Chirp, Bluetooth Low Energy und Ultra-Wideband - Was ist das Richtige für Sie?

16. September 2021 von Andreas Wehr
Gelesen in 10 Minuten

Da im Bereich der Echtzeit-Ortungssysteme (Real-Time Location Systems, RTLS) mehrere Technologien wie Chirp, Bluetooth Low Energy (BLE) und Ultrabreitband (UWB) verfügbar sind, kann es eine Herausforderung sein, die für Ihr Unternehmen am besten geeignete Lösung zu finden. Um diese Hürde zu überwinden, erläutern wir, was die einzelnen Technologien auszeichnet und wie Sie herausfinden können, welche die richtige Lösung für die Anforderungen Ihres Unternehmens ist.

Was ist Chirp?

Bei Chirp Spread Spectrum handelt es sich um ein Hochfrequenzsignal, dessen Frequenz im Laufe der Zeit erhöht oder verringert wird, wodurch es eine nützliche Methode zur Messung der Entfernung oder des Standorts von Personen und Objekten über große Entfernungen darstellt. Es nutzt die Flugzeitschätzung (Time of Flight, ToF), um Entfernungen präzise zu messen, oder es nutzt die Ankunftszeit (Time of Arrival, ToA) mit der Zeitdifferenz der Ankunft (Time Difference of Arrival, TDoA), um den Standort von statischen und beweglichen Zielen wie Objekten, Waren, Personen und Fahrzeugen zu berechnen und zu übermitteln.

Zu den wichtigsten Vorteilen der Verwendung von Chirp gehören:

  • Ortungsgenauigkeit von 1-2 m
  • Unterstützung für Innen- und Außenbereiche
  • Erreichbarkeit über große Entfernungen von bis zu 1000 m
  • Ortung nahezu in Echtzeit
  • Schutz vor Funkfrequenzstörungen

Inpixons einzigartige Anwendung der 2,4-GHz-Chirp-fähigen RF-Technologie ermöglicht es Unternehmen, kritische Objekte in großen Einrichtungen und über weite Entfernungen hinweg zu überwachen, wodurch sie leichter zu verwalten und zu sichern sind.

Was ist BLE?

Bluetooth Low Energy oder BLE ist eine weitere Funkfrequenztechnologie für die drahtlose Kommunikation, die zur Erkennung und Ortung von Personen, Geräten und Objekten in Innenräumen genutzt werden kann. BLE wurde speziell entwickelt, um sehr wenig Strom zu verbrauchen, deutlich weniger als die klassischen Bluetooth-Versionen und andere Funkstandards. BLE lässt sich problemlos in Smartphones und andere drahtlose Geräte, einschließlich Wearables, integrieren und ist mit batteriebetriebenen BLE-Beacons kompatibel, wodurch es kostengünstig und vielseitig einsetzbar ist.

Zu den wichtigsten Vorteilen von BLE gehören:

  • Ortungsgenauigkeit innerhalb von 5 m
  • Geringer Stromverbrauch und niedrige Kosten
  • Einfacher Einsatz
  • Erweiterbare Technologie

Inpixon bietet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für BLE, einschließlich Ortung von Objekten, Personal, Annäherungsdienste und mehr.

Was ist UWB?

Ultrabreitband (UWB) ist eine RF-Technologie mit kurzer Reichweite für die drahtlose Kommunikation, mit deren Hilfe der Standort von Personen, Geräten und Objekten mit hoher Präzision ermittelt werden kann. Wie andere Kommunikationsprotokolle, z. B. Bluetooth und Wi-Fi, kann UWB verwendet werden, um Daten zwischen Geräten über Funkwellen zu übertragen. Seine Genauigkeit beruht auf der Fähigkeit, kurze Impulse im Nanosekundenbereich über einen "ultraweiten" Frequenzbereich zu senden.

Obwohl es für kleinere Reichweiten am besten geeignet ist, kann der Standort von UWB-Signalen unter optimalen Bedingungen und Einsatzbedingungen innerhalb von 50 Zentimetern bestimmt werden, wobei die Latenzzeit extrem niedrig ist. Die Fähigkeit von UWB, Ziele mit Hilfe von Time-of-Air (ToA) und schnellen Impulsen im Nanosekundenbereich zu lokalisieren, wobei die Interferenz mit anderen RF-Übertragungen begrenzt ist, ermöglicht eine präzise Indoor-Positionierung mit Ergebnissen nahezu in Echtzeit, die auch Gerätebewegungen erfassen. Über kurze Entfernungen kann UWB hochpräzise, schnelle und sichere Kommunikation mit minimalen Interferenzen liefern.

Zu den wichtigsten Vorteilen von UWB gehören:

  • Ortungsgenauigkeit innerhalb von 40 cm
  • Höhere Präzision
  • Ortung in Echtzeit
  • Zuverlässig und sicher

UWB vs. BLE vs. Chirp

UWB und BLE werden häufig für ähnliche Anwendungsfälle verwendet, bei denen es um höhere Präzision und Innenraumbedingungen geht. Es gibt jedoch wichtige Unterschiede zwischen ihnen, die sie für unterschiedliche Anwendungen besser geeignet machen.

Die UWB-Technologie bietet in der Regel eine höhere Genauigkeit als BLE-Geräte. Dies ist größtenteils auf die abstandsbasierte Methode von UWB zur Standortbestimmung über die ToA-Überwachung zurückzuführen. Die BLE-Ortungstechnologie lokalisiert Geräte in der Regel über RSSI, was zu einer geringeren Genauigkeit führt, je nachdem, ob ein Gerät ein starkes oder schwaches Signal im Verhältnis zu seiner Position sendet. BLE hat außerdem eine viel geringere Reichweite und Datenrate als UWB und ist anfälliger für Signalstörungen.

Ein wesentlicher Vorteil von BLE ist jedoch, dass es über ein großes technisches Ökosystem verfügt, was es zu einer beliebten Option für viele Anwendungsfälle macht. Es wird in vielen der heutigen drahtlosen Geräte verwendet und ist nach wie vor die erste Wahl für die Ortung, da es eine Vielzahl flexibler Hardware-Optionen bietet, die leicht implementiert werden können, wie z. B. BLE-Beacons.

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Merkmale von BLE- und UWB-Geräten zusammen.

Funktion

BLE

UWB

Chirp 

Ortungsgenauigkeit

< 5 m

+/- 40 cm

1-2 m

Reichweite

bis zu 100 m

bis zu 200 m

bis zu 1.000 m

Frequenzen

2,4 GHz

3,1 - 10,6 GHz

2,4 GHz

Wie Inpixon helfen kann

Ob Chirp, BLE oder UWB, Inpixon bietet Ihnen die Möglichkeit, diese Technologien zu nutzen, um die Anforderungen Ihres Unternehmens zu erfüllen. Mit den RTLS-Angeboten von Inpixon können Sie eine End-to-End-Lösung aufbauen, die es Ihnen ermöglicht, die Position von Personal, Objekten, Geräten und mehr zu verfolgen und Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie Sie Ihre Abläufe intelligenter gestalten können. Von unseren firmeneigenen RTLS-Chips, gerätefähigen Modulen und speziellen Tags bis hin zu industrietauglichen RTLS-Ankern und der leistungsstarken nanoLES Location Engine bietet Inpixon alles, was Sie zur Nutzung der Leistung von Chirp, BLE und UWB benötigen, um Ihre Prozesse zu optimieren.

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ÜBER DEN AUTOR
Andreas Wehr ist ein Field Application Engineer bei Inpixon. Er ist spezialisiert auf Echtzeit-Ortungssysteme (RTLS) für den Innen- und Außenbereich und Navigationssysteme.