB 融入其 HomePod 迷你智能揚(yáng)聲器中，以簡化與 iPhone 的音樂、通話和播客等內(nèi)容的切換。

存在檢測和 Follow-Me

在智能家居設(shè)備中嵌入 UWB 使此類設(shè)備能夠自動(dòng)響應(yīng)特定的用戶動(dòng)作，例如開燈、播放首 選播放列表或調(diào)節(jié)溫度。當(dāng)用戶進(jìn)入或離開房間時(shí)，設(shè)置也會(huì)跟隨他們。用戶的存在激活這些預(yù)設(shè)設(shè)置，無需任何交互、按鈕按下或開關(guān)，而是實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化和個(gè)性化的智能家居服務(wù)。可以為有多位居住者的家庭設(shè)置個(gè)人資料，使某些智能家居設(shè)備能夠根據(jù)自己的獨(dú)特偏好進(jìn)行調(diào)整。

UWB 可以確定最終用戶位于特定房間內(nèi)，甚至位于更特定的位置，從而實(shí)現(xiàn)更多上下文交互。例如，嵌入筆記本電腦中的 UWB 可以檢測用戶何時(shí)坐在辦公桌前，并根據(jù)需要安全地鎖定或解鎖設(shè)備，從而防止任何入侵。UWB 的低延遲確保無縫、即時(shí)的體驗(yàn)。用戶不會(huì)因?yàn)榈却裏袅粱蛑赶蛐枰荛L時(shí)間才能打開正確控制面板的設(shè)備而感到沮喪。