工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）正以超預(yù)期的速度發(fā)展，推動(dòng)制造業(yè)、能源和交通等領(lǐng)域的智能化轉(zhuǎn)型。隨著無線通信、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在工業(yè)中被廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和運(yùn)營(yíng)優(yōu)化。根據(jù)市場(chǎng)研究報(bào)告，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的全球規(guī)模在2023年已達(dá)到263億美元，并預(yù)計(jì)到2028年將超過500億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）約為14.7%。

無線通信技術(shù)堪稱工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)。其編織起一張無形的數(shù)據(jù)網(wǎng)，確保了設(shè)備間的即時(shí)對(duì)話與協(xié)作。而作為無線通信技術(shù)中的后起之秀，UWB（超寬帶）技術(shù)正憑借多重優(yōu)勢(shì)，不斷推動(dòng)工業(yè)場(chǎng)景智慧升級(jí)，加速?zèng)Q策智能化，引領(lǐng)制造業(yè)駛?cè)霐?shù)字與智能交融的工業(yè)新紀(jì)元。

在定位上獨(dú)步天下

UWB技術(shù)其實(shí)已經(jīng)存在于大眾的身邊。華為手表使用UWB技術(shù)去解鎖汽車，蘋果則將UWB技術(shù)用于丟失物品的尋找，其他消費(fèi)電子設(shè)備中也多有類似應(yīng)用。正如Qorvo市場(chǎng)經(jīng)理孔德正所指出，UWB的定位功能在眾多場(chǎng)景中可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的空間感知，并且結(jié)合其他軟件和算法，能夠?yàn)榭蛻籼峁└咝У膽?yīng)用解決方案。

作為無線通信領(lǐng)域的后起之秀，UWB具有多重技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

可以實(shí)現(xiàn)非常精準(zhǔn)的厘米級(jí)定位功能，測(cè)距誤差小于10cm，在目前的無線定位技術(shù)中屬于最高級(jí)別；

UWB是超寬帶技術(shù)，在復(fù)雜的環(huán)境，如工業(yè)場(chǎng)景中，有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，不會(huì)像藍(lán)牙、Wi-Fi、GPS等容易受到環(huán)境的干擾；

即便在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境下，UWB依然能提供穩(wěn)定可靠的通信，并實(shí)現(xiàn)超低的傳輸延遲，遠(yuǎn)超GPS的定位速度，達(dá)到50到1000倍的加速效果；

隨著技術(shù)的成熟和規(guī)模化應(yīng)用，UWB的部署成本顯著下降，使其在工業(yè)場(chǎng)景中的應(yīng)用更加經(jīng)濟(jì)可行；

UWB遵循802.15.4z標(biāo)準(zhǔn)，提供頂尖的安全性能，適用于支付和門禁等最高安全等級(jí)的系統(tǒng)。

敏銳捕捉到UWB技術(shù)的獨(dú)特價(jià)值，Qorvo很早就投身該領(lǐng)域，致力于研發(fā)兼?zhèn)鋬?yōu)異性能、極低功耗與高度集成的UWB芯片解決方案。孔德正表示，Qrovo所有的產(chǎn)品和方案具有4大引領(lǐng)關(guān)鍵技術(shù)趨勢(shì)的核心力量，即“連接萬物、電氣化、AI/數(shù)字化、移動(dòng)性”，而UWB技術(shù)作為“連接萬物”的核心構(gòu)件，扮演著不可或缺的角色。

在Qorvo公司的不懈推動(dòng)下，UWB如今已經(jīng)廣泛滲透進(jìn)工業(yè)應(yīng)用的諸多領(lǐng)域。在大型工廠、化工廠、鋼鐵廠和半導(dǎo)體制造廠等工業(yè)環(huán)境中，UWB技術(shù)能夠精確追蹤人員和設(shè)備的位置，如自動(dòng)導(dǎo)引車輛（AGV）的運(yùn)動(dòng)軌跡，以及物料在生產(chǎn)線上的位置，幫助優(yōu)化生產(chǎn)流程和提升工作效率。“以前追蹤產(chǎn)品要用RFID或掃碼，都需要人為參與，使用UWB之后，就可以完全自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)定位。”孔德正表示。

在高風(fēng)險(xiǎn)的隧道中工作，人員佩戴了UWB定位標(biāo)簽，就可以進(jìn)行精準(zhǔn)定位。有多少員工，分別在什么位置，與車輛之間的相對(duì)位置如何，都可以一清二楚。而且，利用UWB定位與實(shí)際時(shí)間高度同步，可以實(shí)現(xiàn)高效的人和叉車之間的防碰撞監(jiān)控系統(tǒng)。

靈活高效的部署方式

現(xiàn)有的其他無線技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)定位，但是精度卻不太人滿意。而UWB技術(shù)的核心在于其獨(dú)特的脈沖波發(fā)射機(jī)制，這種機(jī)制使得UWB系統(tǒng)能夠在信號(hào)與環(huán)境噪音之間做出清晰的區(qū)分，從而實(shí)現(xiàn)極高的定位精度。

孔德正指出，UWB信號(hào)是一種脈沖波，與傳統(tǒng)的連續(xù)波不同，它在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)射，通常在幾納秒內(nèi)完成，這種短暫的脈沖波長(zhǎng)能夠提供極高的分辨率，使系統(tǒng)能夠精確測(cè)量信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差（Time of Arrival, ToA）或到達(dá)時(shí)間差的差值（Time Difference of Arrival, TDoA），進(jìn)而計(jì)算出發(fā)送者與接收者之間的精確距離。當(dāng)前，Qorvo性能最優(yōu)的UWB芯片已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)±6cm的精準(zhǔn)定位。

基于本身的技術(shù)特點(diǎn)，UWB設(shè)備的部署架構(gòu)多種多樣，可以根據(jù)不同的工業(yè)場(chǎng)景和具體需求進(jìn)行選擇和優(yōu)化。

對(duì)于需要更全面定位服務(wù)的大型工業(yè)場(chǎng)所，如工廠、倉(cāng)庫(kù)或礦山，建立基礎(chǔ)設(shè)施定位系統(tǒng)是必要的。這種系統(tǒng)通常涉及在設(shè)施內(nèi)安裝多個(gè)UWB定位信標(biāo)或基站，它們可以與攜帶UWB標(biāo)簽的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行通信。孔德正表示，這就類似于做Wi-Fi網(wǎng)關(guān)這樣的部署，通過多基站之間TDoA或獨(dú)立基站PDoA定位，系統(tǒng)能夠確定設(shè)備在地圖上的精確位置。這種部署方式可以提供絕對(duì)位置信息，而非僅僅是相對(duì)位置，非常適合于需要監(jiān)控整個(gè)工作區(qū)域的場(chǎng)景。

在需要?jiǎng)討B(tài)定位和預(yù)警的環(huán)境中，如工廠車間或礦山，構(gòu)建一個(gè)基于UWB的Mesh網(wǎng)絡(luò)可以提供實(shí)時(shí)的人員和設(shè)備位置信息。Mesh網(wǎng)絡(luò)允許每個(gè)設(shè)備（節(jié)點(diǎn)）不僅能夠與其他節(jié)點(diǎn)通信，還可以作為信號(hào)中繼站，即使在信號(hào)遮擋的情況下，也能保持網(wǎng)絡(luò)的連通性。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特別適合于需要在動(dòng)態(tài)環(huán)境中進(jìn)行人員和設(shè)備跟蹤的情況，如緊急情況下的人員定位和救援。

在簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)景中，如隧道或固定路徑的定位，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)定位是一種低成本的解決方案。它不需要復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施，而是依賴于兩個(gè)設(shè)備之間的直接通信，通過測(cè)量信號(hào)的到達(dá)時(shí)間或到達(dá)時(shí)間差來確定相對(duì)位置。這種定位方式特別適合于需要沿著固定路線移動(dòng)的物體，如在隧道中的人員或設(shè)備，或在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部件的定位。

此外，當(dāng)使用集成UWB的便攜設(shè)備時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)定位。比如，兩設(shè)備靠近即可交互數(shù)據(jù)，設(shè)備間的角距信息被精準(zhǔn)讀取，結(jié)合角度與距離參數(shù)，系統(tǒng)即刻解析出雙方相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)智能、直觀的空間定位體驗(yàn)。

應(yīng)用拓展無極限

在確定位置信息之后，UWB還可以提供高速的無線數(shù)據(jù)傳輸。由于具有同NFC一樣的安全級(jí)別，UWB可以去做支付、門禁開關(guān)的應(yīng)用。并且，UWB的低時(shí)延特性，還使得其可以實(shí)現(xiàn)Wi-Fi級(jí)別的無線音頻傳輸。因此，UWB可以在很多應(yīng)用中大展身手。

在煤礦中，所有下井人員必須佩戴UWB定位系統(tǒng)，地面控制中心可以隨時(shí)掌握井下人員的準(zhǔn)確位置，一旦發(fā)生緊急情況，能夠迅速組織救援。

在汽車與工業(yè)制造領(lǐng)域，傳統(tǒng)產(chǎn)品追蹤方法依賴二維碼或RFID手動(dòng)掃描，靈活性受限。引入U(xiǎn)WB標(biāo)簽后，系統(tǒng)自動(dòng)捕捉產(chǎn)品位置，無需人工干預(yù)，尤其在難以視覺辨識(shí)的批次管理中，展現(xiàn)了無可比擬的優(yōu)勢(shì)。上海某汽車品牌已率先在工廠實(shí)施UWB技術(shù)。新車出廠檢測(cè)時(shí)，每輛車上均配備UWB標(biāo)簽。若車輛需返修或保養(yǎng)，相關(guān)信息可直接錄入標(biāo)簽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)跟蹤與高效管理。

在消防和應(yīng)急救援中，救援人員身上的UWB標(biāo)簽?zāi)軌蚺c其他隊(duì)員形成mesh網(wǎng)絡(luò)，即使在地下室或建筑物內(nèi)部，也能保持良好的位置共享和通信，提高救援效率和安全性。

許多機(jī)器人依賴于地上的磁條或激光/視覺算法來引導(dǎo)其軌跡。這些方法存在一定的局限性，如移動(dòng)路徑需要提前部署。相比之下，UWB技術(shù)提供了更高精度的定位，允許機(jī)器人在沒有預(yù)設(shè)路徑的情況下自由移動(dòng)，提高了其靈活性和適應(yīng)性。

在醫(yī)療領(lǐng)域，尤其是急救情境下，UWB技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。于繁忙的急救室與病房中，關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備的位置信息，皆由UWB精準(zhǔn)掌控，確保緊急時(shí)刻資源迅速到位。

除此之外，還有多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中都出現(xiàn)了UWB的身影。而正是因?yàn)閁WB的存在，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在定位方面的短板正在得以補(bǔ)齊。

為了讓UWB進(jìn)入更多的應(yīng)用場(chǎng)景，加快客戶的開發(fā)速度，Qorvo也是做了很多細(xì)致的工作，比如，給客戶提供從芯片到模組以及開發(fā)套件，還聯(lián)合方案商提供系統(tǒng)層級(jí)的解決方案。尤為關(guān)鍵的是，Qorvo對(duì)產(chǎn)品射頻組件進(jìn)行了深度優(yōu)化，這一舉措在工業(yè)場(chǎng)景下釋放顯著的差異化優(yōu)勢(shì)，為客戶創(chuàng)造非凡價(jià)值。