Geschichte, Entwicklung & Nutzen von Chirp Spread Spectrum

16. Juli 2022 von Norman Dziengel
Gelesen in 17 Minuten

Chirp, auch bekannt als Chirp Spread Spectrum (CSS), ist eine einzigartige Funkfrequenztechnologie, die drahtlose Kommunikation in einer Vielzahl von Szenarien ermöglicht, von der Ortung von Vieh in großen landwirtschaftlichen Betrieben im Freien bis hin zur Kollisionserkennung in unterirdischen Minen. Chirp ist seit über 20 Jahren in der Branche etabliert und als leistungsstarke 3-in-1-Lösung für Echtzeit-Ortungssysteme (RTLS), Entfernungsmessung und Kommunikation bekannt.

Zu den Anwendungsfällen von Chirp gehören:

  • Kollisionserkennung und -vermeidung in industriellen Szenarien, in denen Zuverlässigkeit entscheidend ist
  • Intelligente Lagerhallen oder Fabriken, in denen die Ortung einen gewissen Automatisierungsgrad einführt
  • In Outdoor-Szenarien über große Entfernungen oder als zweite Technologie oder Sicherheitsnetz, falls GPS ausfällt
  • Zur Ortung von Personal in gefährlichen Szenarien, um für alle verantwortlich zu sein
  • Für das Hofmanagement außerhalb einer Anlage, um die Transparenz zwischen Innen- und Außenbetrieb aufrechtzuerhalten
  • In sehr großen Einrichtungen, in denen eine hohe Reichweite nützlich wäre (und um Geld zu sparen), da mit Chirp im Vergleich zu anderen RF-Technologien weniger Anker eingesetzt werden müssen

In diesem Beitrag gehen wir auf eine Reise in die Vergangenheit, um die Geschichte von Chirp und den heutigen Stand der Technik zu untersuchen.

Die frühen Anfänge von Chirp

Inpixon's logo for Chirp Spread Spectrum (CSS)

Chirp funktioniert durch die Übertragung von Daten zwischen Geräten über Funkwellen und die Kommunikation über Signale, die auch als Chirps bezeichnet werden. Diese Kommunikationstechnik wird in der Natur von Tieren wie Delphinen und Fledermäusen verwendet. Diese Chirps wurden dann in den 1940er Jahren von Professor Hüttmann für Radaranwendungen in der Technik eingeführt. 1947 entwickelte Sidney Darlington, ein IEEE-Fellow auf Lebenszeit, den Chirp für Radaranwendungen während seiner Forschungszeit weiter.

1996 wurde die Entwicklung mit der Patentierung von Chirp-Pulsen durch Canon für die Datenübertragung in Glasfasersystemen fortgesetzt. Da Chirp auf dem 2,45-GHz-ISM-Band arbeitet, wurde es auch in militärischen Anwendungen für eine zuverlässige Kommunikation mit Schutz vor Störungen eingesetzt. Viele der Weiterentwicklungen von Chirp Spread Spectrum seit den 1990er Jahren wurden von nanotron Technologies fortgeführt, einem führenden Anbieter von elektronischen Lösungen zur Standortbestimmung, der später von Inpixon übernommen wurde.

Chirp's Geschichte mit Inpixon - Eine Zeitleiste der Ereignisse

  • 1991 - nanotron Technologies wird von Manfred Koslar gegründet: Seine Vision war es, einen Chip für das drahtlose Zeitalter zu entwickeln, der Datenkommunikation mit den geringsten Energiekosten ermöglicht. Er war von der Idee inspiriert, seine Brieftasche immer in unmittelbarer Nähe zu wissen.
  • 2003 - Der erste Nanotron-Chip wurde entwickelt: Der IC: nanoNET-Chip wurde für die drahtlose Kommunikation für autarke und eingebettete Anwendungsfälle verwendet. Reichweite war noch nicht möglich.
  • 2004 - Jens Albers wird der neue CEO von nanotron: Albers ebnet später den Weg für eine RTLS-Lösung mit Chirp.
  • 2005 - Neues nanotron-Patent: Das Patent bezieht sich auf die symmetrische Mehrwege-Methode zur Bestimmung der Entfernung zwischen zwei Sender-Empfängern.
  • 2006 - Neuer nanotron Chip wird veröffentlicht: Der IC nanoLOC TRX-Chip war für eine lange Verfolgungsreichweite bei Metergenauigkeit. Im nächsten Jahr bringt nanotron das erste nanoLOC AVR-Modul für den medizinischen Bereich heraus.
  • 2008 - RTLS wird zur Priorität erklärt: Albrecht Rommel, Director System Architecture, führt RTLS in nanotrons Roadmap ein.
  • 2008 & 2009 - Neue Versionen: nanotron führt das nanoPAN Modul und den nanoANQ Anker ein.
  • 2011 - Neues nanotron-Patent: Dieses Patent bezieht sich auf die Methode und das System zur Reduzierung von Mehrwegeffekten bei der drahtlosen Synchronisierung und/oder Ortung in der EU. Bis 2012 erhält nanotron ein ähnliches Patent in den USA.
  • 2011 - nanotrons erste TDoA-Installation: Dies war die erste Bewährungsprobe des laufenden Systems in einer realen Anwendung. Später im Jahr 2011 hatte nanotron seine erste TDoA-Installation für die Gesundheit von Nutztieren.
  • 2012 - Markterweiterung: nanotron hat sein erstes TDoA-Projekt in der Logistik.
  • 2013 - Neue Version: nanotron bringt den nanoANQ XT Anker für raue, robuste Umgebungen heraus.
  • 2014 - Markterweiterung: nanotron hat seine ersten Bergbaupiloten mit RTLS unter Verwendung von TDoA, und 2015 wird der Bergbau zu einem etablierten Markt.
  • 2015 - Neue Versionen: Der swarm bee LE (v1) Tag wurde für Ortungslösungen in den Bereichen Positionierung, Entfernungsmessung und Kommunikation eingesetzt, und die swarm bee API bot erweiterte API-Unterstützung für vereinfachte Ortung und Kostenreduzierung.
  • 2016 - Neues Release: nanotron stellte seine Toolbox 3 Produktivitätswerkzeuge vor, die zur Optimierung der Planung, Integration, Installation, Konfiguration und Wartung von RTLS eingesetzt werden.
  • 2017 - Sensera erwirbt nanotron: Diese Akquisition bedeutete die Verschmelzung von Sensoren und Ortungsanwendungen und damit den Einstieg in den IoT-Markt.
  • 2018 - Preisverleihung: nanotron gewinnt einen Geo IOT World Award für Ortungs- und Annäherungsdienste in Innenbereichen.
  • 2020 - Inpixon erwirbt nanotron: Mit dieser Übernahme wird Nadir Ali neuer CEO und die Produktlinie wird um die Bereiche Indoor Mapping und Sicherheit erweitert.
  • 2020 - Neue Version:  Inpixon bringt swarm chirp V3 auf den Markt, ein fortschrittliches RTLS-Tag-Modul für die Echtzeitortung.
  • 2021 - Neue Veröffentlichungen: Inpixon führt den nanoANQ chirp V3 PCB ein, einen neu verbesserten und erschwinglichen Anker mit reduzierter Größe. Später wird auch der Chirp-Asset-Tag für die RTLS-Objektortung mit hoher Reichweite eingeführt.
  • 2022 - Zertifizierung: Der Swarm Chirp V3 von Inpixon wird von FCC/CE Certification Testing und ISED (Innovation, Science and Economic Development Canada) zertifiziert, was eine kürzere Markteinführungszeit und geringere Kosten für Integratoren bei der Zertifizierung von Endprodukten bedeutet.

Lernen Sie noch heute die Kernfunktionen des Chirp Spread Spectrum kennen

Inpixon ist heute führend in der Chirp-Technologie und bietet Lösungen wie den Inpixon Asset Tag, den nanoANQ Chirp Anker, die nanoANQ Chirp Leiterplatte und das Swarm Chirp Modul. Diese Technologie bietet Chirp-fähige Lösungen für die Ortung, Entfernungsmessung und Kommunikation in einer Vielzahl von realen Szenarien in verschiedenen Branchen wie dem Baugewerbe, dem Bergbau und der Viehwirtschaft.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Chirp gehören:

  • Robustheit, mit seiner Widerstandsfähigkeit gegen Störungen selbst in schwierigen industriellen Umgebungen 
  • Flexibilität durch hohe Reichweiten von 300 m bis 500 m (unter optimalen Bedingungen bis zu 1000 m) sowie Innen- und Außeneinsatzmöglichkeiten
  • Skalierbarkeit, da die hohe Reichweite die Anzahl der erforderlichen Anker reduziert und aufgrund des ISM-Bandes von 2,45 GHz auch im Freien ohne Lizenz eingesetzt werden kann
  • Zuverlässigkeit, da es seit über 20 Jahren in TDoA-basierten RTLS- und TOF-basierten CAS-Szenarien eingesetzt wird

Aber das ist nur ein kleiner Ausschnitt dessen, was Chirp Unternehmen heute bietet. Wenn Sie mehr über die Chirp-Technologie erfahren möchten und darüber, wie sie sich von anderen RF-Technologien abhebt, laden Sie unser kostenloses Chirp-Whitepaper herunter oder kontaktieren Sie uns noch heute!

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ÜBER DEN AUTOR
Norman ist Produktmanager bei Inpixon und verfügt über mehr als 5 Jahre Erfahrung in diesem Unternehmen. Norman hat einen Doktortitel in Informatik mit Schwerpunkt auf drahtlosen Sensornetzwerken. Mit seiner Erfahrung in den Bereichen Produktmarketing, Produktmanagement und Design von Ranging- und RTLS-Produkten ist er ein wichtiges Mitglied bei der Weiterentwicklung und Innovation des RTLS-Produktportfolios von Inpixon.