UWB contre Bluetooth: Ce qui offre une meilleure précision de positionnement en intérieur

Nous sommes bel et bien entrés dans l’ère du positionnement indoor – que ce soit via des systèmes de suivi des actifs, services de localisation ou outils de navigation avancés, le positionnement intérieur révolutionne la façon dont nous interagissons avec les espaces clos. La demande d’un positionnement intérieur précis ne fera que s’intensifier – Markets and Markets projette que le marché du positionnement intérieur atteigne $31.4 milliards par 2029! Mais le succès de la mise en œuvre dépend du choix de la bonne technologie – la fiabilité de tout système de positionnement intérieur dépend de la méthode de suivi sous-jacente. Dans cet article, nous comparons deux principaux concurrents dans le domaine – Bande ultra-large (UWB) et Bluetooth basse consommation (EST DEVENU) – pour vous aider à déterminer quelle technologie répond le mieux à vos besoins en matière de positionnement intérieur.

Technologies de positionnement intérieur disponibles aujourd’hui

Quand je suis en déplacement, nous comptons souvent sur le GPS pour nous repérer. Il capte les signaux des satellites en orbite autour de la Terre et atteint environ un 5 – 20 niveau de précision du compteur. toutefois, Le GPS a ses limites – une fois que nous entrons dans un bâtiment ou que nous nous dirigeons sous terre, ces signaux satellites sont déformés. Par conséquent, Le GPS devient beaucoup moins précis en intérieur.

C'est là qu'interviennent les systèmes de positionnement Bluetooth et Wi-Fi.. Ces technologies basées sur la force du signal reçu peuvent nous aider à localiser des objets et des personnes à quelques mètres., ce qui les rend adaptés à la navigation intérieure de base. Mais la technologie avance – nouvelles technologies comme UWB et Bluetooth 5.1 viser à offrir une précision submétrique encore plus élevée, jusqu'à quelques centimètres seulement. Cela ouvre des applications intérieures très précises pour l'interaction avec différents acteurs de l'environnement, comme le contrôle d'accès mains libres., suivi des actifs, et beaucoup plus.

Qu'est-ce que l'UWB et comment fournit-il la localisation

UWB est une technologie sans fil à courte portée qui fonctionne via des fréquences radio de faible puissance.. Il opère dans au moins 500 Bande passante MHz, de 3.1 à 10.6 GHz. Vous vous demandez peut-être si cette gamme interfère avec d'autres technologies. Réellement, Non. Voici pourquoi: UWB transmet des données via des impulsions nanosecondes sans onde porteuse, utilisant des niveaux de puissance incroyablement faibles – juste -41.3 dBm/MHz. Dans les années récentes, l'amendement IEEE 802.15.4z a amélioré les couches MAC et PHY à des fins de télémétrie et de localisation.

UWB propose principalement quatre méthodes pour positionner des objets et des personnes:

• ÀA (Heure d'arrivée)
• TDO (Différence horaire d'arrivée)
• TWR (Télémétrie bidirectionnelle)
• AoA (Angle d'arrivée)

Il convient de noter que la plupart des entreprises qui choisissent UWB pour le suivi des actifs préfèrent TDoA en raison de sa faible consommation d'énergie., ce qui prolonge la durée de vie de la batterie de l'étiquette.

UWB TDoA contre ToA contre TWR contre AoA

La technique TDoA est très similaire à ToA, car les deux reposent sur la mesure du temps de propagation du signal. toutefois, TDoA a un avantage astucieux: il n'a besoin que de la synchronisation de l'heure du récepteur, pas de timing absolu. Dans TDoA, les balises diffusent des signaux aux ancres, qui relaient les données vers un serveur central. Le moteur de positionnement du serveur calcule ensuite les différences horaires d'arrivée pour déterminer l'emplacement de la balise., atteindre une précision de 10 à 30 centimètres. Pour effectuer ce calcul, le serveur a besoin des horodatages d'un minimum de quatre ancres.

TWR fonctionne différemment, s'appuyant sur une plage d'ancrage de balises individuelles, mais c'est plus complexe – nécessitant neuf messages de voyage aller-retour pour un seul calcul de position. Quant à l'AoA? bien, c'est plus cher et moins précis, et ce n'est pas le choix populaire en matière de positionnement UWB.

Comment Bluetooth active-t-il la localisation

Bluetooth est une technologie radio à sauts de fréquence transmettant des données par paquets, qui opère dans le 2.4 Bande GHz. Il existe deux catégories principales: Bluetooth classique (versions 1.0-3.0) et Bluetooth basse consommation (EST DEVENU, version 4.0 et ensuite). La différence clé? Consommation d'énergie! BLE est spécialement conçu pour les applications à faible consommation d'énergie.

Bluetooth RSSI contre Bluetooth AoA/AoD

Avant le Bluetooth 5.1, BLE a été largement utilisé pour le positionnement en intérieur à l'aide de RSSI (Indicateur de force du signal reçu) pour mesurer la perte de trajet et estimer les distances entre les émetteurs et les récepteurs. toutefois, le suivi traditionnel des actifs BLE reposait davantage sur la proximité que sur la localisation précise – si tu voulais une meilleure précision, vous avez dû déployer plus de balises dans la zone.

Dans 2019, le Bluetooth SIG a mis à jour le 5.1 spécification de base avec des capacités de radiogoniométrie améliorées. Cette spécification permet le suivi des actifs à l'aide de l'angle d'arrivée (AoA) ou angle de départ (AoD) en utilisant des réseaux d'antennes pour déterminer la direction du signal, obtenir une précision de positionnement dans 1 mètre. AoA nécessite plusieurs antennes au niveau du récepteur, tandis que l'AoD doit être mis en œuvre au niveau de l'émetteur.

Actuellement, la plupart des implémentations commerciales reposent toujours sur RSSI en raison de sa simplicité et de sa prise en charge matérielle généralisée. toutefois, Bluetooth AoA crée un véritable buzz sur le marché du positionnement en combinant la rentabilité du BLE avec une précision de niveau UWB. MOKO SMART a déjà lancé des balises et des passerelles qui prennent en charge ce positionnement Bluetooth AoA de haute précision.

Au moment d'écrire ces lignes, Bluetooth 6.0 a été libéré, avec un accent sur le sondage des canaux Bluetooth. Il utilise la télémétrie basée sur la phase (PBR) et temps aller-retour (RTT) pour une navigation sécurisée et précise entre les appareils. D’autres applications de sensibilisation à distance attendent que nous les explorions!

Comparaison du positionnement UWB et Bluetooth

Nous assistons à des batailles passionnantes dans le domaine des technologies de positionnement en intérieur. UWB et Bluetooth font tous deux des vagues, mais ils apportent chacun quelque chose d'unique. Zoomons sur UWB et Bluetooth AoA pour les comparer.

Précision et couverture

UWB a un net avantage en termes de précision de positionnement, atteindre une précision centimétrique (typiquement 10-30 cm) grâce à ses caractéristiques ultra large bande, ce qui est difficile à égaler avec d'autres systèmes à bande étroite. en outre, Les signaux UWB peuvent traverser des obstacles, comme les murs/sols, et des machines, et sont donc idéaux pour les environnements industriels complexes.

Théoriquement, UWB peut couvrir jusqu'à 200 mètres. En grand, espaces ouverts, vous aurez besoin de moins d'appareils pour couvrir la même zone. En revanche, Bluetooth AOA a une portée de couverture plus petite et est considérablement affecté par la hauteur d'installation.

Vous voulez voir ces solutions en action? Nous avons déployé les systèmes de positionnement Bluetooth AOA et UWB dans l'usine MOKO – contactez-nous pour un vidéo de démonstration!

Résistance aux interférences

Au même débit de transmission de données, UWB surpasse le Bluetooth en termes de résistance aux interférences. le 2.4 La bande de fréquences GHz utilisée par Bluetooth devient de plus en plus encombrée, avec interférence de divers appareils et réseaux. UWB, toutefois, exploite sa bande de fréquences plus élevée et ses caractéristiques de signal uniques pour maintenir des performances à toute épreuve, même dans des environnements sans fil complexes.

Consommation d'énergie

En comparaison de la consommation électrique moyenne minimale, BLE remporte généralement la victoire, consomme moins d'énergie que l'UWB. Mais voici la partie intéressante – dans des applications réelles, la différence n'est peut-être pas aussi dramatique en raison du mode de fonctionnement des balises! En mode cloud computing BLE AOA ou UWB, les tags passent la plupart de leur temps en mode veille, se réveiller uniquement pour transmettre des signaux pendant que le réseau gère les calculs de positionnement. Leur vie peut durer jusqu'à 1-2 années. Si vous utilisez un mode informatique côté appareil, où les tags doivent rester éveillés plus longtemps, leur durée de vie peut être considérablement réduite à quelques semaines ou jours seulement.

Défis de déploiement

Pratiquement, il est généralement plus facile d'implémenter UWB TDoA. Ses algorithmes basés sur le temps sont relativement simples, tandis que les systèmes Bluetooth AOA nécessitent plusieurs points d'étalonnage – temps, angle, et les positions d'ancrage doivent toutes être parfaites.

de plus, UWB maintient une grande précision dans divers environnements, y compris les structures de bâtiments complexes. Mais pour Bluetooth AOA? Il est un peu plus sensible aux changements environnementaux. Parfois, cela nécessite un calibrage supplémentaire, ou peut nécessiter des stations de base supplémentaires pour maintenir des performances optimales dans certains espaces difficiles.

Coût et évolutivité

Venons-en maintenant aux coûts, Les stations de base Bluetooth AOA et UWB TDOA sont dans une gamme de prix similaire, mais il y a une différence significative dans les coûts des étiquettes. Les balises Bluetooth AOA sont plus économiques que leurs homologues UWB – une différence qui s'additionne vraiment dans les déploiements à grande échelle. Les balises économiques de Bluetooth AOA pourraient vous faire économiser de l'argent substantiel si vous envisagez de suivre de nombreux actifs.

Tableau de comparaison UWB vs BLE RSSI vs BLE AoA

UWB ou BLE: le choix pour le positionnement en intérieur

Choisir la bonne solution de positionnement en intérieur n’est pas une décision unique. Nous devons prendre en compte divers facteurs: l'environnement, architecture du système, infrastructure existante, budget, et bien sur, la précision du positionnement. Si vous avez besoin d'une grande précision, UWB et BLE AoA sont la voie à suivre. Si la précision n’est pas votre priorité absolue, Le positionnement Bluetooth RSSI pourrait être votre meilleur choix – c’est pratique et rentable.

Pour un positionnement de haute précision, le choix entre Bluetooth AOA et UWB dépend vraiment de votre cas d'utilisation spécifique. Si vous suivez un nombre limité d’actifs de grande valeur avec une extrême précision? UWB TDoA est probablement votre meilleur pari. Si vous cherchez à suivre de nombreux actifs avec “très bon” précision? Les coûts inférieurs des étiquettes Bluetooth AOA et leur précision décente pourraient être la voie à suivre. N'oubliez pas la compatibilité du système – Le positionnement Bluetooth est plus largement pris en charge sur divers appareils. toutefois, L'intégration UWB nécessite généralement du matériel et des logiciels plus spécialisés.

Ici chez MOKO SMART, notre objectif est de vous fournir les appareils IoT qui répondent à vos besoins. Notre gamme de produits comprend divers Balises Bluetooth, capteurs, Balises BLE AoA, aux côtés de nos balises UWB. Nous ne nous contentons pas de vous lancer la technologie : nous vous aiderons à déterminer exactement quels appareils conviennent à votre situation spécifique..