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Chirp 的優(yōu)點及其與 UWB 完美搭配的原因

2025-06-14 17:56:00
240次

Chirp 的優(yōu)點及其與 UWB 完美搭配的原因1.png

Inpixon RTLS 錨點利用 UWB 和線性調頻 (CSS) RF 技術提供 ±40 cm 的高精 確度和遠距離（長達 500 m）定位

，可將其組合在同一個 RTLS 解決方案中
。我們的 RTLS 錨點專為工業(yè)級性能而設計
，可在多種類型的設施中提供準確可靠的定位
，包括工廠和地下礦井（例如貴金屬
、煤炭
、鹽）等惡劣環(huán)境
，并且可以進行跟蹤
、測距和雙向通信同時實現(xiàn)支持各種位置感知用例的多功能性。其部署就緒設計使您可以輕松安裝
、配置和管理您的 RTLS 基礎設施
。憑借我們先進的 UWB 和線性調頻射頻技術
、準確的到達時間差 (TDoA)方法和獲得專利的虛擬錨點同步
，Inpixon RTLS 錨點與我們開放且經過行業(yè)驗證的 RTLS 組件配合使用
，為支持多種應用的 RTLS 解決方案提供無與倫比的可擴展性
。數千個同時跟蹤的標簽，使您可以輕松擴展錨點部署
，而無需額外開銷
。

Chirp 的優(yōu)點及其與 UWB 完美搭配的原因2.png

What is Chirp Spread Spectrum (CSS) Technology?

線性調頻擴頻( CSS ) 是一種使用寬帶線性調頻線性調頻脈沖對信息進行編碼的擴頻技術。線性調頻脈沖是一種正弦信號

，其頻率隨時間增加或減少

Chirp 或 Chirp 擴頻 (CSS) 是一種用于無線通信的遠程射頻技術，可用于檢測和跟蹤大型設施內和室外的人員

、資產和設備的位置
。

與其他擴頻方法一樣

，線性調頻擴頻使用其整個分配的帶寬來廣播信號，從而使其對信道噪聲具有魯棒性
。此外
，由于線性調頻脈沖利用了寬帶頻譜
，因此即使在非常低的功率下工作時
，線性調頻擴頻也能抵抗多徑衰落
。線性調頻擴頻可以抵抗移動無線電應用中常見的多普勒效應
。

Chirp 是實時定位系統(tǒng) (RTLS) 用于無線通信的一種射頻 (RF) 技術
。RTLS 的工作原理是結合硬件和軟件來實現(xiàn)對各種資產（從牲畜和人員到商品和車輛）的位置跟蹤
。擁有 RTLS 的組織旨在通過獲取的位置數據獲得更大的運營可見性
。在給定空間內
，跟蹤標簽附著在資產上
，這些標簽與該區(qū)域中的固定錨進行通信
，將位置信息傳輸到RTLS 定位引擎和軟件
。

 

確定資產的位置包括錨點和標簽之間的雙向數據通信，以配置和維護消息傳遞

、確認
、疏散或遇險呼叫等通信
。Chirp 使用兩種主要技術：

位置跟蹤：此方法包括使用到達時間差 (TDoA) 確定資產的位置

。使用 TDoA
，資產的位置是通過標記從標簽到線性調頻錨點的信號的準確到達時間 (ToA) 的時間戳來確定的
。然后
，定位引擎根據不同的到達時間和多邊定位來計算位置。

測距：雙向測距 (TWR) 包括使用標簽之間的雙向通信通過飛行時間 (ToF) 來確定資產的位置，不涉及錨點或基礎設施

。信號（也稱為線性調頻脈沖）在標簽之間傳播所需的時間乘以光速即可連續(xù)確定其位置
。

用于 RTLS 的 RF 技術有多種形式

，例如UWB
、Wi-Fi和BLE
，但 chirp 有其獨特的優(yōu)勢。

Chirp 和 UWB 均采用低功耗、高可靠性和出色的資產跟蹤性能

，但具有獨特的功能
，使其適用于不同的用例
。UWB 可提供精 確度為 10-50 厘米的資產跟蹤
，而 chirp 則擅長提供長達 1000 米的遠程定位。在頻率方面
，Chirp 使用 2.4 GHz 的 ISM 頻段，而 UWB 則工作在 3.1-10.6 GHz 的更高帶寬上
。

藍牙 (BLE) 用于當今的許多無線設備，并且通過 RTLS

，它使用低功耗且成本低
，就像 chirp 一樣。然而
，線性調頻脈沖在定位精度和信號干擾防護方面具有卓越的性能
。

Chirp 解決了其他射頻技術通常無法解決的 5 個挑戰(zhàn)

能夠在室內和室外工作：與其他射頻技術不同

，chirp 可以在室內和室外工作 - 事實證明在大型設施中非常有用
，可以跟蹤通往倉庫的車輛路線并獲取牲畜的位置。

它可以遠距離運行： Chirp 的工作范圍比大多數 RF 技術更長

，從 10-500 米到高達 1000 米。這允許在室外校園
、大型倉庫
、養(yǎng)牛場等場所進行實時定位。

防止射頻干擾：  通過線性調頻信號避免射頻干擾和信號傳播挑戰(zhàn)

；由于其工作頻率較低，因此以其高可靠性而聞名
。它還獨特地利用了載波偵聽多路訪問 (CSMA)
，支持通過數萬個標簽發(fā)送數據的大規(guī)模部署。

由于成本較低，有助于公司保持在預算之內：Chirp 的長距離使標簽和錨點之間的通信更加容易

，從而減少部署所需的錨點。例如
，在 UWB 需要 6-10 個錨點的 2D 空間中
，chirp 需要大約 4-6 個錨點
。由于線性調頻技術比其他射頻技術需要更少的基礎設施，因此它是一種經濟高效的選擇
，通常會帶來更高的回報。

滿足戶外監(jiān)管合規(guī)性：由于 UWB 等一些 RTLS 技術通常不允許在戶外使用

，因此 Chirp 2.4GHz ISM 頻段是執(zhí)行全球安裝的絕佳選擇
，無需頻譜許可證等監(jiān)管限制

Chirp RF 技術是一種用于位置跟蹤和測距的 RTLS 技術

Chirp Spread Spectrum (CSS)，也稱為 chirp

，是一種RTLS 技術，已經在行業(yè)中應用了 20 年
，以其在位置跟蹤和測距方面的獨特功能而聞名。

CSS 因其線性調頻信號（稱為線性調頻脈沖）而得名

。它是一種獨特的遠程射頻信號，用于在室內和室外環(huán)境中長距離傳輸數據、進行通信和位置跟蹤
。

實時定位系統(tǒng)是一種室內定位系統(tǒng)

，可以在室內跟蹤資產、人員
、車輛和機器，使組織能夠全面了解其運營情況
。

Chirp 通過使用到達時間差 ( TDoA )、雙向測距 ( TWR ) 或兩者的組合來工作

，使其成為強大的測距
、通信和跟蹤三合一解決方案。它以其可在室內和室外使用的能力
、抗射頻干擾的能力
、長距離測量能力和成本效益而聞名。  

以下是線性調頻脈沖可用于優(yōu)化工業(yè)運營的四個關鍵用例：

Chirp 的優(yōu)點及其與 UWB 完美搭配的原因3.png

工業(yè)用例#1 - 地下采礦 

使用支持線性調頻脈沖的 RTLS 適用于地下采礦等場景

，在這些場景中，缺乏可見性會導致一系列問題
，從孤立的工作流程到影響人員或設備的事故。地下采礦的惡劣環(huán)境使其成為最危險的工作之一
，鉆孔和隧道深入地表以下
，需要大型重型機械來完成工作。  

Chirp 的 ISM 頻段 2.4 GHz 具有抗射頻干擾能力和可靠性

，這使其對于礦工跟蹤
、創(chuàng)建安全區(qū)和防撞系統(tǒng)非常有用。當工人
、設備和車輛都被貼上標簽后，工人的搜救和員工的集合就變得更加高效
，并且可以更快地跟蹤設備以進行維護或使用。這還意味著
，如果有人靠近危險區(qū)域，團隊就會收到警報
，以便他們迅速采取行動。 

線性調頻脈沖的長距離能力（在最 佳條件和部署下可達 1000 米）有助于在深礦井中維持可靠的連接

，并且線性調頻脈沖也是一種可以降低成本的出色射頻技術
，因為長的一維隧道所需的錨點更少。 

你可知道
？
Chirp 可用于雙向測距 

在安全場景中

，雙向通信比位置跟蹤更有效，因為支持線性調頻的標簽可以相互發(fā)送信號
，而無需將位置數據發(fā)送到位置引擎和RTLS 進行分析
。相反，遵循 CSMA（載波偵聽多路訪問）協(xié)議
，在沒有其他通信發(fā)生時在標簽之間發(fā)送數據，以避免數據包沖突并實現(xiàn)最 佳測距條件
。  

因此，如果車內的員工收到接近消息

，表明他們在另一個人的范圍內，他們可以在事故發(fā)生之前快速決定停車
。對于希望從兩種方法的優(yōu)勢中受益的組織來說
， 雙向測距和位置跟蹤的組合可能是一個很好的解決方案。



工業(yè)用例#2 – 堆場管理 

在制造工廠

、配送中心
、倉庫甚至機場，許多重要活動都在戶外進行
。車輛和拖車的移動發(fā)生在室外，這就是為什么當資產從室內轉移到室外時
，Chirp 可以跟蹤資產的大致位置，反之亦然
。這些設施通常也非常大，由于其遠距離能力
，使得 chirp 成為一個很好的匹配
。

Chirp 的優(yōu)點及其與 UWB 完美搭配的原因4.png

堆場管理解決方案對于協(xié)調停放的卡車、汽車

、手推車、托盤
、室外存放的大型設備等的移動至關重要。因此
，這些大型且昂貴的資產可以在需要時輕松找到并高效存儲
。實時定位系統(tǒng)還可以通過尋找更優(yōu)化的貨物運輸路線來創(chuàng)建更高效的工作流程
。這可以縮短等待時間并提高效率
，從而提高投資回報率。 

你可知道
？
使用 Chirp 可以降低基礎設施成本 

Chirp 使組織能夠降低總擁有成本，因為與其他射頻技術相比

，部署中需要的錨點更少。由于減少了維護工作以及初始設置期間所需的操作程序
，從而降低了成本。 



工業(yè)用例 #3 – 交通和火車 

在火車周圍工作

，無論是維護軌道
、設施還是火車本身
，都可能很危險
，因為涉及大型車輛和設備。因此
，該行業(yè)的許多領導者正在轉向實時定位系統(tǒng)（RTLS）并標記資產和人員以保護他們的工人，例如在他們維護軌道并需要注意接近的火車的情況下
。  

Chirp 非常適合這種場景的原因是它的長距離測距能力

、戶外工作能力以及使用測距的防撞解決方案
。實時定位系統(tǒng)還可以通過跟蹤需要連接到特定列車的貨車來最 大限度地提高工作流程效率
，因為盡管它們的尺寸很大，但它們經常會被放錯地方
。此外，在高速移動時
，線性調頻脈沖也可以同樣準確，也稱為多普勒耐受性
。 

例如，Chirp 還可以部署在整個站上

，作為 GPS 之上的備份解決方案
。有時
，技術可能會失敗
，而添加線性調頻脈沖作為第二安全層或第二信息源可以派上用場，以降低危險場景中的風險級別
，或滿足安全完整性級別 (SIL) 要求。  

你可知道
？
Chirp 無需許可即可提供室內和室外使用 

與其他射頻技術不同

，由于 chirp 在 2.45 GHz ISM 頻段上運行并且是一種擴頻技術
，因此在戶外操作時無需頻譜許可證
，這為組織提供了不受限制的 RTLS 選項。



工業(yè)用例#4 - 監(jiān)控牲畜 

有牲畜的組織可以從實時定位系統(tǒng)中受益匪淺

，因為它可以確保牲畜的安全
，防止疾病傳播
，并通過牲畜跟蹤和健康監(jiān)測來跟蹤發(fā)情和反芻情況
。Chirp 非常適合此用例，因為它可以在戶外工作并在長距離內運行
，非常適合大型農場區(qū)域。  

當牲畜被標記后

，可以收集它們的體溫和休息行為數據，以確定哪些因素與疾病最相關
，因此可以在疾病癥狀開始出現(xiàn)時采取措施治療動物。這有助于保護生病的牲畜并防止疾病傳播給其他牲畜
。由于牲畜的繁殖時間也很短（可能只有 12 小時）
，因此農民可以通過 RTLS 定位處于發(fā)情狀態(tài)的牲畜
。 

通過 Chirp 實現(xiàn)更多目標

Chirp 是一種 RTLS 技術，具有室內和室外支持

、強大的抗干擾保護、較低的基礎設施成本
、遠距離能力等，可以提高各種用例中的運營效率
。 



通過 Chirp 實現(xiàn)更多目標

Chirp 是一種 RTLS 技術

，具有室內和室外支持
、強大的抗干擾保護
、較低的基礎設施成本
、遠距離能力等
，可以提高各種用例中的運營效率
。 



Chirp Spread Spectrum (CSS)

，也稱為線性調頻脈沖，是一種射頻技術
，具有降低功耗、1-2米定位精度
、近實時定位等獨特優(yōu)勢。它以其在室內和室外工作的能力而脫穎而出
，并且其范圍比大多數 RF 技術更長 - 高達 1000 米。由于它需要較少的基礎設施（例如錨點）
，并且可用于各種不同的行業(yè)，因此可以帶來巨大的投資回報率



Chirp 或 Chirp 擴頻 (CSS) 是一種用于無線通信的遠程射頻技術

，可用于檢測和跟蹤大型設施內和室外的人員、資產和設備的位置
。其遠距離性能
、高可靠性
、強大的抗無線電干擾能力和低功耗
，使 chirp 非常適合工業(yè)設施等大型嘈雜環(huán)境中的應用
。與包括UWB和藍牙在內的其他通信協(xié)議一樣
，chirp 可用于通過無線電波在設備之間傳輸數據。它通過使用寬帶調制技術來實現(xiàn)這一點
，該技術創(chuàng)建線性調頻信號，也稱為線性調頻信號

Chirp 設計用于在 2.45 GHz ISM 頻段運行

，與其他擴頻技術屬于同一類別。擴頻方法最初用于軍事應用
，以幫助確保安全可靠的通信，更能抵抗檢測
、干擾和干擾，將無線電信號傳播到更廣泛的頻率范圍
，產生具有更寬帶寬的信號
，同時仍保留初始信號功率
。線性調頻技術將信號帶寬增加到“香農-哈特利”定理中所述值的倍數，從而幫助其使通信更加穩(wěn)健地抗干擾
。實現(xiàn)了兩種類型的線性調頻脈沖——上線性調頻脈沖和下線性調頻脈沖。對于無線通信
，線性調頻脈沖從收發(fā)器發(fā)送到接收器，或者在可以同時與一個或多個設備發(fā)送和接收通信的收發(fā)器之間發(fā)送
。接收設備分析傳入脈沖的模式并將其轉換為數據
。雖然這允許設備可靠地遠距離發(fā)送數據，但線性調頻脈沖也可用于準確感知設備的位置
。這使得支持線性調頻脈沖的設備（例如RTLS 錨點）能夠精 確定位傳輸設備（例如資產跟蹤標簽）
，找到其精 確位置
，并在某些應用中啟用位置感知通信和服務

除了RTLS用于設備（如跟蹤標簽）的實時定位之外

，線性調頻技術還可以實現(xiàn)雙向測距和距離監(jiān)控以及無線通信應用。通過這些類型的應用
，chirp 技術有助于支持位置感知解決方案，在各種類型的設施和工業(yè)中實現(xiàn)多種用例
，包括資產跟蹤、防撞
、車輛跟蹤
、工業(yè)自動化、工人搜索和救援等
。工廠、地下礦井
、倉庫等環(huán)境

Chirp 具有許多獨特的優(yōu)勢，使其成為適合遠距離定位

、高可靠性和低功耗性能要求特別重要的部署的靈活選擇

由于系統(tǒng)增益高，以及抗干擾和多徑衰落的能力

，CSS 即使在嘈雜的工業(yè)設施中也能提供出色的定位范圍（長達 500 m）。該范圍涵蓋室內和室外
，提供可在兩種環(huán)境下工作的解決方案，無需昂貴的頻譜許可
。其長距離通信范圍和高通道容量，再加上 1-2 m 之間的精 確定位確定性和極低的延遲，可實現(xiàn)實時定位和雙向測距/通信應用
，并具有特殊的性能，可與許多其他常見 RF 技術相結合無法實現(xiàn)

支持 Chirp 的技術的功耗也非常低

，特別針對低功耗應用而設計，使您能夠使用經濟實惠且高效的硬件選項構建 RTLS 解決方案
，例如帶有嵌入式電池的跟蹤標簽，該標簽可以運行多年而無需充電或更換

由于具有更高帶寬的線性調頻脈沖和 CSMA 支持

，基于線性調頻的系統(tǒng)具有很強的抗射頻干擾能力
，包括窄帶和寬帶干擾
。線性調頻脈沖的頻率擴展還使得線性調頻脈沖系統(tǒng)具有很強的抗多徑衰落能力。對于大多數窄帶射頻技術
，來自發(fā)射器的原始信號通常會通過建筑物或其他環(huán)境周圍的多次反射到達接收器。這通常會導致頻率被放大或衰減
，以及破壞性干擾，可能導致窄帶系統(tǒng)的通信鏈路斷開
。CSS 是不同的
，因為傳輸符號中包含的能量在帶寬上均勻分布，這意味著當干擾實體沒有阻塞信道的整個帶寬時
，通信鏈路不會斷開。與其他射頻技術不同
，線性調頻脈沖還可以抵抗導致傳輸信號頻移的多普勒效應
。其寬帶寬特性還有助于提高幾乎任何天線位置的接收質量。這些獨特的品質使 chirp 能夠在嘈雜的環(huán)境中提供高性能應用
，例如需要可靠性和抗干擾能力的工業(yè)設施

CSS Signals 還可用于到達時間 (ToA) 估計和到達時間差 (TDoA) 位置計算

，為能夠支持數千個同時跟蹤實體的可擴展解決方案提供準確的系統(tǒng)性能。Chirp 解決方案還提供經濟高效的硬件
，并且比其他技術需要更少的基礎設施
，從而提供高投資回報率，并進一步增強其提供高度可擴展的企業(yè)部署的獨特能力

基于 Chirp TDoA 的室內定位可實現(xiàn) 1-2 米的定位精度

，實現(xiàn)高性能 RTLS，以極低的延遲提供實時結果
。其無與倫比的可靠性
，通過其抗射頻干擾、多徑衰落和多普勒效應等特性
，使 Chirp 能夠獨特地提供可靠的無線通信
，確保 RTLS 中的精 確位置計算


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