【導讀】超寬帶是一種強大的無線通信技術，通常被稱為UWB。該技術用途廣泛，可執行多種難以分類的任務。
超寬帶是一種強大的無線通信技術，通常被稱為UWB。該技術用途廣泛，可執行多種難以分類的任務。
例如，UWB通常用作測距技術，可精確定位物體的位置，輕松地找到可能放錯地方或丟失的東西，比如錢包。另一方面，UWB也是一種定位技術，用于測量距離和確定運動方向，在機場和購物中心等大型室內空間進行導航。此外，UWB定位技術還可以讓其他設備感應到智能手機或智能手表的存在。例如，您可以根據自己的位置自動鎖上或解鎖前門；當您接近汽車時，它會自動解鎖駕駛室側門并啟動發動機，而在您離開時則會關閉車門和發動機。
UWB也可以作為一種雷達技術，用于感知存在和運動，從而更容易檢測到是否有人離開房間或在生產設施中跟蹤物體。超寬帶雷達甚至可以用于拯救生命，在緊急情況下檢測生命跡象；或者在日常生活中，作為汽車兒童檢測系統的組成部分。如果在停放的汽車后座上檢測到兒童，該系統會提醒駕駛員。
通過結合這些功能，UWB可以使日常系統變得更智能、更安全、更自主。例如，在家中、道路上、醫療設施和工業環境中，配備UWB的系統可以通過測距和雷達的不同組合，實現新型空間感知功能。它們能夠利用存在、位置和運動信息來節省能源，提高自動化水平，保障人員的安全，或者讓熟悉的體驗變得更直觀、更愉快。
此外，由于UWB可以輕松與其他成熟的無線協議(如Wi-Fi、藍牙及近場通信(NFC))結合使用，開發人員正在探索優化功耗、簡化用戶交互的方法，并通過將UWB與其他無線協議相結合來提高精度。
行業支持
標準化對于UWB等技術至關重要。UWB旨在實現各種用戶體驗和服務，包括設備對設備和設備對基礎設施的應用。芯片組的可用性促進了該技術的推廣，并提高了從消費類移動設備和物聯網設備到汽車等各個垂直領域的采用率。這也促成了多個不同生態合作體系的建立，以支持制定針對不同領域的可互操作UWB解決方案的標準。以下是指導UWB發展的一些關鍵組織：
? FiRa聯盟是一個非營利組織，于2019年在恩智浦的幫助下成立，旨在推動UWB技術在訪問控制、基于位置的服務和設備間通信等場景中的應用。FiRa聯盟創建了一個認證計劃，該計劃基于其開發的測試規范和工具，主要針對面向消費者的設備，展示了使用UWB進行測距和定位的設備的互操作性。
? 汽車連接聯盟(CCC) 是一個標準組織，恩智浦是其創始成員之一。自2011年以來，CCC一直專注于汽車與智能手機的連接。CCC數字鑰匙規范于2018年首次發布，旨在創建一個基于UWB的智能電子生態合作體系，使移動設備能夠安全地存儲、驗證和共享智能汽車的數字鑰匙。該規范得到了認證計劃的支持，用于確認安全性并確保汽車門禁解決方案的互操作性。
? 連接標準聯盟(CSA) 由恩智浦協助成立，最初名為ZigBee聯盟，如今因其推出的Matter標準而聞名。Matter是智能家居和物聯網技術的互操作性標準。2023年，CSA推出了新標準Aliro，改變了用戶使用移動設備或可穿戴設備解鎖門和其他入口的方式。Aliro協議由包括恩智浦在內的近200家成員公司支持，涵蓋了NFC、低功耗藍牙(BLE)和UWB等技術的定義。與Matter一樣，CSA將為Aliro建立認證計劃，以確保跨設備的安全、便捷和一致的體驗。
為了讓用戶可以使用UWB設備與任何其他UWB設備進行交互，無論是家里的空調還是汽車門禁，需要一個生態合作體系來開發安全且可互操作的解決方案。為了實現這種無縫互動，包括FiRa、CCC和CSA在內的行業利益相關者經常合作。雖然他們可能各自專注于UWB的不同方面，但他們攜手并肩，共同致力于促進互操作性、擴大規模和推廣下一代UWB用例。
智能手機中的UWB
UWB技術在如此廣泛的用例中快速增長的另一個原因是，它現在已經成為蘋果、谷歌、三星等最新旗艦智能手機的標準功能。
這為UWB功能創建了現成的基礎設施，開發人員迅速利用了這一優勢，特別是在面向消費者的應用中。例如，資產跟蹤器、數字鑰匙和各種智能家居設備(如風扇、燈和智能音箱)都可以與支持UWB的智能手機進行交互并對其做出響應。
目前，全球已有超過10億臺設備支持UWB技術。ABI Research預計，到2025年，UWB設備的年出貨量將超過5億臺。隨著越來越多的智能手機、智能手表和其他可穿戴設備/便攜式設備將UWB作為標準功能，消費者對這項技術的熟悉度將不斷提高，這反過來將推動對UWB應用場景的需求。
UWB技術廣泛應用于汽車、移動設備、工業和物聯網設備。了解Trimension UWB產品如何通過安全測距和雷達功能實現多種應用場景。
當前和未來的應用場景
在標準組織的推動下，UWB技術不斷發展，并在主流消費電子設備上得到廣泛應用。我們預計，UWB將成為與日常生活無縫融合的系統的標準功能。以下是一些正在進行的示例：
? 汽車：如前所述，UWB已經成為CCC數字鑰匙規范的一部分，該規范允許駕駛員使用智能手機自動化管理汽車門禁。用戶無需出示智能手機或智能手表即可打開和啟動汽車。為了保護無感數字鑰匙，支持UWB的移動設備和汽車會相互進行身份驗證，汽車會驗證移動設備的CCC數字密鑰是否授權所請求的操作。此外，具有高精度飛行時間測量的安全測距可以防止中繼攻擊，這種攻擊通過信號放大來欺騙車輛，使其誤以為移動設備就在附近，即使實際并非如此。
UWB技術在汽車中的一個重要增長趨勢是后排乘客提醒(ROA)系統，也稱為兒童遺留檢測(CPD)系統。這些車載系統能夠防止兒童被遺留在過熱的汽車中——這是UWB在汽車中的另一個主要趨勢。UWB雷達穩定可靠且非常精確，甚至可以檢測到非常微小的身體運動，包括嬰兒呼吸時胸部的起伏。因此，UWB雷達成為ROA/CPD系統的理想選擇。此外，汽車制造商選擇UWB技術用于ROA/CPD系統的另一個原因是，汽車現有的UWB測距解決方案可以擴展其功能，以包括ROA/CPD系統所需的UWB雷達。這使得UWB測距和雷達功能能夠結合起來，實現多種用途。UWB雷達在汽車中還有其他應用。例如，它可以用于安全帶提醒系統，將安全帶的狀態與座椅占用情況相結合。如果系統檢測到座椅上有人未系安全帶，汽車會發出持續的警報，直到安全帶系好為止。
? 智能家居和智能樓宇：支持UWB的智能手機和遙控器可以實現點對點控制和“查找我的”功能。支持UWB的音箱能夠根據房間的占用情況和聽眾的位置(及其移動)來優化聲音渲染。起居室可以根據人員位置自動調整設置，優化暖通空調(HVAC)系統、照明網絡和娛樂系統的運行和能效。此外，UWB技術還可以用于安全身份驗證、點對點控制、安全門禁、障礙物感應、存在檢測和地圖繪制等功能。這些功能提高了自動化水平，使家用電器更安全、更高效、使用更直觀。
? 工業物聯網：UWB技術在生產設施和其他工業環境中的應用包括跟蹤在制品(WIP)貨物、工具和重型設備，以提高生產效率。最近，UWB還被用于管理員工的訪問控制、在緊急情況下定位工作人員，以及支持地理圍欄功能，以確保只有授權人員才能進入受限區域。地理圍欄也可以與自動駕駛汽車結合使用，以避免進入危險環境。此外，配備UWB設備的機器人可以連續感測人或移動物體的存在，并在檢測到目標進入指定區域時自動停止操作。將UWB技術與攝像頭結合應用于計算機視覺，可以增強自主性、提高能效，并提升安全性。
恩智浦助力您探索UWB的應用場景
由于超寬帶是一種通用技術，涉及廣泛的場景、應用和市場，因此很難確定從哪里入手。在這方面，我們能夠助您一臂之力。
恩智浦率先將超寬帶應用于測距和雷達領域，提供了廣泛的UWB解決方案組合。我們的Trimenion?產品適用于移動設備、工業、物聯網和汽車領域，支持測距和雷達應用，旨在實現互操作性。我們與FiRa、CCC和CSA等一流的應用和行業組織深入合作，在定義、開發和部署UWB設備方面占據優勢。此外，憑借我們在各個相關領域的深厚專業知識和完整的系統解決方案，客戶可以受益于我們的集成方法，并節省研發資源。
了解更多關于Trimension UWB技術、其改變日常體驗的能力，以及恩智浦在客戶支持方面的承諾。
作者：
Marc Manninger
Marc Manninger是恩智浦產品及市場營銷經理，在半導體行業擁有9年的豐富經驗。他畢業于格拉茨技術大學和圣保羅大學，獲得軟件工程及工商管理碩士學位。在他的職業生涯中，他致力于智能汽車門禁系統的各種軟件項目和產品。他作為產品和市場營銷經理，負責恩智浦的汽車UWB、NFC和安全芯片。
Bernhard Grosswindhager
Bernhard Grosswindhager是汽車UWB產品和市場營銷經理，負責產品和營銷策略的制定。他擁有格拉茨技術大學電氣工程博士學位，研究方向是UWB定位和通信。除了學術生涯外，他還曾在醫學工程和汽車行業擔任過不同的職務。
Sunil Jogi
Sunil Jogi目前擔任恩智浦UWB市場總監。他負責開發物聯網應用領域的超寬帶(UWB)傳感器產品，以及建設基于UWB技術的生態合作體系。他還積極參與UWB技術的標準化和認證工作。他在UWB以外的技術領域也有超過20年的產品和生態合作體系拓展經驗，包括NFC、支付和運輸。此外，Sunil還與其他專家共同撰寫了一本關于超寬帶技術的書，并在連接和傳感器技術方面擁有多項創新的專利。
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