How UWB Expands Into the IoT - Where We Stand Today

超宽带并不是一项新技术。UWB 最初定位为与 Wi-Fi 类似的数据传输技术，但由于各种原因（包括功率限制）未能取得成功。从那时起，该技术重新定位，转向基于 IEEE 802.15.4a 标准的基于脉冲无线电的安全测距和定位技术。IEEE 802.15.4z 标准中添加的额外安全扩展使 UWB 能够提供安全、真实、厘米级的精 确距离和位置测量。

访问控制

商业和住宅访问控制可能是 UWB 在汽车安全访问领域的初始活动最自然的延伸。UWB 跟踪用户相对于入口或出口的确切位置及其安全凭证，并立即授予访问权限——免提且无需人工交互。UWB 可提供针对中继攻击的保护，使其非常适合安全访问应用。

UWB 还可以检测用户是否在建筑物内部或外部，以及他们是否正从或走向入口或出口，从而防止未经授权的访问。多会话支持还有助于防止尾随，确保用户进入后门重新锁定，防止其他人跟随。

UWB 还可以实现更先进的数字密钥功能。住宅用户可以与朋友和家人共享凭据，允许他们根据需要临时访问自己的家。同样，房间托管平台可以利用数字钥匙为客人提供访问权限，而无需依赖物理钥匙的传输，从而减少从钥匙丢失到防盗等问题。

UWB 访问控制解决方案有着明显的发展势头。 FiRa Consortium ™的主要成员   包括访问控制领域的许多行业领导者。HID Global、恩智浦和三星在 CES 2020 上展示了免提门禁控制。UWB 在汽车无钥匙进入领域的日益普及也将成为更广泛的家庭和商业数字钥匙部署的催化剂和概念验证。

用于 RTLS 的 UWB

直到最近，UWB 因其在许多 RTLS 应用程序中的部署而闻名。各种资产都附有 UWB 标签，与部署在工厂、仓库、医疗环境或其他位置周围的锚进行通信。这确保了知道该项目的确切实时位置，从而可以在需要时找到它。UWB 能够在恶劣环境中提供厘米级定位精度、超低延迟和鲁棒性，使其能够在许多商业环境中针对更严格的资产和车辆跟踪应用取得成功，包括车辆导航和碰撞检测、高价值工具和设备跟踪和工人安全应用。

在大多数部署中，企业可以利用多个用例来提高投资回报率和其他收益。例如，在医疗保健环境中，RTLS 解决方案可以跟踪可用床位以了解并最 大限度地提高利用率，追踪有价值的设备以防止盗窃或丢失，监控员工以确保卫生合规性，跟踪患者和员工的位置以确保安全，并确保适当的人员可以访问始终拥有正确的区域和设备。最近，实时定位系统还被用于社交距离和接触者追踪，有助于最 大限度地降低感染传播的风险。NFL 和 NBA 在 2020 年全年使用 UWB 来监控其隔离区内的社交距离和接触者追踪，帮助确保赛季能够继续进行。

个人和消费设备跟踪

最近，UWB 还被定位为面向消费者应用的个人物品跟踪技术。具有 UWB 功能的智能手机能够定位钥匙、钱包和其他贴有 UWB 标签的个人物品。虽然 BLE 解决方案历来在这一领域占据主导地位，但 UWB 提供了更准确、定向和低延迟的定位。然而，与其他 UWB 应用一样，BLE 也与这些个人跟踪器中的 UWB 结合使用，以进行初始配对和切换。

2021 年 4 月，苹果推出了包含 UWB、BLE 和 NFC 技术的 AirTag 解决方案。不久之后，三星正式推出了 Galaxy SmartTag+ 追踪器。SmartTag+ 结合了 UWB 和 BLE，使 AR 查找成为其 SmartThings 查找服务的一部分。用户可以使用智能手机的摄像头直观地引导他们找到丢失的设备，从而更轻松地精 确定位他们的物品。用户可以将物品标记为丢失，其他 Galaxy 设备所有者可以作为众包网络的一部分帮助找到丢失的物品。这还有助于为移动运营商和保险公司创造新的服务，从而为最终用户带来新的商业模式和附加价值。

室内导航

随着 UWB 在移动设备中变得越来越普遍，它可以使大型建筑物的导航变得更加容易，并提供有价值的新服务。用户可以在购物中心找到特定的商店、在火车站找到正确的站台、在机场找到正确的登机口或在停车场找到正确的停车位。它还能够提供直接营销并为公司提供客流量分析。UWB 能够在建筑物内提供高精度定位，而 GNSS 则无法在建筑物内部发挥作用。虽然 Wi-Fi 和 BLE 等其他技术也可以提供室内导航功能，但 UWB 可以在非视距场景中提供更高的精度和强大的性能。这可以实现更准确的寻路和邻近营销服务。

即点即触发控制

顾名思义，即点即触发应用程序涉及将支持 UWB 的智能手机指向其他支持 UWB 的联网家庭设备，例如扬声器、电视、灯泡或恒温器。虽然语音控制最适合易于描述的简单任务，但某些家庭自动化和控制任务可能很难描述。得益于 UWB 的高精度和定向功能，智能手机可以准确检测到所指向的设备，并自动在智能手机显示屏上打开相关控制面板。

然后，它可以用于打开或关闭电视、选择智能灯泡的颜色和亮度、更改广播电台、歌曲或调节扬声器的音量、打开恒温器或从电视无缝投射视频和音频。移动设备连接到电视或扬声器。除了控制面板之外，智能手机还可以获取其他信息，例如歌词、进一步的推荐和其他新的参与方式。这可能有助于推动有价值的新家庭娱乐服务。

小米最近展示了 UWB  在风扇、台灯和智能扬声器等各种智能家居设备中的应用，凸显了 UWB 生态系统不断增长的潜力。Apple 已将 UWB 融入其 HomePod 迷你智能扬声器中，以简化与 iPhone 的音乐、通话和播客等内容的切换。

存在检测和 Follow-Me

在智能家居设备中嵌入 UWB 使此类设备能够自动响应特定的用户动作，例如开灯、播放首 选播放列表或调节温度。当用户进入或离开房间时，设置也会跟随他们。用户的存在激活这些预设设置，无需任何交互、按钮按下或开关，而是实现高度自动化和个性化的智能家居服务。可以为有多位居住者的家庭设置个人资料，使某些智能家居设备能够根据自己的独特偏好进行调整。

UWB 可以确定最终用户位于特定房间内，甚至位于更特定的位置，从而实现更多上下文交互。例如，嵌入笔记本电脑中的 UWB 可以检测用户何时坐在办公桌前，并根据需要安全地锁定或解锁设备，从而防止任何入侵。UWB 的低延迟确保无缝、即时的体验。用户不会因为等待灯亮或指向需要很长时间才能打开正确控制面板的设备而感到沮丧。