不知道你有沒(méi)有過(guò)這樣的體驗(yàn)：在大型商場(chǎng)里找店鋪總被導(dǎo)航帶偏，在工廠里找重要資產(chǎn)翻遍整個(gè)車(chē)間，或者給無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行時(shí)總有幾架偏離航線？這些痛點(diǎn)的核心，其實(shí)都是定位精度不夠。今天我們就來(lái)聊聊目前精度最高的民用定位技術(shù)之一——UWB超寬帶技術(shù)，看看它是怎么做到厘米級(jí)定位，又是如何改變我們的生活和工作的。

一、UWB到底是什么？為什么它定位這么準(zhǔn)？

可能很多朋友第一次聽(tīng)說(shuō)UWB，會(huì)覺(jué)得這個(gè)技術(shù)名詞聽(tīng)起來(lái)很高大上，其實(shí)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它就是一種采用極寬頻譜資源的短距離無(wú)線通信與高精度定位技術(shù)，通常會(huì)占用超過(guò)500MHz的頻譜寬度，或者相對(duì)帶寬達(dá)到20%以上。和我們平時(shí)常用的Wi-Fi、藍(lán)牙這些傳統(tǒng)窄帶通信系統(tǒng)比起來(lái)，UWB在定位精度、抗干擾能力和功耗控制方面優(yōu)勢(shì)特別明顯，現(xiàn)在已經(jīng)在慢慢改變很多行業(yè)的位置服務(wù)應(yīng)用模式了。

說(shuō)了這么多技術(shù)特點(diǎn)，你可能會(huì)好奇UWB到底能用在哪些地方？其實(shí)現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)、智能交通、工業(yè)自動(dòng)化、室內(nèi)定位、資產(chǎn)跟蹤、無(wú)人機(jī)導(dǎo)航、AR/VR交互等多個(gè)領(lǐng)域了。特別是在需要位置與語(yǔ)音同步的場(chǎng)景里，UWB還可以和音頻模塊深度融合，實(shí)現(xiàn)"定位+對(duì)講"的一體化功能，比如巡檢人員的定位加語(yǔ)音呼叫、機(jī)器人導(dǎo)航加語(yǔ)音反饋、智慧安保的人員跟蹤加現(xiàn)場(chǎng)喊話(huà)這些場(chǎng)景，都能用上它，能大幅提升作業(yè)效率和應(yīng)急響應(yīng)能力。

1. EWM550-7G9T10SP 國(guó)產(chǎn)超寬帶測(cè)距定位模塊

EWM550-7G9T10SP是一款核心UWB模塊產(chǎn)品，采用國(guó)產(chǎn)MK8000芯片設(shè)計(jì)，具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，從根源上保障了供應(yīng)鏈的安全穩(wěn)定，特別適合對(duì)國(guó)產(chǎn)化要求較高的工業(yè)、能源、交通等關(guān)鍵領(lǐng)域應(yīng)用。

該模塊支持通用AT命令配置參數(shù)，開(kāi)發(fā)門(mén)檻低，可廣泛應(yīng)用于測(cè)距管理、寵物定位、跟隨定位、交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)、石化與礦井定位等場(chǎng)景。此外，模塊可通過(guò)UART接口與音頻模塊聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)定位信息觸發(fā)的語(yǔ)音提示或雙向?qū)χv功能，拓展出"定位+通信"的一體化應(yīng)用。

2. EWM108-GN06B系列 北斗/GNSS定位模塊

雖然EWM108-GN06B系列主要面向衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，但在高精度室內(nèi)外一體化定位解決方案中，可與UWB技術(shù)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，構(gòu)建"GNSS + UWB + 音頻"的三合一融合定位方案，解決傳統(tǒng)單一技術(shù)無(wú)法覆蓋全場(chǎng)景的痛點(diǎn)。

該模塊支持多頻單北斗接收，兼容北斗-2/3全系列信號(hào)（B1I/B1C/B2I/B3I/B2a/B2b），配備176個(gè)通道，最大定位更新率10Hz，定位精度可達(dá)米級(jí)至亞米級(jí)。在實(shí)際應(yīng)用中，室外環(huán)境采用GNSS衛(wèi)星定位，室內(nèi)環(huán)境切換為UWB高精度定位，結(jié)合音頻模塊可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音導(dǎo)航、異常情況語(yǔ)音告警等功能，特別適合室內(nèi)外切換頻繁的物流、巡檢、資產(chǎn)管理等場(chǎng)景。

3. UWB+音頻一體化定制解決方案（基于EWM550平臺(tái)）

針對(duì)行業(yè)客戶(hù)的個(gè)性化需求，目前行業(yè)內(nèi)已有基于EWM550平臺(tái)的UWB+音頻一體化定制解決方案，將定位與通信功能深度融合，為客戶(hù)打造一站式解決方案。

該定制方案已廣泛應(yīng)用于智能巡檢頭盔（定位+語(yǔ)音通信）、倉(cāng)庫(kù)AGV調(diào)度（定位+語(yǔ)音指令交互）、安保人員跟蹤與喊話(huà)系統(tǒng)等場(chǎng)景，幫助客戶(hù)降低系統(tǒng)集成難度，提升整體運(yùn)營(yíng)效率。

三、關(guān)于UWB你可能想問(wèn)的幾個(gè)問(wèn)題

我整理了大家平時(shí)問(wèn)得比較多的關(guān)于UWB的問(wèn)題，在這里統(tǒng)一解答一下，幫你更好地理解這項(xiàng)技術(shù)：

Q1：UWB與Wi-Fi、藍(lán)牙定位的主要區(qū)別是什么？

UWB定位基于TOF飛行時(shí)間測(cè)距原理，通過(guò)計(jì)算信號(hào)在空中的傳播時(shí)間來(lái)測(cè)算距離，定位精度可達(dá)厘米級(jí)，且抗多徑干擾能力強(qiáng)，在復(fù)雜環(huán)境下表現(xiàn)穩(wěn)定。而Wi-Fi和藍(lán)牙定位大多基于RSSI信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)，通過(guò)信號(hào)衰減程度估算距離，定位精度通常為米級(jí)，且容易受到環(huán)境遮擋、信號(hào)反射等因素影響，穩(wěn)定性相對(duì)較差。

Q2：UWB的傳輸距離和速率是多少？

在測(cè)距/定位模式下，UWB的典型工作距離為10米至200米，具體取決于發(fā)射功率和工作頻段。在數(shù)據(jù)傳輸模式下，短距離內(nèi)可支持?jǐn)?shù)百M(fèi)bps的傳輸速率。需要注意的是，UWB技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于高精度定位和低功耗通信，主要應(yīng)用于定位和低速數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景，不適合大容量視頻流等高帶寬數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用。

Q3：UWB可以與音頻模塊同時(shí)工作嗎？

完全可以。UWB模塊可通過(guò)UART、I2S等接口與音頻模塊連接，實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)與音頻流的同步傳輸和聯(lián)動(dòng)控制。目前這類(lèi)融合方案已經(jīng)在很多行業(yè)落地，可在同一硬件平臺(tái)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度定位和雙向語(yǔ)音通信功能。

Q4：UWB在復(fù)雜環(huán)境（金屬、墻體）中的表現(xiàn)如何？

與窄帶系統(tǒng)相比，UWB具有更好的抗多徑和衍射能力，但信號(hào)在穿過(guò)厚金屬障礙物或高密度墻體時(shí)仍會(huì)產(chǎn)生衰減。在實(shí)際部署時(shí)需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境合理規(guī)劃基站/錨點(diǎn)的位置和數(shù)量，通過(guò)多點(diǎn)覆蓋的方式保障復(fù)雜環(huán)境下的定位精度和信號(hào)連續(xù)性。

Q5：EWM550-7G9T10SP的最大測(cè)距精度是多少？

在理想開(kāi)闊環(huán)境下，EWM550的TOF測(cè)距精度可達(dá)±10cm以?xún)?nèi)。實(shí)際應(yīng)用中的精度會(huì)受到環(huán)境多徑效應(yīng)、噪聲干擾、設(shè)備部署方式等因素影響，在工業(yè)場(chǎng)景中通常可穩(wěn)定保持在30cm以?xún)?nèi)的定位精度，完全能夠滿(mǎn)足絕大多數(shù)工業(yè)級(jí)應(yīng)用需求。

Q6：UWB使用是否受到監(jiān)管限制？

全球各國(guó)均對(duì)UWB的工作頻段和發(fā)射功率有嚴(yán)格的監(jiān)管要求，如中國(guó)的SRRC認(rèn)證、美國(guó)的FCC Part 15規(guī)范等。正規(guī)廠商的UWB產(chǎn)品一般都會(huì)通過(guò)相關(guān)地區(qū)的強(qiáng)制認(rèn)證，客戶(hù)可在符合當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)要求的前提下放心使用，無(wú)需額外進(jìn)行合規(guī)性測(cè)試。

四、UWB未來(lái)會(huì)在哪些地方改變我們的生活？

從目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，UWB的應(yīng)用場(chǎng)景還在不斷拓展。未來(lái)我們可能會(huì)在更多地方看到它的身影：比如智能汽車(chē)的數(shù)字鑰匙，不用掏手機(jī)就能解鎖開(kāi)車(chē)；比如智能家居的位置感知，人走到哪個(gè)房間燈就自動(dòng)亮到哪個(gè)房間；甚至在元宇宙場(chǎng)景里，UWB也能實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的動(dòng)作捕捉，讓虛擬交互更加真實(shí)。如果你正在做相關(guān)的項(xiàng)目，不妨考慮下UWB技術(shù)，說(shuō)不定能解決你之前頭疼的定位精度問(wèn)題。

審核編輯 黃宇