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Ultra Wideband / ULB / Ultra Large Bande

De quoi s'agit-il exactement ? La technique ULB (aussi nommée Ultra-Wideband ou Ultra Large Bande) est une technologie radio numérique pour la proximité. Elle s'appuie sur de très hautes fréquences qui livrent des données spatiales et directionnelles. Les objets peuvent être localisés avec une précision allant jusqu'à 10 cm grâce à l'ULB. Ainsi, cette technologie radio stable avec une grande portée est prédestinée pour l'atelier.

D'où vient l'ULB ?

Les origines de l'ULB remontent aux années 1880, lorsque Heinrich Hertz inventa l'émetteur à étincelles. Guglielmo Marconi l'améliora ensuite, afin d'effectuer la première transmission radio transatlantique. La technologie radio à large bande basée sur les impulsions RADAR permit de déterminer la distance, l'angle et la vitesse d'objets lors de la Seconde Guerre mondiale. Sept décennies plus tard, l'ULB livre des données de localisation pour les utilisateurs de l'iPhone 11. Cependant, il n'y a pas que l'électronique grand public qui l'utilise : les derniers chiffres de croissance du marché montrent aussi une forte augmentation du succès de l'Ultra Large Band dans les applications Industrie 4.0. Cette technologie est en bonne voie pour devenir une norme mondiale. Ces dernières années, L'ULB s'est ainsi établie en tant que technologie clé sans fil pour la localisation précise en intérieur et pour les services basés sur la localisation dans le domaine industriel.

L'ULB est spécifiée selon la norme IEEE 802.15.4z et définit une bande de fréquence relativement large en comparaison à une onde radio à bande étroite. Les signaux ULB peuvent ainsi être émis avec très peu d'énergie et ne gênent donc pas les systèmes radios existants. Pour eux, les signaux ULB se fondent dans un bruit.

La bande de fréquence très large de l'ULB permet l'émission d'impulsions de signal très courtes. Cela permet de définir avec précision l'instant où un signal ULB a été émis ou reçu. Une localisation très précise peut être obtenue sur la base des instants ou des intervalles de temps exacts.

Quelle est la différence entre Narrowband (bande étroite), Wideband (bande large) et Ultrawideband (bande ultra-large) ?

Narrowband

La Narrowband (bande étroite) est une technologie radio numérique qui émet des signaux sur une bande de fréquence étroite. Pour la communication Narrowband, la bande passante du signal est bien plus étroite que la bande passante cohérente du canal. Cela signifie que la bande passante du signal ne dépasse pas de manière significative la bande passante cohérente du canal.

Wideband et Ultrawideband

En revanche, la technologie Large Bande (Wideband) se réfère à un canal de communication de fréquence plus large qui utilise une gamme de fréquences relativement grande. La bande passante du signal dépasse considérablement la bande passante du canal. Avec la technique Ultra Large Bande, laquelle émet avec une largeur de bande élevée d'au moins 500 MHz, la durée des impulsions de signal est de l'ordre de nanosecondes. Grâce à cette haute résolution temporelle, la période de transmission peut être déterminée avec précision ; une mesure extrêmement exacte de la durée des impulsions devient possible. Les réflexions d'objets métalliques ont une très faible influence sur la précision de la localisation en raison d'une durée d'impulsion courte. Les objets peuvent être localisés avec une précision allant jusqu'à 10 cm.

Quelles méthodes de mesures pour la localisation sont possibles avec omlox ?

Downlink Time Difference of Arrival (DL-TDoA)

Le Downlink-TDoA convient à un nombre infinis d'appareils traçables. Ce mode basé sur balise est comparable à l'utilisation du GPS. Seuls les signaux en liaison descendante sont envoyés par les satellites aux balises. En fonction de ces signaux et des positions connues de plusieurs satellites, les balises calculent elles-mêmes leur position.

Uplink Time Difference of Arrival (UL-TDoA)

Avec ce mode, une balise énergétiquement très efficace envoie un signal aux satellites environnants. Comme les satellites sont synchronisés, ils peuvent calculer la position de la balise en fonction de la différence de temps à l'arrivée.

Reconstitution du temps de vol (RToF)

Ce mode à deux voies à énergie optimisée est basé sur une seule transmission par passage de témoin entre une balise et un satellite, qui est également reçu et traité par d'autres satellites environnants. Comme les satellites sont synchronisés, ils peuvent calculer la durée entre tous les satellites.

Quelles sont les possibilités d'application avec l'ULB ?

Pour de nombreuses applications dans le milieu de la fabrication et de la logistique, et grâce aux données de localisation précises, à une haute résolution temporelle et une transmission des signaux stable, la technologie radio ULB se révèle être nettement supérieure aux technologies de localisation alternatives.

1. Asset Tracking

Avec Asset Tracking, les utilisateurs peuvent suivre l'utilisation des machines/AGV et accéder à l'historique des données de transport et suivis. Ils peuvent alors améliorer la productivité et le taux d'utilisation de capacité.

2. Automated Booking

Des événements tels que la réservation automatisée (Automated Booking) peuvent être démarrés à l'aide de déclencheurs sur la base du géorepérage. Ainsi, les ordres par exemple sont automatiquement enregistrés dès leur entrée dans une zone correspondante, ou bien la priorité est automatiquement donnée au personnel de logistique interne. La productivité en est augmentée, alors que les chutes sont elles réduites : un chemin se fraye vers une usine sans papier.

3. Machine Navigation (AGV)

Les AGV peuvent augmenter ou réduire leur vitesse en fonction de leur distance par rapport aux collaborateurs, afin de garantir une sécurité renforcée dans l'atelier par exemple.

4. Human Navigation (VR)

La navigation par réalité augmentée réduit les exigences vis à vis des collaborateurs et permet de trouver plus facilement les pièces et articles. L'avantage : besoins en formation du personnel réduits et productivité augmentée.

5. Automated Documentation

Automated Documentation permet d'automatiser l'inventaire de l'équipement et des machines. Les données de temps et de localisation des interventions SAV ainsi que les modifications et les mises à jour des machines sont également documentées.

6. Movement Analysis

Voyez et analysez tous les mouvements dans l'atelier. Vous gagnez ainsi en transparence dans votre usine et pouvez identifier les potentiels d'optimisation.

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