เหตุใดอัลตร้าไวด์แบนด์จึงอาจเป็นดาวเด่นแห่งอนาคตของระบบระบุตำแหน่งภายในอาคาร?

เทคโนโลยีอัลตร้าไวด์แบนด์ (UWB) ซึ่งเสนอขึ้นในทศวรรษ 1960 กลับมาได้รับความนิยมอีกครั้งในปัจจุบัน เดิมที UWB ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้กับเทคโนโลยีการสื่อสาร แต่ปัจจุบันได้มีการนำมาใช้กับเทคโนโลยีระบุตำแหน่งความแม่นยำสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการระบุตำแหน่งภายในอาคาร หรือเทคโนโลยีระบุตำแหน่งในพื้นที่ที่ไม่ต้องสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมภายนอก UWB ผสานรวมฟังก์ชันการระบุตำแหน่งและการสื่อสารเข้าด้วยกัน ทำให้ดูทันสมัย ​​น่าสนใจ และดึงดูดใจเป็นพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเดือนกันยายน 2019 แอปเปิลได้ประกาศว่า iPhone 11 มาพร้อมกับชิป U1 UWB จึงได้เข้าสู่ตลาดผู้บริโภคอย่างเงียบๆ ทำไมถึงเงียบ? เพราะแอปเปิลไม่ได้แนะนำชิปปริศนานี้ในงานแถลงข่าวใดๆ เลย อย่างไรก็ตาม นี่อาจเป็นเหตุการณ์สำคัญสำหรับเทคโนโลยีระบุตำแหน่งภายในอาคาร คาดว่า UWB จะแสดงศักยภาพอย่างเต็มที่ในอีกห้าถึงสิบปีข้างหน้า

การระบุตำแหน่งด้วยอัลตร้าไวด์แบนด์คืออะไร? นี่คือคำแนะนำโดยย่อ UWB (Ultra Wide Band) คือเทคโนโลยีอัลตร้าไวด์แบนด์ เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารแบบไร้คลื่นพาหะที่ใช้พัลส์แคบๆ ที่ไม่ใช่คลื่นไซน์ในระดับนาโนวินาทีในการส่งข้อมูล ดังนั้นจึงครอบคลุมช่วงสเปกตรัมที่กว้าง การระบุตำแหน่งด้วย UWB ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารแบบพัลส์บรอดแบนด์ ซึ่งมีความสามารถในการต้านทานการรบกวนสูงและลดข้อผิดพลาดในการระบุตำแหน่ง การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีการระบุตำแหน่งภายในอาคารด้วย UWB ได้เติมเต็มช่องว่างในด้านการระบุตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง มีข้อดีคือไม่ไวต่อการลดทอนของช่องสัญญาณ ความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังของสัญญาณที่ส่งต่ำ ความสามารถในการดักฟังต่ำ ความซับซ้อนของระบบต่ำ และสามารถให้ความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง 0.1 เมตร

แตกต่างจากการสื่อสารไร้สายแบบดั้งเดิม UWB ไม่ใช้คลื่นพาหะ แต่ส่งข้อมูลโดยการส่งและรับสัญญาณพัลส์พลังงานต่ำ วิธีการวัดระยะทางทำได้โดยการวัดเวลาในการส่งสัญญาณ ซึ่งก็คือการกำหนดระยะทางโดยการคำนวณความแตกต่างของเวลาในการส่งสัญญาณระหว่างอุปกรณ์สองเครื่อง ดังนั้น ในพื้นที่ขนาดเล็ก UWB จึงสามารถให้ผลลัพธ์การระบุตำแหน่งที่แม่นยำกว่า Wi-Fi และ Bluetooth แอปเปิลยังเรียกมันว่า "ระบบ GPS สำหรับใช้ในห้องนั่งเล่น" ในหน้าแนะนำผลิตภัณฑ์ภาษาอังกฤษอีกด้วย

ระบบระบุตำแหน่งภายในอาคาร UWB โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบสามส่วน: ส่วนแรกคือ แท็กระบุตำแหน่ง UWB แท็กระบุตำแหน่งเป็นแท็กแบบแอคทีฟที่สามารถทำเป็นรูปทรงต่างๆ และติดตั้งบนวัตถุ ยานพาหนะ หรือสวมใส่บนคนได้ มีความหลากหลายในการใช้งานในสภาพแวดล้อมต่างๆ ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งสามารถทำได้ถึง 5-10 ซม. สัญญาณพัลส์ UWB ที่ปล่อยออกมาจากแท็กจะถูกรับและส่งผ่านสถานีฐานระบุตำแหน่ง (เซ็นเซอร์ระบุตำแหน่ง) แท็กแต่ละตัวมีหมายเลข ID เฉพาะ และสามารถเชื่อมโยงวัตถุที่ระบุตำแหน่งได้ผ่านหมายเลข ID นี้ เพื่อให้สถานีฐานระบุตำแหน่ง (เซ็นเซอร์ระบุตำแหน่ง) สามารถค้นหาตำแหน่งจริงผ่านแท็กได้ ระยะเวลาการส่งสัญญาณของแท็กสั้นมาก ทำให้สามารถระบุตำแหน่งแท็กได้พร้อมกันหลายร้อยหรือหลายพันแท็ก ส่วนที่สองคือ สถานีฐานระบุตำแหน่ง UWB สถานีฐานระบุตำแหน่ง (เซ็นเซอร์ระบุตำแหน่ง) สามารถกำหนดตำแหน่งของแท็กได้โดยใช้เทคโนโลยีการวัดความแตกต่างของเวลาในการมาถึง (TDOA) และส่งข้อมูลไปยังตัวควบคุมเครือข่ายและซอฟต์แวร์กลไกการระบุตำแหน่ง ความแม่นยำในการวัดตำแหน่งถึงระดับเซนติเมตร ส่วนที่สามคือ ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชัน ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในฟังก์ชันของระบบ ฟังก์ชันพื้นฐานของระบบระบุตำแหน่งภายในอาคาร UWB ได้แก่: การกระจายตัวของบุคลากร แสดงการกระจายตัวของบุคคลที่สวมใส่แท็กระบุตำแหน่ง; เส้นทางการเคลื่อนที่ของบุคลากร แสดงเส้นทางการเคลื่อนที่ของบุคลากรหนึ่งคนหรือมากกว่าแบบเรียลไทม์ผ่านแผนที่อิเล็กทรอนิกส์; การติดตามบุคลากรที่กำหนด แผนที่จะเปลี่ยนโดยอัตโนมัติตามการเคลื่อนที่ของแท็ก และสามารถดูสถานะปัจจุบันของแท็กได้โดยการเลื่อนเมาส์ไปเหนือแท็ก; รั้วอิเล็กทรอนิกส์ แสดงสถานะตำแหน่งการแจ้งเตือนของบุคคลผ่านสีและรูปร่างต่างๆ บนแผนที่อิเล็กทรอนิกส์แบบแบน

กระบวนการระบุตำแหน่งภายในอาคารด้วย UWB: ขั้นแรก แท็กระบุตำแหน่งแต่ละตัวจะส่งเฟรมข้อมูลซ้ำๆ อย่างต่อเนื่องโดยไม่ขาดตอนด้วยพัลส์ UWB ขั้นที่สอง ชุดพัลส์ UWB ที่ส่งโดยแท็กระบุตำแหน่งจะถูกรับโดยสถานีฐานระบุตำแหน่ง ขั้นที่สาม สถานีฐานระบุตำแหน่งแต่ละแห่งใช้ตัวตรวจจับพัลส์สั้นที่มีความไวสูงเพื่อวัดเวลาที่เฟรมข้อมูลของแท็กระบุตำแหน่งแต่ละตัวมาถึงเสาอากาศรับ ขั้นที่สี่ กลไกการระบุตำแหน่งจะอ้างอิงข้อมูลการสอบเทียบที่ส่งโดยแท็ก กำหนดความแตกต่างของเวลาที่แท็กมาถึงสถานีฐานระบุตำแหน่งต่างๆ และใช้เทคโนโลยีการระบุตำแหน่งสามจุดและอัลกอริธึมการปรับให้เหมาะสมเพื่อคำนวณตำแหน่งของแท็ก ขั้นที่ห้า การใช้การระบุตำแหน่งด้วยสถานีฐานเดียวโดยทั่วไปจะใช้อัลกอริธึม AOA (Angle of Arrival) เมื่อใช้การระบุตำแหน่งด้วยสถานีฐานหลายแห่ง มักจะใช้อัลกอริธึม TDOA (Time Difference of Arrival)

พื้นที่ใช้งานหลักของระบบระบุตำแหน่งภายในอาคาร UWB ได้แก่: ประการแรก อุโมงค์/ทางเดินท่อ/ทางรถไฟใต้ดิน ดำเนินการติดตามตำแหน่งคนงานก่อสร้างแบบเรียลไทม์โดยอัตโนมัติ และติดตามตำแหน่งและเส้นทางการเคลื่อนที่ของพนักงานแต่ละคนในอุโมงค์ รวมถึงการกระจายตำแหน่งของบุคลากรทั้งหมดในอุโมงค์ เมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน สามารถค้นหาข้อมูลตำแหน่งที่เชื่อถือได้ของบุคคลที่ติดอยู่ได้อย่างรวดเร็ว เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการช่วยเหลือและเพิ่มความปลอดภัย ประการที่สองคือ คลังสินค้าขนส่ง ติดตามทรัพย์สินและสินค้าคงคลังแบบเรียลไทม์ ปรับปรุงกระบวนการ เพิ่มประสิทธิภาพการค้นหา และลดการสิ้นเปลืองทรัพยากร ประการที่สามคือ อุตสาหกรรมปิโตรเคมี ระบุตำแหน่งแบบเรียลไทม์ของคน ยานพาหนะ และวัตถุได้อย่างแม่นยำโดยไม่มีความล่าช้า สะท้อนสภาพหน้างานและสถานะของบุคลากรในอุตสาหกรรมเคมีได้อย่างทันท่วงที และปรับปรุงความปลอดภัยและประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ประการที่สี่ โรงพยาบาล/สถานพยาบาล การจัดการและควบคุมอัจฉริยะตลอด 24 ชั่วโมง การรักษาความปลอดภัยในทุกสภาพอากาศ การวิเคราะห์พฤติกรรมของผู้ดูแล ผู้เยี่ยมชม ผู้ป่วย/ผู้สูงอายุแบบเรียลไทม์ การปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดการโรงพยาบาล/สถานพยาบาลให้ดียิ่งขึ้น และประการที่ห้าคือเรือนจำ/ความปลอดภัยสาธารณะ/กระบวนการยุติธรรม ระบบระบุตำแหน่งภายในอาคาร UWB สามารถดำเนินการจัดการการเข้าออกของบุคลากร การสอบถามตำแหน่งแบบเรียลไทม์ การกำกับดูแลพื้นที่จำกัด การควบคุมระยะห่าง การจัดตารางเวลาบุคลากร และสามารถตรวจสอบและรวบรวมสถิติเกี่ยวกับตำแหน่ง เส้นทางการเดินทาง ระยะทาง และความเร็วของบุคลากรได้ ที่จริงแล้ว แอปพลิเคชันและบริการระบุตำแหน่งที่แม่นยำของ UWB นั้นก้าวไปไกลกว่าด้านต่างๆ ข้างต้นมาก เนื่องจากความสามารถในการระบุตำแหน่งและติดตามบุคคล สัตว์ ทรัพย์สิน วัตถุ และกระบวนการเหตุการณ์ต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ จึงมีโอกาสในการพัฒนาอย่างมากในอุตสาหกรรมอินเทอร์เน็ต สินค้าอุปโภคบริโภค และอุตสาหกรรมข้อมูล IoT UWB สามารถกลายเป็นเซ็นเซอร์เชิงพื้นที่และเวลา และเป็นพันธมิตรที่ขาดไม่ได้สำหรับอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ และข้อมูลขนาดใหญ่ได้ บริษัทนี้มีศักยภาพที่จะเป็นดาวรุ่งพุ่งแรงในหลายสาขา ได้แก่ การระบุตำแหน่งภายในอาคารที่มีความแม่นยำสูง การระบุตำแหน่งแบบบูรณาการทั้งภายในและภายนอกอาคาร และนวัตกรรมการบูรณาการด้านการนำทางและการสื่อสาร