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    国产首款UWB芯片掀起的蝴蝶效应

    发布时间:2019/3/27 0:00:00 浏览次数:563

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          2019年3月,位于西部的精位科技发布了国产首款自主可控的UWB定位芯片,精位心,自主芯。精位科技结合自身技术优势,融合十余年自主研发完整掌握的关键技术和核心技术,推出国内首颗(国际范围第二颗)UWB定位芯片——JR3401,填补国内空白,并在多项指标上达到甚至超过国外同类产品。JR3401室内定位芯片完成3G-4GHz 宽带脉冲调制信号的放大、滤波、包络检波、检波后的脉冲基带信号放大驱动、基带脉冲比?#25472;鰲?#39640;速基带脉冲 ADC、数字脉冲信号输出和LDO。芯片集成 SPI 接口,通过该接口实现芯片的工作模式配置及性能指标优化,采用0.18um RF CMOS 工艺实现高度集成的UWB 定位接收芯片。配合精位科技的定位发射模组,以及精位科技厅的定位引擎平台,就可以灵活方便的组建室内厘?#20934;?#23450;位系统。

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          同时精位科技给出了今后UWB芯片研发里程表,自2019年3月发布第一代UWB接收射频芯片JR3401,计划2020年3月发布第二代单模SOC芯片JW600、2020年11月发布第三代多模SOC芯片JW800,到2021年5月发布第四代室内外融合定位芯片JW900,目前室内外定位融合应用开?#35745;?#21450;。

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          1. UWB定位技术优势

          超宽带技术(UWB)是与传统通信技术有极大差异的通信无线新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接?#31449;?#26377;纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有 3.1~10.6GHz 量级的带宽。目前,包括美国,日本,加拿大等在内的国家都在研?#31354;?#39033;技术,在无线室内定位领域具有良好的前景。UWB 技术是一种传输速率高(最高可达 1000Mbps 以上),发射功?#24335;系停?#31359;透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线技术,无载波。正是这些优点,使它在室内定位领域得到了较为精确的结果。超宽带室内定位技术常采用 TDOA 演示测距定位算法,就是通过信号到达的时间差,通过双曲线交叉来定位的超宽带系统包括产生、収射、接收、处理极窄脉冲信号的无线电系统。

          ◇   定位精度高

               定位精度在厘米量级内

          ◇   其精度远远高于WIFI和蓝牙定位

          ◇   精度、安全性、穿透性、抗干扰性均高于同类技术。

          ◇   系统容量大,传输速度快

               在10m的范围内可以110MB/s的速率传输数据

          ◇   发射功?#23454;?/span>

               可以极低的功耗实现长时间的待机,发射机功?#23454;?#20110;1mW

          ◇   多径分辨率高

               具有较强的时间和空间分辨率,在建筑密集场合有良好定位效果

          ◇   系统保密?#38498;?/span>

               信号的功?#21183;?#23494;度?#20572;?#38590;以从环境噪声中甄别,保证了安全性

          ◇   可应用于对定位精度要求较高的场景

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          2. UWB定位市场容量

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    潜在市场

          1999年至2018年中国计算机、通信及其他电子设备营业收入及同比情况,对于UWB产业而言均为潜在市场

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    2022年全球定位市场规模将达到409.9亿美元

          根据市场调研机构Markets & Markets的数据,全球室内定位服务的市场规模在2014年约为9.35亿美元,2016年即达到了47.2亿美元,  未来几年内,室内定位的全球市场将以42.0%的CAGR增长,市场规模预计从2017年的71.1亿美元扩大到2022年的409.9亿美元。

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          市场主要集中在美欧(占32%与28%),在亚太地区有极大的发展空间(占18%),绝大部分市场是在中国,得益于中国近几年制造行业、消?#30740;?#19994;经济的快速发展。

          预计2018-2022年期间,UWB技术将广泛渗透进入智能制造、智能建设、养老医疗、公共安全、物流运输等行业的室内定位系统应用。预测UWB定位系统未来将会在室内定位市场中占据30%-40%的市场份额。


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    2018-2022年,UWB室内定位系统预计所?#38469;?#22330;规模情况表(单位:亿美元)      

          3. 苹果三星入局UWB

          苹果表示未来苹果手机将会有UWB 部分组件,作为室内定位和导航组件,为此申请了超宽带系统的脉冲整?#20301;?#25805;作协议专利号US20190007093。2019年的iPhone手机将获得超宽带天线,以前称为UWB“ 脉冲无线电?#20445;?#36825;是一种非常有用的技术,使用非常低的能量水平用于短程,高大部分无线电频谱?#31995;?#24102;宽通信。UWB有很多应用,一些更有趣的是精确的室内定位和跟踪,“透视墙”雷达成像,与其他外围设备的低功率通信,甚至健身监控,密切关注生命体征人体的一部分,如心率和呼吸信号,以及人体步态分析和跌倒检测。

          三星早在2006年的CeBIT2006展览上便展示过UWB原型手机,而在近年也开发了基于UWB技术的无线显示器CA750系?#26657;?#20026;此三星申请的了不少UWB专利。

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          苹果和三星一直是UWB联盟的积极参与者,该联盟起初规模不大。随着苹果和三星向他们提供?#24230;耄?#24418;成标准流程,UWB将在智能手机及相关生态系统中的地位进一步提升,成为一个不错的选择。UWB是替代蓝牙的技术,将会有广阔的成长空间。在未来除了苹果会采用UWB外,其他厂商?#19981;?#30456;继跟进,这是UWB技术最大的成长空间,未来将会有很大的市场潜力。


          4. UWB未?#20174;?#29992;场景

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          1) 智能家居系统

          基于UWB超宽带通信系统,可用极快的数据传输速率实现家居多媒体互联,以及实现室内精确定位等功能。

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          2) 仓储物流

          通过UWB的高精度定位和实时定位,可以准确的获取物流仓储、人员情况等位置信息,利于提高管理效率,安全有效。

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          3) 自动驾驶

          车辆实现自动驾驶需要知道车辆在道路的精准位置信息,相比于其他整套系统高昂的成本,UWB在精度以及价格上优于大部分的技术

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          4) 高风险工作场地

          凭借UWB定位的精确性,可以监视高风险性场所人员活动情况,以保证安全。如核电站、监狱等场所。

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          5) AGV机器人

          AGV机器人是一种工业化自动运输车,引入UWB技术可以减少工人劳动强度。提升货物运输操作准确性,?#20048;?#19981;正确操作所带来的的损失。

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          6) 工业制造

          采用UWB技术实时定位工厂设备、工厂员工,提升管理效率。设置电子围栏以加强工厂安全性管理。可实现记录人员设备历史轨迹等功能

          7) 体育娱乐

          目前智能足球、智能舞台灯光、智能冰雪运动等都开始应用精准定位技术,UWB芯片出来带来的应用更多。

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          5. 蝴蝶效应

          蝴蝶效应(The Butterfly Effect),由美国气象学家洛伦兹1963年提出。事物发展的结果,对初始条件具有极为敏感的?#35272;?#24615;,初始条件的极小偏差,都将可能会引起结果的极大差异。

          目前UWB超宽带技术正处于发展初级阶段,精确定位技术的商业化正在进行之中,定位算法还有待改进完善。随着超宽带技术的不断成熟和发展,市场需求的不断增加,相信超宽带定位技术就可以完全满足实现商业化,精确的超宽带定位系统将会得到广泛应用。精位科技出品的国产第一款UWB芯片,随着其批量应用及合作伙伴的增多影响力渐盛,给国内精准定位市场带来的冲击日渐扩大,必然打破并改变目前DW1000室内精准定位应用市场一统天下的格局。

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