【導讀】超寬帶是一種強大的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，通常被稱(chēng)為UWB。該技術(shù)用途廣泛，可執行多種難以分類(lèi)的任務(wù)。
超寬帶是一種強大的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，通常被稱(chēng)為UWB。該技術(shù)用途廣泛，可執行多種難以分類(lèi)的任務(wù)。
例如，UWB通常用作測距技術(shù)，可精確定位物體的位置，輕松地找到可能放錯地方或丟失的東西，比如錢(qián)包。另一方面，UWB也是一種定位技術(shù)，用于測量距離和確定運動(dòng)方向，在機場(chǎng)和購物中心等大型室內空間進(jìn)行導航。此外，UWB定位技術(shù)還可以讓其他設備感應到智能手機或智能手表的存在。例如，您可以根據自己的位置自動(dòng)鎖上或解鎖前門(mén)；當您接近汽車(chē)時(shí)，它會(huì )自動(dòng)解鎖駕駛室側門(mén)并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機，而在您離開(kāi)時(shí)則會(huì )關(guān)閉車(chē)門(mén)和發(fā)動(dòng)機。
UWB也可以作為一種雷達技術(shù)，用于感知存在和運動(dòng)，從而更容易檢測到是否有人離開(kāi)房間或在生產(chǎn)設施中跟蹤物體。超寬帶雷達甚至可以用于拯救生命，在緊急情況下檢測生命跡象；或者在日常生活中，作為汽車(chē)兒童檢測系統的組成部分。如果在停放的汽車(chē)后座上檢測到兒童，該系統會(huì )提醒駕駛員。
通過(guò)結合這些功能，UWB可以使日常系統變得更智能、更安全、更自主。例如，在家中、道路上、醫療設施和工業(yè)環(huán)境中，配備UWB的系統可以通過(guò)測距和雷達的不同組合，實(shí)現新型空間感知功能。它們能夠利用存在、位置和運動(dòng)信息來(lái)節省能源，提高自動(dòng)化水平，保障人員的安全，或者讓熟悉的體驗變得更直觀(guān)、更愉快。
此外，由于UWB可以輕松與其他成熟的無(wú)線(xiàn)協(xié)議(如Wi-Fi、藍牙及近場(chǎng)通信(NFC))結合使用，開(kāi)發(fā)人員正在探索優(yōu)化功耗、簡(jiǎn)化用戶(hù)交互的方法，并通過(guò)將UWB與其他無(wú)線(xiàn)協(xié)議相結合來(lái)提高精度。
行業(yè)支持
標準化對于UWB等技術(shù)至關(guān)重要。UWB旨在實(shí)現各種用戶(hù)體驗和服務(wù)，包括設備對設備和設備對基礎設施的應用。芯片組的可用性促進(jìn)了該技術(shù)的推廣，并提高了從消費類(lèi)移動(dòng)設備和物聯(lián)網(wǎng)設備到汽車(chē)等各個(gè)垂直領(lǐng)域的采用率。這也促成了多個(gè)不同生態(tài)合作體系的建立，以支持制定針對不同領(lǐng)域的可互操作UWB解決方案的標準。以下是指導UWB發(fā)展的一些關(guān)鍵組織：
? FiRa聯(lián)盟是一個(gè)非營(yíng)利組織，于2019年在恩智浦的幫助下成立，旨在推動(dòng)UWB技術(shù)在訪(fǎng)問(wèn)控制、基于位置的服務(wù)和設備間通信等場(chǎng)景中的應用。FiRa聯(lián)盟創(chuàng )建了一個(gè)認證計劃，該計劃基于其開(kāi)發(fā)的測試規范和工具，主要針對面向消費者的設備，展示了使用UWB進(jìn)行測距和定位的設備的互操作性。
? 汽車(chē)連接聯(lián)盟(CCC) 是一個(gè)標準組織，恩智浦是其創(chuàng )始成員之一。自2011年以來(lái)，CCC一直專(zhuān)注于汽車(chē)與智能手機的連接。CCC數字鑰匙規范于2018年首次發(fā)布，旨在創(chuàng )建一個(gè)基于UWB的智能電子生態(tài)合作體系，使移動(dòng)設備能夠安全地存儲、驗證和共享智能汽車(chē)的數字鑰匙。該規范得到了認證計劃的支持，用于確認安全性并確保汽車(chē)門(mén)禁解決方案的互操作性。
? 連接標準聯(lián)盟(CSA) 由恩智浦協(xié)助成立，最初名為ZigBee聯(lián)盟，如今因其推出的Matter標準而聞名。Matter是智能家居和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的互操作性標準。2023年，CSA推出了新標準Aliro，改變了用戶(hù)使用移動(dòng)設備或可穿戴設備解鎖門(mén)和其他入口的方式。Aliro協(xié)議由包括恩智浦在內的近200家成員公司支持，涵蓋了NFC、低功耗藍牙(BLE)和UWB等技術(shù)的定義。與Matter一樣，CSA將為Aliro建立認證計劃，以確?？缭O備的安全、便捷和一致的體驗。
為了讓用戶(hù)可以使用UWB設備與任何其他UWB設備進(jìn)行交互，無(wú)論是家里的空調還是汽車(chē)門(mén)禁，需要一個(gè)生態(tài)合作體系來(lái)開(kāi)發(fā)安全且可互操作的解決方案。為了實(shí)現這種無(wú)縫互動(dòng)，包括FiRa、CCC和CSA在內的行業(yè)利益相關(guān)者經(jīng)常合作。雖然他們可能各自專(zhuān)注于UWB的不同方面，但他們攜手并肩，共同致力于促進(jìn)互操作性、擴大規模和推廣下一代UWB用例。
智能手機中的UWB
UWB技術(shù)在如此廣泛的用例中快速增長(cháng)的另一個(gè)原因是，它現在已經(jīng)成為蘋(píng)果、谷歌、三星等最新旗艦智能手機的標準功能。
這為UWB功能創(chuàng )建了現成的基礎設施，開(kāi)發(fā)人員迅速利用了這一優(yōu)勢，特別是在面向消費者的應用中。例如，資產(chǎn)跟蹤器、數字鑰匙和各種智能家居設備(如風(fēng)扇、燈和智能音箱)都可以與支持UWB的智能手機進(jìn)行交互并對其做出響應。
目前，全球已有超過(guò)10億臺設備支持UWB技術(shù)。ABI Research預計，到2025年，UWB設備的年出貨量將超過(guò)5億臺。隨著(zhù)越來(lái)越多的智能手機、智能手表和其他可穿戴設備/便攜式設備將UWB作為標準功能，消費者對這項技術(shù)的熟悉度將不斷提高，這反過(guò)來(lái)將推動(dòng)對UWB應用場(chǎng)景的需求。
UWB技術(shù)廣泛應用于汽車(chē)、移動(dòng)設備、工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)設備。了解Trimension UWB產(chǎn)品如何通過(guò)安全測距和雷達功能實(shí)現多種應用場(chǎng)景。
當前和未來(lái)的應用場(chǎng)景
在標準組織的推動(dòng)下，UWB技術(shù)不斷發(fā)展，并在主流消費電子設備上得到廣泛應用。我們預計，UWB將成為與日常生活無(wú)縫融合的系統的標準功能。以下是一些正在進(jìn)行的示例：
? 汽車(chē)：如前所述，UWB已經(jīng)成為CCC數字鑰匙規范的一部分，該規范允許駕駛員使用智能手機自動(dòng)化管理汽車(chē)門(mén)禁。用戶(hù)無(wú)需出示智能手機或智能手表即可打開(kāi)和啟動(dòng)汽車(chē)。為了保護無(wú)感數字鑰匙，支持UWB的移動(dòng)設備和汽車(chē)會(huì )相互進(jìn)行身份驗證，汽車(chē)會(huì )驗證移動(dòng)設備的CCC數字密鑰是否授權所請求的操作。此外，具有高精度飛行時(shí)間測量的安全測距可以防止中繼攻擊，這種攻擊通過(guò)信號放大來(lái)欺騙車(chē)輛，使其誤以為移動(dòng)設備就在附近，即使實(shí)際并非如此。
UWB技術(shù)在汽車(chē)中的一個(gè)重要增長(cháng)趨勢是后排乘客提醒(ROA)系統，也稱(chēng)為兒童遺留檢測(CPD)系統。這些車(chē)載系統能夠防止兒童被遺留在過(guò)熱的汽車(chē)中——這是UWB在汽車(chē)中的另一個(gè)主要趨勢。UWB雷達穩定可靠且非常精確，甚至可以檢測到非常微小的身體運動(dòng)，包括嬰兒呼吸時(shí)胸部的起伏。因此，UWB雷達成為ROA/CPD系統的理想選擇。此外，汽車(chē)制造商選擇UWB技術(shù)用于ROA/CPD系統的另一個(gè)原因是，汽車(chē)現有的UWB測距解決方案可以擴展其功能，以包括ROA/CPD系統所需的UWB雷達。這使得UWB測距和雷達功能能夠結合起來(lái)，實(shí)現多種用途。UWB雷達在汽車(chē)中還有其他應用。例如，它可以用于安全帶提醒系統，將安全帶的狀態(tài)與座椅占用情況相結合。如果系統檢測到座椅上有人未系安全帶，汽車(chē)會(huì )發(fā)出持續的警報，直到安全帶系好為止。
? 智能家居和智能樓宇：支持UWB的智能手機和遙控器可以實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)控制和“查找我的”功能。支持UWB的音箱能夠根據房間的占用情況和聽(tīng)眾的位置(及其移動(dòng))來(lái)優(yōu)化聲音渲染。起居室可以根據人員位置自動(dòng)調整設置，優(yōu)化暖通空調(HVAC)系統、照明網(wǎng)絡(luò )和娛樂(lè )系統的運行和能效。此外，UWB技術(shù)還可以用于安全身份驗證、點(diǎn)對點(diǎn)控制、安全門(mén)禁、障礙物感應、存在檢測和地圖繪制等功能。這些功能提高了自動(dòng)化水平，使家用電器更安全、更高效、使用更直觀(guān)。
? 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：UWB技術(shù)在生產(chǎn)設施和其他工業(yè)環(huán)境中的應用包括跟蹤在制品(WIP)貨物、工具和重型設備，以提高生產(chǎn)效率。最近，UWB還被用于管理員工的訪(fǎng)問(wèn)控制、在緊急情況下定位工作人員，以及支持地理圍欄功能，以確保只有授權人員才能進(jìn)入受限區域。地理圍欄也可以與自動(dòng)駕駛汽車(chē)結合使用，以避免進(jìn)入危險環(huán)境。此外，配備UWB設備的機器人可以連續感測人或移動(dòng)物體的存在，并在檢測到目標進(jìn)入指定區域時(shí)自動(dòng)停止操作。將UWB技術(shù)與攝像頭結合應用于計算機視覺(jué)，可以增強自主性、提高能效，并提升安全性。
恩智浦助力您探索UWB的應用場(chǎng)景
由于超寬帶是一種通用技術(shù)，涉及廣泛的場(chǎng)景、應用和市場(chǎng)，因此很難確定從哪里入手。在這方面，我們能夠助您一臂之力。
恩智浦率先將超寬帶應用于測距和雷達領(lǐng)域，提供了廣泛的UWB解決方案組合。我們的Trimenion?產(chǎn)品適用于移動(dòng)設備、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)和汽車(chē)領(lǐng)域，支持測距和雷達應用，旨在實(shí)現互操作性。我們與FiRa、CCC和CSA等一流的應用和行業(yè)組織深入合作，在定義、開(kāi)發(fā)和部署UWB設備方面占據優(yōu)勢。此外，憑借我們在各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的深厚專(zhuān)業(yè)知識和完整的系統解決方案，客戶(hù)可以受益于我們的集成方法，并節省研發(fā)資源。
了解更多關(guān)于Trimension UWB技術(shù)、其改變日常體驗的能力，以及恩智浦在客戶(hù)支持方面的承諾。
作者：
Marc Manninger
Marc Manninger是恩智浦產(chǎn)品及市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理，在半導體行業(yè)擁有9年的豐富經(jīng)驗。他畢業(yè)于格拉茨技術(shù)大學(xué)和圣保羅大學(xué)，獲得軟件工程及工商管理碩士學(xué)位。在他的職業(yè)生涯中，他致力于智能汽車(chē)門(mén)禁系統的各種軟件項目和產(chǎn)品。他作為產(chǎn)品和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理，負責恩智浦的汽車(chē)UWB、NFC和安全芯片。
Bernhard Grosswindhager
Bernhard Grosswindhager是汽車(chē)UWB產(chǎn)品和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理，負責產(chǎn)品和營(yíng)銷(xiāo)策略的制定。他擁有格拉茨技術(shù)大學(xué)電氣工程博士學(xué)位，研究方向是UWB定位和通信。除了學(xué)術(shù)生涯外，他還曾在醫學(xué)工程和汽車(chē)行業(yè)擔任過(guò)不同的職務(wù)。
Sunil Jogi
Sunil Jogi目前擔任恩智浦UWB市場(chǎng)總監。他負責開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用領(lǐng)域的超寬帶(UWB)傳感器產(chǎn)品，以及建設基于UWB技術(shù)的生態(tài)合作體系。他還積極參與UWB技術(shù)的標準化和認證工作。他在UWB以外的技術(shù)領(lǐng)域也有超過(guò)20年的產(chǎn)品和生態(tài)合作體系拓展經(jīng)驗，包括NFC、支付和運輸。此外，Sunil還與其他專(zhuān)家共同撰寫(xiě)了一本關(guān)于超寬帶技術(shù)的書(shū)，并在連接和傳感器技術(shù)方面擁有多項創(chuàng )新的專(zhuān)利。
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