Компоненты для точного позиционирования внутри помещений по технологии Direction Finding (AoA/AoD)

Компоненты и отладочные наборы для разработки устройств с технологией Bluetooth Direction Finding (AoA/AoD)

Являясь официальным дистрибьютором Nordic Semiconductor, u-blox и CoreHW в ЕАЭС, компания «Ультран ЭК» предлагает полный набор компонентов для разработки устройств для точного позиционирования внутри помещений по технологии Bluetooth Direction Finding (AoA/AoD): от микросхем, модулей и антенн, до полноценных отладочных комплектов и программного обеспечения. Данная технология, включенная в спецификацию Bluetooth 5.1 и выше, позволяет локаторам, оснащенным антенными решетками, определять угол направления на источник радиосигнала от мобильной метки. При помощи нескольких локаторов возможно определять местоположение объекта с точностью менее метра.

Компоненты: микроконтроллеры (SoC), коммутаторы (RF switch), антенны и модули

1. Микроконтроллеры Nordic Semiconductor, которые на данный момент поддерживают Bluetooth 5.1+: nRF52811, nRF52820, nRF52833 и nRF5340. Первые два обычно используют для метки, остальные для локатора/anchor (базы с антенной решеткой), т.к. ему требуется значительно больше ресурсов для вычислений. Полные характеристики микроконтроллеров Nordic Semiconductor можно посмотреть в каталоге.

2. Специализированные 16-ти канальные антенные коммутаторы (RF switch) для AoA/AoD от CoreHW: CHW1010-1-1.0 (SP16T AoA/AoD коммутатор 16-ти монопольных антенн), CHW1020-1-1.0 (SP8T AoA/AoD коммутатор 8-ми дипольных антенн).

3. Готовые антенные модули CoreHW CHW1010-ANT1-1.0. На модуле установлен коммутатор CHW1010 и разъемы для подключения ВЧ и управляющих сигналов. Антенная решетка состоит из 8 пар антенн с разной поляризацией. По данным CoreHW данная конфигурация антенной решетки позволяет даже при меньшем размере платы (минимальная в сравнении с другими производителями), добиться в купе с соответствующими алгоритмами обработки меньшего влияния помех и переотражений, а, следовательно, большей точности. На данный момент, это лучшее решение на рынке по точности со средней ошибкой позиционирования значительно меньше 1м. 

4. Модули u-blox NINA-B40, NINA-B41, NORA-B1, BMD-360. Модули базируются на SoC Nordic Semiconductor аппаратно поддерживающих Bluetooth Direction Finding. Используя OpenCPU версию модулей, SDK и примеры Nordic Semiconductor и своего программного обеспечения можно реализовать как метки, так и локаторы собственной конфигурации. Однако, наибольший интерес прдставляюмодули NINA-B41 со специальной прошивкой от u-blox для Direction Finding - u-connectLocate.  Прошивка поддерживает 2 типа антенн: собственные антенны u-blox (C211) и антенны CoreHW (CorePatch 8 dual-polarized, square-shaped, antenna board, CHW1010-ANT1-1.0). Она позволяет получить из модуля не просто I/Q sampling, а уже готовый угол направления на метку, который рассчитывается внутри модуля на базе физических моделей поддерживаемых антенн.

Отладочные комплекты:

1. Отладочный комплект Nordic Semiconductor (832974365J: Direction Finding Kit). Состав: 2 локатора/anchor (nRF52833-DK + антенны Nordic), 2 метки/tag (nRF52833-DK), программы для микроконтроллеров (в nRF Connect SDK), демонстрационная программа для ПК (Direction Viewer в nRF Connect for PC), которая позволяет визуализировать направление на метку.

Более подробно ознакомиться с технологией Direction Finding от компании Nordic Semiconductor можно перейдя по ссылке.

2. Отладочный комплект CoreHW CHW1010-EVKN-1.0. Состав: 4 CorePatch локатора/locator в корпусе (CHW1010-ANT1-1.0 + nRF52833-DK + корпус), 2 метки/tag (nRF52833-DK), USB-хаб и USB-кабели для подключения локаторов и меток к ПК. USB-диск с инструкцией пользователя и демонстрационная программа для ПК с возможностью полноценного отображения как угла направления, так и позиции метки.

3. Отладочный комплект u-blox XPLR-AOA-2. Состав: 4 локатор (C211 antenna board), 4 метки (C209 tags), прошивка для модулей u-connectLocate Direction Finding SW (с сайта u-blox.com), пример программы для C209 tag (с сайта Github), демонстрационная программа для ПК от u-blox для визуализации угла направления и позиции метки. Кроме того, в отладочный комплект входит лицензия на месяц бесплатного пользования профессиональным полнофункциональным ПО для indoor positioning (веб версия и приложение для смартфона) от компании TraXmate (https://traxmate.io/), куда можно загрузить полноценную 3D модель помещения и т.д.

Референс-дизайны и программное обеспечение:

1. Nordic Semiconductor: референс-дизайн на антенну Nordic (высылается по запросу), в nRF Connect SDK находятся исходные коды примера программы для метки и локатора (поддерживает только антенну Nordic), на Github исходные коды демонстрационной программы для ПК Direction Viewer.

2. CoreHW: референс-дизайн на антенну CHW1010-ANT1-1.0, исходные коды программ для метки и локатора (поддерживает только антенну CoreHW), исходные коды полноценной программы для ПК. Материалы предоставляются на платной основе: лицензия + роялти.

3. u-blox: референс-дизайн локатора C211 antenna board (сделанного на базе модуля NINA-B411), референс-дизайн метки C209 tag (сделанной на модуле NINA-B406), специальная прошивка для модулей NINA-B41x u-connectLocate Direction Finding software. Отличительной особенностью ПО u-connectLocate является то, что оно поддерживает две модели антенн: собственные антенны u-blox (C211 antenna board) и антенны CoreHW (CorePatch 8 dual-polarized, square-shaped, antenna board). Тем самым можно использовать модули NINA-B41x совместно с готовой антенной CHW1010-ANT1-1.0, без дополнительных затрат на лицензию и роялти, и получать повышенную точность определения координат.

Получить консультацию, отладочные комплекты во временное пользование для тестирования, а также приобрести образцы микросхем, антенны и отладочных комплектов можно обратившись в компанию «Ультран ЭК».