近年來(lái)，UWB應(yīng)用越來(lái)越廣泛，智能手機(jī)精準(zhǔn)解鎖、工業(yè)車間設(shè)備追蹤、醫(yī)院患者監(jiān)護(hù)、智能汽車無(wú)感泊車……在生產(chǎn)生活的各個(gè)角落里， UWB無(wú)線技術(shù)悄然滲透。
一、什么是 UWB？
UWB（Ultra-Wideband，超寬帶）是一種無(wú)需依賴載波的無(wú)線通信技術(shù)，其核心特征是占用極寬的射頻帶寬 —— 根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）定義，UWB 信號(hào)通常工作在 3.1~10.6GHz 的高頻段。與傳統(tǒng)無(wú)線技術(shù)通過(guò)調(diào)制載波傳遞信息的方式不同，UWB 通過(guò)發(fā)送納秒級(jí)的極短脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，這種獨(dú)特的信號(hào)模式讓它在定位精度上具備先天優(yōu)勢(shì)。
從技術(shù)本質(zhì)來(lái)看，UWB 更接近 “無(wú)線雷達(dá)” 而非傳統(tǒng)通信技術(shù)，其最初因軍事領(lǐng)域的精準(zhǔn)定位需求而生，后來(lái)逐漸開(kāi)放為民用，如今已成為物聯(lián)網(wǎng)高精度定位場(chǎng)景的核心技術(shù)之一。
二、UWB 的測(cè)距方式
測(cè)距是 UWB 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位的核心，通過(guò)測(cè)量信號(hào)傳播特征（時(shí)間、相位）計(jì)算距離，再結(jié)合三角定位解算位置，主流方式有三類：
1. 飛行時(shí)間法（ToF）：直接測(cè)量 UWB 信號(hào)往返發(fā)射端與接收端的時(shí)間，取半后結(jié)合光速算距離，以抵消時(shí)間同步誤差，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度，適用于智能門鎖、機(jī)器人避障等點(diǎn)對(duì)點(diǎn)場(chǎng)景。
2. 到達(dá)時(shí)間差法（TDoA）：無(wú)需終端同步，定位標(biāo)簽廣播信號(hào)，多錨點(diǎn)捕捉信號(hào)到達(dá)時(shí)間并上傳服務(wù)器，服務(wù)器通過(guò)錨點(diǎn)位置與時(shí)間差推算距離，降低終端成本，適合工業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)等海量資產(chǎn)追蹤。
3. 到達(dá)相位差法（PDOA）：搭配多天線錨點(diǎn)，利用信號(hào)到達(dá)不同天線的相位差算距離差、定方向，常與 ToF/TDoA 結(jié)合（PDOA 定方位、ToF/TDoA 算距離），用于自動(dòng)跟隨機(jī)器人、汽車側(cè)向預(yù)警等場(chǎng)景。
三、UWB的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
UWB的獨(dú)特工作機(jī)制賦予了它一系列顯著優(yōu)勢(shì)：
極高的精度： UWB信號(hào)具有超寬頻帶特性，使其距離分辨率或定位精度可以達(dá)到厘米級(jí)，遠(yuǎn)高于藍(lán)牙和Wi-Fi的米級(jí)精度。
高安全性： 由于UWB脈沖極短且寬頻，其信號(hào)難以被攔截或干擾，并且通過(guò)飛行時(shí)間測(cè)距，可以有效防止中繼攻擊。
高傳輸速度： 脈沖信號(hào)傳輸速度快，響應(yīng)時(shí)間極短，通常只有幾毫秒，實(shí)現(xiàn)了“無(wú)感”交互。
強(qiáng)抗干擾能力： UWB信號(hào)功率譜密度極低，寬頻特性使其在嘈雜的無(wú)線環(huán)境中像白噪聲一樣，幾乎不影響其他無(wú)線設(shè)備，也不易被其他設(shè)備干擾。
高穿透能力： 能夠穿透墻壁、木材等非金屬物體，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)隔墻感知。
四、UWB 與 Wi-Fi、藍(lán)牙的對(duì)比
UWB、Wi-Fi 和藍(lán)牙雖同屬無(wú)線技術(shù)，但應(yīng)用定位差異顯著，核心性能對(duì)比如下：
| 特性 | UWB | Wi-Fi | BLE藍(lán)牙 |
|---|---|---|---|
| 定位精度 | 厘米級(jí)（≤10cm） | 米級(jí)（5-10m） | 米級(jí)（1-5m） |
| 通信距離 | 中短距 | 中長(zhǎng)距 | 中短距 |
| 數(shù)據(jù)速率 | 中低速（幾十至幾百 Mbps） | 高速（百 Mbps 至 Gbps） | 低速（≤2Mbps） |
| 抗干擾能力 | 極強(qiáng) | 中等 | 中等 |
| 功耗水平 | 低 | 高 | 低 |
| 核心應(yīng)用 | 精準(zhǔn)定位、安全控制 | 高速數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)連接 | 近距離設(shè)備互聯(lián)、簡(jiǎn)單定位 |
| 典型場(chǎng)景 | 數(shù)字車鑰匙、工業(yè)追蹤 | 家庭上網(wǎng)、視頻傳輸 | 手環(huán)連接、智能家居控制 |
簡(jiǎn)單總結(jié)： 三者并非簡(jiǎn)單的替代關(guān)系，而是互補(bǔ)。Wi-Fi負(fù)責(zé)高速上網(wǎng)，藍(lán)牙負(fù)責(zé)低功耗設(shè)備連接，而UWB則負(fù)責(zé)處理所有需要精準(zhǔn)空間感知的場(chǎng)景。
五、UWB 的應(yīng)用場(chǎng)景
工業(yè)制造領(lǐng)域
在車間環(huán)境中，UWB通過(guò)TDoA測(cè)距實(shí)現(xiàn)工人、叉車及關(guān)鍵設(shè)備的實(shí)時(shí)定位，結(jié)合電子圍欄技術(shù)設(shè)置高危區(qū)域預(yù)警，避免機(jī)械碰撞事故；通過(guò)追蹤工具、物料的移動(dòng)軌跡，能優(yōu)化資源調(diào)度并降低資產(chǎn)丟失風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)統(tǒng)計(jì)人員工時(shí)數(shù)據(jù)助力生產(chǎn)流程優(yōu)化。
倉(cāng)儲(chǔ)物流領(lǐng)域
借助UWB定位系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控貨架、托盤及揀貨設(shè)備的位置，與倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)智能揀貨路徑規(guī)劃，提升庫(kù)存周轉(zhuǎn)效率；通過(guò)電子圍欄劃分存儲(chǔ)區(qū)域，能有效減少物資錯(cuò)放、丟失問(wèn)題，提高倉(cāng)儲(chǔ)空間利用率。
醫(yī)療健康領(lǐng)域
在醫(yī)院場(chǎng)景中，UWB定位標(biāo)簽可佩戴在新生兒、老年病患身上，實(shí)時(shí)追蹤其位置并設(shè)置安全區(qū)域，防止走失或誤入重癥監(jiān)護(hù)室等限制區(qū)域；對(duì)于呼吸機(jī)、除顫儀等可移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備，通過(guò)UWB追蹤能大幅縮短尋找時(shí)間，提升急救響應(yīng)效率。
消費(fèi)電子與智能汽車
智能手機(jī)搭載UWB后可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)室內(nèi)導(dǎo)航、智能家居無(wú)感控制；在智能汽車領(lǐng)域，UWB數(shù)字車鑰匙通過(guò)ToF測(cè)距實(shí)現(xiàn) “靠近解鎖、遠(yuǎn)離閉鎖” 的無(wú)感交互，還可支持自主泊車（AVP）等高級(jí)功能。特斯拉、華為等企業(yè)已將 UWB 集成到旗下汽車產(chǎn)品中，提升用戶體驗(yàn)與安全性。
特殊安全領(lǐng)域
在監(jiān)獄、礦井等場(chǎng)景，UWB 防拆手環(huán)可實(shí)時(shí)追蹤人員軌跡，設(shè)置禁入?yún)^(qū)域報(bào)警；在隧道施工中，結(jié)合環(huán)境傳感器的 UWB 系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)施工人員位置，同時(shí)預(yù)警塌方、氣體泄漏等風(fēng)險(xiǎn)，為高危作業(yè)提供安全保障。
六、UWB的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
1. 生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)擴(kuò)張： 隨著蘋果、三星、小米等主流廠商將UWB集成進(jìn)手機(jī)，UWB芯片成本將逐步下降，推動(dòng)其在更多消費(fèi)電子產(chǎn)品和IoT設(shè)備中普及。
2. “空間感知”互聯(lián)網(wǎng)的基石： UWB將使設(shè)備真正理解自身與其他物體的相對(duì)位置關(guān)系，催生出全新的交互范式。例如，AR/VR設(shè)備可以通過(guò)UWB精準(zhǔn)追蹤手柄和用戶位置，實(shí)現(xiàn)更沉浸的體驗(yàn)。
3. 與AI的深度融合： AI可以分析UWB提供的連續(xù)、精準(zhǔn)的位置數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)用戶意圖，實(shí)現(xiàn)更智能的自動(dòng)化服務(wù)。例如，分析工廠工人的移動(dòng)軌跡以優(yōu)化生產(chǎn)效率或預(yù)警安全隱患。
4. 更廣泛的車載應(yīng)用： 從數(shù)字鑰匙擴(kuò)展到車內(nèi)乘客監(jiān)測(cè)、手勢(shì)控制、尾門腳踢感應(yīng)等，打造更智能、安全的駕乘體驗(yàn)。
5. 標(biāo)準(zhǔn)化與互聯(lián)互通： 行業(yè)聯(lián)盟（如FiRa聯(lián)盟）正在推動(dòng)UWB標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，確保不同品牌設(shè)備之間的無(wú)縫協(xié)作，這是技術(shù)大規(guī)模普及的關(guān)鍵。
值得一提的是，云里物里作為FiRa聯(lián)盟的重要成員之一，始終積極參與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作，持續(xù)深耕UWB解決方案在智能制造、智慧辦公等場(chǎng)景的規(guī)模化落地。
總而言之，UWB技術(shù)憑借其無(wú)可比擬的精準(zhǔn)定位能力，正在為我們打開(kāi)一扇通往更智能、更便捷、更安全未來(lái)世界的大門。它或許不像5G那樣聲勢(shì)浩大，但作為一項(xiàng)“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的基礎(chǔ)性技術(shù)，它必將成為構(gòu)建未來(lái)數(shù)字世界不可或缺的關(guān)鍵拼圖。
