Inpixon RTLS 锚点利用 UWB 和线性调频 (CSS) RF 技术提供 ±40 cm 的高精 确度和远距离(长达 500 m)定位,可将其组合在同一个 RTLS 解决方案中。我们的 RTLS 锚点专为工业级性能而设计,可在多种类型的设施中提供准确可靠的定位,包括工厂和地下矿井(例如贵金属、煤炭、盐)等恶劣环境,并且可以进行跟踪、测距和双向通信同时实现支持各种位置感知用例的多功能性。其部署就绪设计使您可以轻松安装、配置和管理您的 RTLS 基础设施。凭借我们先进的 UWB 和线性调频射频技术、准确的到达时间差 (TDoA)方法和获得专利的虚拟锚点同步,Inpixon RTLS 锚点与我们开放且经过行业验证的 RTLS 组件配合使用,为支持多种应用的 RTLS 解决方案提供无与伦比的可扩展性。数千个同时跟踪的标签,使您可以轻松扩展锚点部署,而无需额外开销。
What is Chirp Spread Spectrum (CSS) Technology?
线性调频扩频( CSS ) 是一种使用宽带线性调频线性调频脉冲对信息进行编码的扩频技术。线性调频脉冲是一种正弦信号,其频率随时间增加或减少
Chirp 或 Chirp 扩频 (CSS) 是一种用于无线通信的远程射频技术,可用于检测和跟踪大型设施内和室外的人员、资产和设备的位置。
与其他扩频方法一样,线性调频扩频使用其整个分配的带宽来广播信号,从而使其对信道噪声具有鲁棒性。此外,由于线性调频脉冲利用了宽带频谱,因此即使在非常低的功率下工作时,线性调频扩频也能抵抗多径衰落。线性调频扩频可以抵抗移动无线电应用中常见的多普勒效应。
确定资产的位置包括锚点和标签之间的双向数据通信,以配置和维护消息传递、确认、疏散或遇险呼叫等通信。Chirp 使用两种主要技术:
位置跟踪:此方法包括使用到达时间差 (TDoA) 确定资产的位置。使用 TDoA,资产的位置是通过标记从标签到线性调频锚点的信号的准确到达时间 (ToA) 的时间戳来确定的。然后,定位引擎根据不同的到达时间和多边定位来计算位置。
测距:双向测距 (TWR) 包括使用标签之间的双向通信通过飞行时间 (ToF) 来确定资产的位置,不涉及锚点或基础设施。信号(也称为线性调频脉冲)在标签之间传播所需的时间乘以光速即可连续确定其位置。
用于 RTLS 的 RF 技术有多种形式,例如UWB、Wi-Fi和BLE,但 chirp 有其独特的优势。
Chirp 和 UWB 均采用低功耗、高可靠性和出色的资产跟踪性能,但具有独特的功能,使其适用于不同的用例。UWB 可提供精 确度为 10-50 厘米的资产跟踪,而 chirp 则擅长提供长达 1000 米的远程定位。在频率方面,Chirp 使用 2.4 GHz 的 ISM 频段,而 UWB 则工作在 3.1-10.6 GHz 的更高带宽上。
蓝牙 (BLE) 用于当今的许多无线设备,并且通过 RTLS,它使用低功耗且成本低,就像 chirp 一样。然而,线性调频脉冲在定位精度和信号干扰防护方面具有卓越的性能。
能够在室内和室外工作:与其他射频技术不同,chirp 可以在室内和室外工作 - 事实证明在大型设施中非常有用,可以跟踪通往仓库的车辆路线并获取牲畜的位置。
它可以远距离运行: Chirp 的工作范围比大多数 RF 技术更长,从 10-500 米到高达 1000 米。这允许在室外校园、大型仓库、养牛场等场所进行实时定位。
防止射频干扰: 通过线性调频信号避免射频干扰和信号传播挑战;由于其工作频率较低,因此以其高可靠性而闻名。它还独特地利用了载波侦听多路访问 (CSMA),支持通过数万个标签发送数据的大规模部署。
由于成本较低,有助于公司保持在预算之内:Chirp 的长距离使标签和锚点之间的通信更加容易,从而减少部署所需的锚点。例如,在 UWB 需要 6-10 个锚点的 2D 空间中,chirp 需要大约 4-6 个锚点。由于线性调频技术比其他射频技术需要更少的基础设施,因此它是一种经济高效的选择,通常会带来更高的回报。
满足户外监管合规性:由于 UWB 等一些 RTLS 技术通常不允许在户外使用,因此 Chirp 2.4GHz ISM 频段是执行全球安装的绝佳选择,无需频谱许可证等监管限制
Chirp Spread Spectrum (CSS),也称为 chirp,是一种RTLS 技术,已经在行业中应用了 20 年,以其在位置跟踪和测距方面的独特功能而闻名。
CSS 因其线性调频信号(称为线性调频脉冲)而得名。它是一种独特的远程射频信号,用于在室内和室外环境中长距离传输数据、进行通信和位置跟踪。
实时定位系统是一种室内定位系统,可以在室内跟踪资产、人员、车辆和机器,使组织能够全面了解其运营情况。
Chirp 通过使用到达时间差 ( TDoA )、双向测距 ( TWR ) 或两者的组合来工作,使其成为强大的测距、通信和跟踪三合一解决方案。它以其可在室内和室外使用的能力、抗射频干扰的能力、长距离测量能力和成本效益而闻名。
以下是线性调频脉冲可用于优化工业运营的四个关键用例:
使用支持线性调频脉冲的 RTLS 适用于地下采矿等场景,在这些场景中,缺乏可见性会导致一系列问题,从孤立的工作流程到影响人员或设备的事故。地下采矿的恶劣环境使其成为最危险的工作之一,钻孔和隧道深入地表以下,需要大型重型机械来完成工作。
Chirp 的 ISM 频段 2.4 GHz 具有抗射频干扰能力和可靠性,这使其对于矿工跟踪、创建安全区和防撞系统非常有用。当工人、设备和车辆都被贴上标签后,工人的搜救和员工的集合就变得更加高效,并且可以更快地跟踪设备以进行维护或使用。这还意味着,如果有人靠近危险区域,团队就会收到警报,以便他们迅速采取行动。
线性调频脉冲的长距离能力(在最 佳条件和部署下可达 1000 米)有助于在深矿井中维持可靠的连接,并且线性调频脉冲也是一种可以降低成本的出色射频技术,因为长的一维隧道所需的锚点更少。
在安全场景中,双向通信比位置跟踪更有效,因为支持线性调频的标签可以相互发送信号,而无需将位置数据发送到位置引擎和RTLS 进行分析。相反,遵循 CSMA(载波侦听多路访问)协议,在没有其他通信发生时在标签之间发送数据,以避免数据包冲突并实现最 佳测距条件。
因此,如果车内的员工收到接近消息,表明他们在另一个人的范围内,他们可以在事故发生之前快速决定停车。对于希望从两种方法的优势中受益的组织来说, 双向测距和位置跟踪的组合可能是一个很好的解决方案。
在制造工厂、配送中心、仓库甚至机场,许多重要活动都在户外进行。车辆和拖车的移动发生在室外,这就是为什么当资产从室内转移到室外时,Chirp 可以跟踪资产的大致位置,反之亦然。这些设施通常也非常大,由于其远距离能力,使得 chirp 成为一个很好的匹配。
堆场管理解决方案对于协调停放的卡车、汽车、手推车、托盘、室外存放的大型设备等的移动至关重要。因此,这些大型且昂贵的资产可以在需要时轻松找到并高效存储。实时定位系统还可以通过寻找更优化的货物运输路线来创建更高效的工作流程。这可以缩短等待时间并提高效率,从而提高投资回报率。
Chirp 使组织能够降低总拥有成本,因为与其他射频技术相比,部署中需要的锚点更少。由于减少了维护工作以及初始设置期间所需的操作程序,从而降低了成本。
在火车周围工作,无论是维护轨道、设施还是火车本身,都可能很危险,因为涉及大型车辆和设备。因此,该行业的许多领导者正在转向实时定位系统(RTLS)并标记资产和人员以保护他们的工人,例如在他们维护轨道并需要注意接近的火车的情况下。
Chirp 非常适合这种场景的原因是它的长距离测距能力、户外工作能力以及使用测距的防撞解决方案。实时定位系统还可以通过跟踪需要连接到特定列车的货车来最 大限度地提高工作流程效率,因为尽管它们的尺寸很大,但它们经常会被放错地方。此外,在高速移动时,线性调频脉冲也可以同样准确,也称为多普勒耐受性。
例如,Chirp 还可以部署在整个站上,作为 GPS 之上的备份解决方案。有时,技术可能会失败,而添加线性调频脉冲作为第二安全层或第二信息源可以派上用场,以降低危险场景中的风险级别,或满足安全完整性级别 (SIL) 要求。
与其他射频技术不同,由于 chirp 在 2.45 GHz ISM 频段上运行并且是一种扩频技术,因此在户外操作时无需频谱许可证,这为组织提供了不受限制的 RTLS 选项。
有牲畜的组织可以从实时定位系统中受益匪浅,因为它可以确保牲畜的安全,防止疾病传播,并通过牲畜跟踪和健康监测来跟踪发情和反刍情况。Chirp 非常适合此用例,因为它可以在户外工作并在长距离内运行,非常适合大型农场区域。
当牲畜被标记后,可以收集它们的体温和休息行为数据,以确定哪些因素与疾病最相关,因此可以在疾病症状开始出现时采取措施治疗动物。这有助于保护生病的牲畜并防止疾病传播给其他牲畜。由于牲畜的繁殖时间也很短(可能只有 12 小时),因此农民可以通过 RTLS 定位处于发情状态的牲畜。
Chirp 是一种 RTLS 技术,具有室内和室外支持、强大的抗干扰保护、较低的基础设施成本、远距离能力等,可以提高各种用例中的运营效率。
Chirp 是一种 RTLS 技术,具有室内和室外支持、强大的抗干扰保护、较低的基础设施成本、远距离能力等,可以提高各种用例中的运营效率。
Chirp Spread Spectrum (CSS),也称为线性调频脉冲,是一种射频技术,具有降低功耗、1-2米定位精度、近实时定位等独特优势。它以其在室内和室外工作的能力而脱颖而出,并且其范围比大多数 RF 技术更长 - 高达 1000 米。由于它需要较少的基础设施(例如锚点),并且可用于各种不同的行业,因此可以带来巨大的投资回报率
Chirp 或 Chirp 扩频 (CSS) 是一种用于无线通信的远程射频技术,可用于检测和跟踪大型设施内和室外的人员、资产和设备的位置。其远距离性能、高可靠性、强大的抗无线电干扰能力和低功耗,使 chirp 非常适合工业设施等大型嘈杂环境中的应用。与包括UWB和蓝牙在内的其他通信协议一样,chirp 可用于通过无线电波在设备之间传输数据。它通过使用宽带调制技术来实现这一点,该技术创建线性调频信号,也称为线性调频信号
Chirp 设计用于在 2.45 GHz ISM 频段运行,与其他扩频技术属于同一类别。扩频方法最初用于军事应用,以帮助确保安全可靠的通信,更能抵抗检测、干扰和干扰,将无线电信号传播到更广泛的频率范围,产生具有更宽带宽的信号,同时仍保留初始信号功率。线性调频技术将信号带宽增加到“香农-哈特利”定理中所述值的倍数,从而帮助其使通信更加稳健地抗干扰。实现了两种类型的线性调频脉冲——上线性调频脉冲和下线性调频脉冲。对于无线通信,线性调频脉冲从收发器发送到接收器,或者在可以同时与一个或多个设备发送和接收通信的收发器之间发送。接收设备分析传入脉冲的模式并将其转换为数据。虽然这允许设备可靠地远距离发送数据,但线性调频脉冲也可用于准确感知设备的位置。这使得支持线性调频脉冲的设备(例如RTLS 锚点)能够精 确定位传输设备(例如资产跟踪标签),找到其精 确位置,并在某些应用中启用位置感知通信和服务
除了RTLS用于设备(如跟踪标签)的实时定位之外,线性调频技术还可以实现双向测距和距离监控以及无线通信应用。通过这些类型的应用,chirp 技术有助于支持位置感知解决方案,在各种类型的设施和工业中实现多种用例,包括资产跟踪、防撞、车辆跟踪、工业自动化、工人搜索和救援等。工厂、地下矿井、仓库等环境
Chirp 具有许多独特的优势,使其成为适合远距离定位、高可靠性和低功耗性能要求特别重要的部署的灵活选择
由于系统增益高,以及抗干扰和多径衰落的能力,CSS 即使在嘈杂的工业设施中也能提供出色的定位范围(长达 500 m)。该范围涵盖室内和室外,提供可在两种环境下工作的解决方案,无需昂贵的频谱许可。其长距离通信范围和高通道容量,再加上 1-2 m 之间的精 确定位确定性和极低的延迟,可实现实时定位和双向测距/通信应用,并具有特殊的性能,可与许多其他常见 RF 技术相结合无法实现
支持 Chirp 的技术的功耗也非常低,特别针对低功耗应用而设计,使您能够使用经济实惠且高效的硬件选项构建 RTLS 解决方案,例如带有嵌入式电池的跟踪标签,该标签可以运行多年而无需充电或更换
由于具有更高带宽的线性调频脉冲和 CSMA 支持,基于线性调频的系统具有很强的抗射频干扰能力,包括窄带和宽带干扰。线性调频脉冲的频率扩展还使得线性调频脉冲系统具有很强的抗多径衰落能力。对于大多数窄带射频技术,来自发射器的原始信号通常会通过建筑物或其他环境周围的多次反射到达接收器。这通常会导致频率被放大或衰减,以及破坏性干扰,可能导致窄带系统的通信链路断开。CSS 是不同的,因为传输符号中包含的能量在带宽上均匀分布,这意味着当干扰实体没有阻塞信道的整个带宽时,通信链路不会断开。与其他射频技术不同,线性调频脉冲还可以抵抗导致传输信号频移的多普勒效应。其宽带宽特性还有助于提高几乎任何天线位置的接收质量。这些独特的品质使 chirp 能够在嘈杂的环境中提供高性能应用,例如需要可靠性和抗干扰能力的工业设施
CSS Signals 还可用于到达时间 (ToA) 估计和到达时间差 (TDoA) 位置计算,为能够支持数千个同时跟踪实体的可扩展解决方案提供准确的系统性能。Chirp 解决方案还提供经济高效的硬件,并且比其他技术需要更少的基础设施,从而提供高投资回报率,并进一步增强其提供高度可扩展的企业部署的独特能力
基于 Chirp TDoA 的室内定位可实现 1-2 米的定位精度,实现高性能 RTLS,以极低的延迟提供实时结果。其无与伦比的可靠性,通过其抗射频干扰、多径衰落和多普勒效应等特性,使 Chirp 能够独特地提供可靠的无线通信,确保 RTLS 中的精 确位置计算
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