Un examen de l'ultra-large bande (UWB) pour le positionnement et le suivi de localisation

Depuis que la FCC a ouvert pour la première fois le spectre radio ultra-large bande (UWB) à une utilisation commerciale sans licence en 2005, les systèmes de localisation UWB ont suscité beaucoup d'enthousiasme en tant que l'une des technologies IoT « plus sexy ». Ceci est largement dû au niveau de précision de localisation offert par les systèmes de positionnement à ultra-large bande. Les systèmes de positionnement intérieur UWB sont capables de localiser l'emplacement en temps réel à moins de 20 centimètres.

L'UWB peut atteindre cette précision grâce à la large bande de spectre (des centaines de mégahertz) qu'elle utilise pour transmettre des messages. Étant donné que la capacité de mesurer avec précision le « temps de vol » de n'importe quelle onde radio est fonction de la bande passante, les signaux dont la fréquence est très large peuvent être mesurés avec précision en termes de temps nécessaire pour qu'un signal codé se déplace d'un émetteur à un récepteur. L'utilisation d'un large spectre de fréquences signifie que le signal peut être de courte durée. Avec UWB, le signal est transmis avec une faible puissance, empêchant les interférences avec d'autres systèmes utilisant le spectre radio tels que les téléphones portables et les radios de la police.

Bien que la précision ponctuelle puisse être d'une importance primordiale pour certaines applications, ce n'est pas la seule mesure précieuse pour un système de localisation en temps réel (RTLS). Le coût et la facilité de mise en œuvre sont d'autres facteurs qui doivent être pris en considération lors du choix d'un système de suivi intérieur. Ce qui suit examine les avantages et les inconvénients du RTLS ultra large bande.

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Systèmes de localisation à ultra-large bande pour des cas d'utilisation spécifiques

L'automatisation des entrepôts est l'un des cas d'utilisation où la précision de localisation d'un système de positionnement UWB offre des avantages évidents. Des entreprises comme Amazon ont d'énormes entrepôts remplis de centaines de milliers, voire de millions d'articles différents; la rentabilité repose sur la gestion des coûts de main-d'œuvre, ce qui signifie donner aux employés un moyen de localiser rapidement les articles lorsqu'ils sont commandés par les clients.

Avec un UWB RTLS, tous les différents articles d'un grand entrepôt peuvent être facilement cartographiés. Les scanners équipés d'étiquettes de localisation transmettent des informations sur l'emplacement de chaque article au fur et à mesure qu'il est scanné en stock par les travailleurs. Les informations sur l'emplacement des articles en trois dimensions sont enregistrées afin qu'elles puissent être facilement récupérées pour remplir les commandes des clients.

La sécurité est un autre domaine où la précision du positionnement à ultra-large bande peut être bénéfique. Par exemple, dans une usine de fabrication où les travailleurs doivent maintenir une distance minimale par rapport à une machine, un système de localisation UWB peut signaler à la machine de s'arrêter si un travailleur s'égare dans la zone de danger.

Inconvénients des systèmes de positionnement intérieur UWB

Bien qu'aucun autre système de suivi intérieur existant ne puisse égaler la précision de localisation de l'UWB, ce niveau de précision a un coût. L'infrastructure et les balises de localisation pour les systèmes UWB sont très chères, jusqu'à 10 fois plus chères que les balises et les lecteurs pour un système Bluetooth (BLE) tel qu'AirFinder, qui peut atteindre une précision dans une plage de un à deux mètres. Dans de nombreux cas, les utilisateurs de systèmes UWB constatent qu'ils n'ont vraiment pas besoin localiser la précision de l'emplacement et « dupliquer leur système » pour fournir un emplacement dans une zone, ce qu'un système BLE peut fournir à un coût beaucoup plus bas.

De plus, les systèmes de localisation UWB nécessitent au moins trois récepteurs pour recevoir les signaux des balises. Ces lecteurs sont très coûteux et ils doivent être synchronisés avec précision à la nanoseconde près pour que le système calcule la localisation avec précision. Dans de nombreuses installations, les lecteurs sont connectés par des câbles pour les maintenir synchronisés, ce qui augmente le coût et la difficulté de l'installation.

L'installation d'un système UWB est également beaucoup plus complexe qu'avec un système BLE comme AirFinder. Les emplacements des lecteurs pour UWB doivent être ancrés avec précision pour que le système fonctionne. Cela nécessite une conception minutieuse avant l'installation. En revanche, AirFinder est beaucoup plus flexible dans le positionnement des récepteurs et peut facilement être étendu selon les besoins.

Pour les applications où une précision de localisation précise est nécessaire pour la productivité ou la sécurité, la technologie de localisation ultra large bande est la meilleure option. Mais en raison du coût et de la complexité de l'installation d'un RTLS UWB, les entreprises doivent se demander si elles ont réellement besoin pour être en mesure d'identifier l'emplacement des actifs, des matériaux et des travailleurs, ou s'ils peuvent atteindre leurs objectifs avec des informations de localisation plus générales. À moins qu'une précision précise ne soit nécessaire, un système de localisation BLE ou WiFi peut faire le travail à un coût bien inférieur.

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