Las nuevas antenas UWB demuestran que la alta precisión y la baja potencia no tienen por qué ser un compromiso

Ya sea que un usuario quiera encontrar un artículo perdido o rastrear el inventario, los servicios de ubicación en tiempo real (RTLS) son características útiles y versátiles de los nuevos diseños de IoT. Sin embargo, con un seguimiento más preciso, la electrónica es más cara y consume mucha energía, lo que no es un buen augurio con las etiquetas y sensores RTLS de baja potencia.

Una descripción de alto nivel de las aplicaciones RTLS en un hospital. Imagen utilizada cortesía de Advantech

Fuera de los Países Bajos, Antenna Company ha lanzado una nueva familia de antenas de banda ultraancha que, según afirma la compañía, pueden proporcionar lo mejor de ambos mundos: alta precisión y baja potencia.

Dos variaciones de RTLS

RTLS puede venir en dos formas diferentes: RTLS basado en precisión y RTLS basado en proximidad.
Como su nombre lo indica, RTLS basado en precisión es una tecnología que permite rastrear objetos hasta la ubicación exacta. Esta técnica se emplea a través de Wi-Fi o tecnologías de banda ultraancha, la última de las cuales opera en el rango de 3,1 a 10,6 GHz.
Si bien proporciona una mayor precisión, el RTLS basado en precisión es limitado porque requiere una cantidad significativa de infraestructura, costo y energía para lograr una precisión tan alta.

Proximidad vs precisión (posicionamiento) RTLS. Imagen utilizada por cortesía de McCoy Components

Por otro lado, las soluciones basadas en proximidad son menos costosas, requieren menos infraestructura y, a menudo, tienen menos energía que RTLS. El inconveniente es que son mucho menos precisos, a menudo solo determinan la ubicación de un objeto dentro de ~ 100 pies cuadrados.

Tres implementaciones de RTLS

Hay muchas implementaciones de RTLS para métodos basados ​​tanto en precisión como en proximidad. Algunas de las técnicas son las siguientes:
RFID pasivo: Un receptor envía una señal y, una vez que se recibe, responde una etiqueta RFID pasiva. Ésta es una solución de bajo consumo y bajo alcance.
Basado en bluetooth: Las etiquetas se comunican con los receptores a través de BLE. Este método ofrece datos de sensor y datos de posición, lo cual es muy económico; sin embargo, el rango bajo de protocolos Bluetooth puede ser limitante.
Ultra banda ancha: Las etiquetas pequeñas transmiten señales de banda ultraancha (3,1–10,6 GHz), que envían señales pulsadas a las balizas. Estas balizas miden el tiempo que tarda la señal en viajar para calcular su ubicación. Si bien este método es la solución más precisa, puede resultar muy costoso.

Innovación de la empresa de antenas

La nueva familia de antenas UWB de The Antenna Company tiene como objetivo facilitar el desarrollo de RTLS de banda ultraancha. La nueva familia de antenas se integra en el transceptor IC DW3000 de Qorvo, que es una supuesta solución simple y asequible.
Según Antenna Company, el diseño de estos nuevos circuitos integrados (la familia DW3xxx) fue esencial para lograr RTLS de alta precisión para sensores, anclajes y etiquetas de baja potencia. Dado que estas antenas operan en los canales UWB de 6.5 GHz y 8 GHz, son omnidireccionales y se dice que permiten una precisión de ubicación de 10 cm en tiempo real.

Diagrama de bloques del DWM3000. Imagen utilizada por cortesía de Qorvo

Si bien los números de potencia exactos no se hacen explícitos en la hoja de datos, sus implicaciones de diseño parecen ser para dispositivos de baja potencia que funcionan con baterías. Los dispositivos parecen fáciles de integrar en varios diseños integrados, que se pueden conectar como un dispositivo de montaje en superficie, un conector SMA o un cable micro-coaxial.

Facilitar la banda ultra ancha

Si bien la demanda de RTLS de alta precisión está en aumento, la banda ultraancha se ha frenado debido a su alto costo y alto consumo de energía. The Antenna Company ha expresado su confianza en posibles soluciones a estos contratiempos con su nueva familia de antenas y el módulo transceptor asociado de Qorvo.