如果你有一部智能手機——這很可能——它很有可能是蘋果 iPhone 或三星 Galaxy。你也可能聽說過這兩個品牌都提到的“超寬帶”這個詞。 但什么是超寬帶，在建筑等其他行業能否真正應用？ 我們將討論超寬帶 (UWB)，它在理論上如何應用于定位和安全等建筑應用，特別是它如何改進市場上的現有產品，例如條形碼/設備標簽、藍牙和 GPS 工具 追蹤。

定義超寬帶 (UWB)

超寬帶 (UWB) 是一種用于傳輸數據的無線技術，可在非常寬的頻帶上以非常低的功率譜密度傳播無線電能量。顧名思義，它使用數千兆赫 (GHz) 的寬頻譜。 UWB 還具有高帶寬和非常高的數據吞吐量的特點。

UWB發射機以前稱為“脈沖無線電”，可在寬頻譜頻率上發送數十億個脈沖。然后，相應的接收器通過偵聽發射器發送的熟悉脈沖序列將脈沖轉換為數據。大約每兩納秒發送一次脈沖。這有助于 UWB 實現實時精度。簡而言之，超寬帶旨在在不使用太多功率的情況下在短距離內傳輸大量數據。

無論您是否了解所涉及的確切物理原理，我們都可能親身經歷過傳統無線電系統的困境。這是因為這些系統容易受到電磁干擾——干擾信號并對信號產生負面影響的不需要的射頻信號。這種干擾是傳統無線電系統的衰落，是導致電視、收音機、無繩電話或移動設備的聲音或圖像質量下降的原因。使用 UWB，這種干擾大大減少，與極寬的帶寬和低功率譜密度相得益彰。

UWB 通信系統天生不受檢測和攔截的影響。低傳輸功率意味著竊聽者必須非常靠近發射器（接近 1 米）才能檢測到傳輸的信息。這一點——再加上 UWB 脈沖是用特定于每個發射器/接收器對的代碼進行時間調制的事實——使得 UWB 傳輸很有希望地安全，因此可能的應用包括軍事行動，甚至那些需要最高安全性的應用。

超寬帶用途

超寬帶的三個主要應用，都可以為建筑帶來巨大的好處：

1：無縫訪問控制

這是簡化同時提高建筑物接入點安全性的絕佳選擇。 UWB 可以識別個人接近或遠離安全入口的方式，驗證安全憑證，并讓授權的個人通過入口而無需親自出示憑證。

2：基于位置的服務

即使在擁擠的多徑信號環境中，UWB 也能提供高精度定位。基于位置的服務具有廣泛的應用：

1. 讓人們可以輕松地在機場或購物中心等大型場所導航，或者在多層停車場中找到他們的車
2. 數字營銷機構開展有針對性的活動并生成客流量數據
3. 提供個性化交易的零售商
4. 政府機構定制通知
5. 娛樂場所在活動期間提供個性化推薦

3：設備到設備（點對點）服務

設備到設備或點對點是定位個人的好方法。

UWB 提供兩個設備（例如您的設備和親人的智能手機）之間的精確相對距離和方向，允許在沒有錨點和接入點等基礎設施的情況下找到彼此的相對位置。這將使您可以在擁擠的空間中輕松找到彼此或找到放錯地方的物品。它也可以派上用場，以便在人海中找出您的朋友所在的位置。

行業用例

雖然過去主要用于雷達成像，但超寬帶市場多年來發展迅猛，有大量民用和非民用應用，例如：

1.  軍事行動：由于超寬帶在惡劣條件和環境下的抗干擾性、可擴展性和耐用性，自誕生之日起，就在軍事應用中進行了探索。
2.  消費電子產品：我們已經看到它進入了 iPhone 11 以及三星和索尼等參與 UWB 項目的品牌。設備。事實上，作為第一家將超寬帶集成到智能手機中的廠商，蘋果的超寬帶芯片，恰如其分地命名為 U1，是一個非常重要的定位芯片。
3.  物聯網設備：UWB 快速傳輸大量數據的能力、高度的安全性和廣泛的范圍（使其適用于多種應用）使其成為物聯網 (IoT) 的天然競爭者。一個小警告——它的短距離——可以通過天線設計來彌補。
4.  汽車：UWB 在汽車行業顯示出真正的前景，特別是在關鍵的 FOB 設計中，它可以用來更準確地預測這些設備的接近度和整體功效。事實上，像大眾這樣的汽車巨頭已經宣布了他們對這項令人興奮的技術的預期使用案例。

建筑用超寬帶

建筑空間有兩個特殊的超寬帶用途：

1：位置查找

超寬帶在建設項目中具有真正的資產定位潛力。考慮到大型承包商一年內可能面臨超過 120 萬美元的更換工具和生產力損失，強大的工具跟蹤系統是保持盈利的關鍵。工具經理求助于幾種方法來跟蹤工具和設備，但沒有一個是沒有缺點的：

1.  條形碼：也稱為設備標簽，是一種簡單、經濟高效的方式來密切關注各種工具和設備。缺點：您只能在每次掃描它們時獲得可見性。
2.  GPS追蹤器：我們都知道GPS。每個人都使用 GPS 可靠地從 A 點到達 B 點，但 GPS 也有很多缺點……比如當你無法收到信號時。這是因為 GPS 需要衛星信號。不僅如此，它還可能成本高昂并消耗大量電池。
3.  藍牙追蹤器：藍牙追蹤器利用您移動設備的藍牙連接，并要求您的物品在您的設備范圍內以生成位置更新。與每次都必須掃描條形碼相比，藍牙跟蹤提供了更強大的跟蹤功能。最大的缺點是缺乏GPS的實時數據和精確定位能力。

2：工具和設備跟蹤

GPS 用于庫存跟蹤的最大吸引力在于其準確性。它最大的缺點是費用過高和電池消耗過多。超寬帶將自己與 GPS 區分開來，因為它能夠以閃電般的速度傳輸大量數據，同時還具有低功耗。它還能夠在最惡劣的環境中以卓越的精度運行。

正如短距離藍牙低功耗 (BLE) 非常適用于人跡罕至的工作場所一樣，超寬帶的范圍也很短。這個范圍和接收可以通過整個建筑工地的多個 UWB 接收器得到改善，精確跟蹤工具移動到厘米級。 UWB 標簽可以嵌入到一個工具中，以便在工作現場對其進行跟蹤。

3：安全

如果我們再次考慮超寬帶在商業建筑中提供的安全檢查點，以驗證安全憑證，同樣的原則可以應用于您的業務——從進入您的總部到從嬰兒床或工具室簽入和簽出工具。它對攔截的抵抗力還有助于阻止攻擊者試圖窺探您系統中發生的事情。這種安全性與嵌入式智能工具安全性相結合，為術語 2-factor-authentication (2FA) 帶來了新的含義。

無線連接的世界

雖然它不一定是街區的新手，但超寬帶終于找到了進入智能手機的方式，這是有充分理由的。其精確的準確性和安全功能適用于許多行業，從軍事行動到數字營銷活動再到建筑項目管理。有了如此多的利用可能性，我們預計超寬帶將在未來幾年進入建設領域。