Технологии навигации UWB, Wi-Fi и Bluetooth: особенности и различия

В последние годы технологии отслеживания местоположения приобретают особую популярность. Будучи актуальным направлением совершенствования бизнес-процессов, они активно внедряются во все области жизни – от мониторинга персонала до контроля перемещения техники и оборудования. Разнообразие сфер их применения постепенно приводит к появлению новых систем и стандартов, обеспечивающих разную точность позиционирования во времени и пространстве.

В связи со стремительным развитием навигации внутри зданий разработчики устройств и оборудования все чаще сталкиваются с проблемой выбора правильной технологии. В то же время известно, что спутниковые технологии позволяют определять местоположение объектов только в условиях открытой местности. Тогда как по статистике лишь 13% времени люди проводят на улице или за рулем. Поэтому для отслеживания перемещения в закрытых помещениях или под землей необходимы другие технологии - особенно когда речь идет о контроле сотрудников и обеспечении безопасности на предприятиях. Но есть ли смысл отдавать предпочтение новым решениям? И могут ли быть компромиссы? Рассмотрим эти вопросы в нашей статье.

Технологии отслеживания местоположения

Продвинутые технологии навигации базируются на построении перемещений по расстоянию или фиксации различных источников сигнала. Наиболее популярными из них являются Bluetooth, UWB и Wi-Fi.

Bluetooth

Bluetooth – это беспроводная технология передачи данных, которая обеспечивает быстрый обмен информацией между мобильными и компьютерными устройствами. Ее используют в работе ПК, смартфонов, планшетов, джойстиков, клавиатуры, наушников. Все эти приборы могут сообщаться между собой в радиусе до 10 метров на старых версиях системы и до 1500 метров от 5-го поколения Bluetooth.

В основе работы протокола лежит использование радиоволн. В системе применяют FHSS-метод, который способствует скачкообразному изменению частоты сигналов (до 1600 раз каждую секунду). Последовательность изменения частот псевдослучайна, то есть может быть известна только передатчику, который синхронно перестраивается между частотами. Начиная с Bluetooth 4.0, в системе используется BLE технология, которая обеспечивает соединение гаджетов с меньшим расходом заряда.

Преимущества Bluetooth:

• Простота в соединении двух устройств. Для налаживания связи достаточно Bluetooth-адаптера.
• Отсутствие необходимости в прямой видимости – приборы «видят» друг друга при сближении на определенное расстояние.
• Низкое энергопотребление.
• Высокая скорость передачи информации (1 Мбит/сек).

Недостатки:

• Сложности с определением устройства в сети, имеющей большое количество подключений.
• Слабая защита.

Wi-Fi

На сегодня Wi-Fi относится к наиболее распространенным системам, применяемым для индор-навигации на Android. Его можно встретить практически в любом офисе, во многих частных домах и квартирах. Как и в Bluetooth, технология работает за счет измерения уровня сигнала и его преобразования в расстояние. Однако такой подход вызывает некоторые сложности, поскольку уровень сигнала – недостаточная величина для измерения точной дистанции.

Преимущества Wi-Fi:

• Возможность разворачивания сети без использования кабеля.
• Доступ к Интернету сразу нескольким пользователям в зоне действия сети.
• Высокая скорость передачи информации.
• Простота в настройках.
• Безопасность (степень облучения от Wi-Fi на порядок ниже сотовых телефонов).

Недостатки:

• Различия в частотном диапазоне в разных странах.
• Простота взлома стандарта шифровки WEP.
• Низкая электромагнитная совместимость, связанная с широким использованием диапазона 2,4 GHz разными устройствами, даже микроволновками.

UWB

На сегодня внутренняя навигация помещений при помощи UWB является не самой экономной, но наиболее точной. Стандарт использует радиоволны, которые имеют короткую импульсную передачу. Расстояние между UWB-устройствами легко определяется путем измерения времени, которое затрачивается радиоволной на прохождение от одного прибора к другому.

Разработка системы позволила внедрить беспроводную технологию связи, которая работает на малых дистанциях. Средняя скорость передачи данных на расстояние 3 метра составляет в среднем 480 Мбит/с. Сверхширокополосные сигналы способны сохранять структуру и целостность даже при шумовых эффектах, так как имеют низкую спектральную плотность мощности.

Преимущества UWB:

• Совместимость устройств с радиочастотным спектром действия.
• Одновременная поддержка большого количества каналов.
• Высокоскоростная передача данных.
• Высокая защита передаваемой информации.
• Устойчивая связь при многолучевом распространении волн.

Недостатки:

• Небольшая дальность сигнала.
• Создание помех для существующих линий связи.

Программный комплекс для Indoor-навигации

Решение для позиционирования внутри помещений в режиме реального времени для мобильных приложений.

Читать

Какая технология лучше?

Для ответа на данный вопрос приведем в пример сравнительную таблицу данных технологий.

Исходя из сказанного, можно прийти к выводу, что все рассмотренные системы могут использоваться для решения тех или иных задач. Одни подходят для оборудования, требующего повышенной точности, а другие применяются в целях экономии и снижения расходов на электроэнергию. По этой причине все три технологии востребованы на рынке.

Компания Navigine специализируется на внедрении системы пошаговой навигации и предлагает клиентам мощную платформу с функцией точного определения местоположения iBeacon на базе Bluetooth Low Energy. Обращайтесь, мы будем рады сотрудничеству с технологическими компаниями, мобильными разработчиками приложений и системными интеграторами, которые занимаются развитием и внедрением новых навигационных технологий.