【導讀】超寬帶是一種強大的無線通信技術，通常被稱為UWB。該技術用途廣泛，可執(zhí)行多種難以分類的任務。
超寬帶是一種強大的無線通信技術，通常被稱為UWB。該技術用途廣泛，可執(zhí)行多種難以分類的任務。
例如，UWB通常用作測距技術，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，比如錢包。另一方面，UWB也是一種定位技術，用于測量距離和確定運動方向，在機場和購物中心等大型室內空間進行導航。此外，UWB定位技術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鎖上或解鎖前門；當您接近汽車時，它會自動解鎖駕駛室側門并啟動發(fā)動機，而在您離開時則會關閉車門和發(fā)動機。
UWB也可以作為一種雷達技術，用于感知存在和運動，從而更容易檢測到是否有人離開房間或在生產設施中跟蹤物體。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，作為汽車兒童檢測系統(tǒng)的組成部分。如果在停放的汽車后座上檢測到兒童，該系統(tǒng)會提醒駕駛員。
通過結合這些功能，UWB可以使日常系統(tǒng)變得更智能、更安全、更自主。例如，在家中、道路上、醫(yī)療設施和工業(yè)環(huán)境中，配備UWB的系統(tǒng)可以通過測距和雷達的不同組合，實現(xiàn)新型空間感知功能。它們能夠利用存在、位置和運動信息來節(jié)省能源，提高自動化水平，保障人員的安全，或者讓熟悉的體驗變得更直觀、更愉快。
此外，由于UWB可以輕松與其他成熟的無線協(xié)議(如Wi-Fi、藍牙及近場通信(NFC))結合使用，開發(fā)人員正在探索優(yōu)化功耗、簡化用戶交互的方法，并通過將UWB與其他無線協(xié)議相結合來提高精度。
行業(yè)支持
標準化對于UWB等技術至關重要。UWB旨在實現(xiàn)各種用戶體驗和服務，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了該技術的推廣，并提高了從消費類移動設備和物聯(lián)網設備到汽車等各個垂直領域的采用率。這也促成了多個不同生態(tài)合作體系的建立，以支持制定針對不同領域的可互操作UWB解決方案的標準。以下是指導UWB發(fā)展的一些關鍵組織：
? FiRa聯(lián)盟是一個非營利組織，于2019年在恩智浦的幫助下成立，旨在推動UWB技術在訪問控制、基于位置的服務和設備間通信等場景中的應用。FiRa聯(lián)盟創(chuàng)建了一個認證計劃，該計劃基于其開發(fā)的測試規(guī)范和工具，主要針對面向消費者的設備，展示了使用UWB進行測距和定位的設備的互操作性。
? 汽車連接聯(lián)盟(CCC) 是一個標準組織，恩智浦是其創(chuàng)始成員之一。自2011年以來，CCC一直專注于汽車與智能手機的連接。CCC數(shù)字鑰匙規(guī)范于2018年首次發(fā)布，旨在創(chuàng)建一個基于UWB的智能電子生態(tài)合作體系，使移動設備能夠安全地存儲、驗證和共享智能汽車的數(shù)字鑰匙。該規(guī)范得到了認證計劃的支持，用于確認安全性并確保汽車門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)網技術的互操作性標準。2023年，CSA推出了新標準Aliro，改變了用戶使用移動設備或可穿戴設備解鎖門和其他入口的方式。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等技術的定義。與Matter一樣，CSA將為Aliro建立認證計劃，以確保跨設備的安全、便捷和一致的體驗。
為了讓用戶可以使用UWB設備與任何其他UWB設備進行交互，無論是家里的空調還是汽車門禁，需要一個生態(tài)合作體系來開發(fā)安全且可互操作的解決方案。為了實現(xiàn)這種無縫互動，包括FiRa、CCC和CSA在內的行業(yè)利益相關者經常合作。雖然他們可能各自專注于UWB的不同方面，但他們攜手并肩，共同致力于促進互操作性、擴大規(guī)模和推廣下一代UWB用例。
智能手機中的UWB
UWB技術在如此廣泛的用例中快速增長的另一個原因是，它現(xiàn)在已經成為蘋果、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(xiàn)成的基礎設施，開發(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，資產跟蹤器、數(shù)字鑰匙和各種智能家居設備(如風扇、燈和智能音箱)都可以與支持UWB的智能手機進行交互并對其做出響應。
目前，全球已有超過10億臺設備支持UWB技術。ABI Research預計，到2025年，UWB設備的年出貨量將超過5億臺。隨著越來越多的智能手機、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，消費者對這項技術的熟悉度將不斷提高，這反過來將推動對UWB應用場景的需求。
UWB技術廣泛應用于汽車、移動設備、工業(yè)和物聯(lián)網設備。了解Trimension UWB產品如何通過安全測距和雷達功能實現(xiàn)多種應用場景。
當前和未來的應用場景
在標準組織的推動下，UWB技術不斷發(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縫融合的系統(tǒng)的標準功能。以下是一些正在進行的示例：
? 汽車：如前所述，UWB已經成為CCC數(shù)字鑰匙規(guī)范的一部分，該規(guī)范允許駕駛員使用智能手機自動化管理汽車門禁。用戶無需出示智能手機或智能手表即可打開和啟動汽車。為了保護無感數(shù)字鑰匙，支持UWB的移動設備和汽車會相互進行身份驗證，汽車會驗證移動設備的CCC數(shù)字密鑰是否授權所請求的操作。此外，具有高精度飛行時間測量的安全測距可以防止中繼攻擊，這種攻擊通過信號放大來欺騙車輛，使其誤以為移動設備就在附近，即使實際并非如此。
UWB技術在汽車中的一個重要增長趨勢是后排乘客提醒(ROA)系統(tǒng)，也稱為兒童遺留檢測(CPD)系統(tǒng)。這些車載系統(tǒng)能夠防止兒童被遺留在過熱的汽車中——這是UWB在汽車中的另一個主要趨勢。UWB雷達穩(wěn)定可靠且非常精確，甚至可以檢測到非常微小的身體運動，包括嬰兒呼吸時胸部的起伏。因此，UWB雷達成為ROA/CPD系統(tǒng)的理想選擇。此外，汽車制造商選擇UWB技術用于ROA/CPD系統(tǒng)的另一個原因是，汽車現(xiàn)有的UWB測距解決方案可以擴展其功能，以包括ROA/CPD系統(tǒng)所需的UWB雷達。這使得UWB測距和雷達功能能夠結合起來，實現(xiàn)多種用途。UWB雷達在汽車中還有其他應用。例如，它可以用于安全帶提醒系統(tǒng)，將安全帶的狀態(tài)與座椅占用情況相結合。如果系統(tǒng)檢測到座椅上有人未系安全帶，汽車會發(fā)出持續(xù)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現(xiàn)點對點控制和“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眾的位置(及其移動)來優(yōu)化聲音渲染。起居室可以根據人員位置自動調整設置，優(yōu)化暖通空調(HVAC)系統(tǒng)、照明網絡和娛樂系統(tǒng)的運行和能效。此外，UWB技術還可以用于安全身份驗證、點對點控制、安全門禁、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化水平，使家用電器更安全、更高效、使用更直觀。
? 工業(yè)物聯(lián)網：UWB技術在生產設施和其他工業(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，以提高生產效率。最近，UWB還被用于管理員工的訪問控制、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入受限區(qū)域。地理圍欄也可以與自動駕駛汽車結合使用，以避免進入危險環(huán)境。此外，配備UWB設備的機器人可以連續(xù)感測人或移動物體的存在，并在檢測到目標進入指定區(qū)域時自動停止操作。將UWB技術與攝像頭結合應用于計算機視覺，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的應用場景
由于超寬帶是一種通用技術，涉及廣泛的場景、應用和市場，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域，提供了廣泛的UWB解決方案組合。我們的Trimenion?產品適用于移動設備、工業(yè)、物聯(lián)網和汽車領域，支持測距和雷達應用，旨在實現(xiàn)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、開發(fā)和部署UWB設備方面占據優(yōu)勢。此外，憑借我們在各個相關領域的深厚專業(yè)知識和完整的系統(tǒng)解決方案，客戶可以受益于我們的集成方法，并節(jié)省研發(fā)資源。
了解更多關于Trimension UWB技術、其改變日常體驗的能力，以及恩智浦在客戶支持方面的承諾。
作者：
Marc Manninger
Marc Manninger是恩智浦產品及市場營銷經理，在半導體行業(yè)擁有9年的豐富經驗。他畢業(yè)于格拉茨技術大學和圣保羅大學，獲得軟件工程及工商管理碩士學位。在他的職業(yè)生涯中，他致力于智能汽車門禁系統(tǒng)的各種軟件項目和產品。他作為產品和市場營銷經理，負責恩智浦的汽車UWB、NFC和安全芯片。
Bernhard Grosswindhager
Bernhard Grosswindhager是汽車UWB產品和市場營銷經理，負責產品和營銷策略的制定。他擁有格拉茨技術大學電氣工程博士學位，研究方向是UWB定位和通信。除了學術生涯外，他還曾在醫(yī)學工程和汽車行業(yè)擔任過不同的職務。
Sunil Jogi
Sunil Jogi目前擔任恩智浦UWB市場總監(jiān)。他負責開發(fā)物聯(lián)網應用領域的超寬帶(UWB)傳感器產品，以及建設基于UWB技術的生態(tài)合作體系。他還積極參與UWB技術的標準化和認證工作。他在UWB以外的技術領域也有超過20年的產品和生態(tài)合作體系拓展經驗，包括NFC、支付和運輸。此外，Sunil還與其他專家共同撰寫了一本關于超寬帶技術的書，并在連接和傳感器技術方面擁有多項創(chuàng)新的專利。
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