La tecnologia UWB (Ultra Wideband) sta diventando sempre più popolare ed è già utilizzata in smartphone selezionati, localizzatori e chiavi digitali per auto.
A differenza del Bluetooth, non serve principalmente per il trasferimento dati, bensì per determinare con estrema precisione la distanza e la direzione rispetto a dispositivi compatibili nelle vicinanze. Grazie a ciò, il telefono può non solo rilevare un localizzatore o altro hardware, ma anche indicare in quale direzione andare e quanto lontano si trova l’oggetto smarrito.
Di tanto in tanto, tecnologie arrivano sui dispositivi mobili che cambiano il modo in cui utilizziamo gli smartphone. Il Bluetooth ha liberato gli utenti dai cavi durante l’ascolto della musica e la connessione del telefono agli accessori, il Wi-Fi ha fornito un comodo accesso a Internet, e l’NFC ha reso popolari i pagamenti contactless con il telefono e l’accoppiamento rapido di dispositivi selezionati. L’UWB sviluppa queste possibilità in un’altra direzione: aiuta i dispositivi a “comprendere” dove si trovano esattamente l’uno rispetto all’altro.
Indice
Cos'è l'UWB (Ultra Wideband)?
UWB è l’acronimo di Ultra Wideband, ovvero comunicazione a banda ultralarga. È una tecnologia di comunicazione wireless a corto raggio che utilizza una banda di frequenza molto ampia per trasmettere brevi impulsi ed effettuare misurazioni precise della distanza tra i dispositivi che comunicano. Nei materiali tecnici si può trovare la dicitura UWB technology, ma per l’utente la cosa più importante è la sua applicazione pratica: il dispositivo può calcolare quanto è lontano un altro apparecchio compatibile.
UWB non è il successore del Bluetooth né un modo per avere un Wi-Fi più veloce. Sebbene la UWB communication possa servire anche per scambiare piccole quantità di dati, negli smartphone viene solitamente utilizzata per misurare la distanza, la direzione e determinare la prossimità. Nel telefono, un circuito speciale, chiamato UWB chip, è responsabile di ciò. Affinché la funzione operi, anche l’altro dispositivo — ad esempio un localizzatore, un’auto o una serratura intelligente — deve supportare lo standard appropriato.
È importante distinguere UWB dal GPS. Il GPS aiuta a determinare la posizione su una mappa e funziona all’aperto quando il telefono è in contatto con i satelliti. UWB funziona su brevi distanze e offre il massimo valore quando l’utente si trova già vicino al dispositivo cercato. Non sostituisce quindi la localizzazione GPS, ma la integra con misurazioni precise nell’ambiente circostante più prossimo.
Come funziona la tecnologia UWB in un telefono?
Il funzionamento dell’UWB si basa sulla misurazione del tempo in cui un segnale radio UWB si sposta tra due dispositivi. Le onde radio viaggiano a una velocità molto elevata e costante, quindi anche una piccola differenza di tempo permette di calcolare la distanza. Questo meccanismo è definito come Time of Flight (ToF), ovvero il tempo di volo del segnale.
I dispositivi possono anche scambiare messaggi in entrambe le direzioni. Questo metodo di misurazione è chiamato Two-Way Ranging (TWR). Il telefono invia un segnale, un localizzatore compatibile o un altro dispositivo risponde, e il sistema analizza il tempo dell’intero scambio. Grazie a ciò, i dispositivi di misurazione della distanza non devono „vedersi” su una mappa — è sufficiente che possano effettuare la misurazione radio appropriata.
In alcune soluzioni è anche possibile determinare la direzione. I meccanismi definiti come Angle of Arrival (AoA) aiutano a stimare da quale direzione arriva il segnale. È proprio su questa base che l’applicazione può mostrare una freccia che conduce all’oggetto smarrito. La precisione della localizzazione dipende però dalle capacità dei singoli dispositivi, dalla disposizione delle antenne, dagli ostacoli e dal software utilizzato. Nelle specifiche UWB si può trovare una precisione che arriva a circa 10 cm, ma ciò non significa che ogni telefono mostrerà lo stesso risultato in ogni stanza.
Tecnologie che trasformano gli accessori GSM
UWB vs Bluetooth, GPS e NFC – le differenze principali
Le tecnologie wireless nel telefono hanno compiti diversi, quindi confrontarle solo in termini di portata può portare a incomprensioni. Il Bluetooth Low Energy (BLE) consente di rilevare accessori vicini e di mantenere con essi una connessione a basso consumo energetico. È utilizzato, tra gli altri, in cuffie, smartwatch e localizzatori. Può indicare che un dispositivo è nelle vicinanze, ma non sempre ne localizza con precisione la posizione.
L’UWB offre maggiore certezza in situazioni in cui contano la posizione e la distanza. Invece di basarsi solo sulla forza del segnale ricevuto, può effettuare misurazioni precise del tempo di transito. Questo è importante in un appartamento, in ufficio o in un parcheggio, dove i riflessi da pareti, mobili o automobili possono rendere difficile la valutazione della posizione.
Il GPS è efficace per la localizzazione all’esterno e per il tracciamento del percorso, ma al chiuso la sua precisione di solito diminuisce. L’NFC, invece, funziona a pochi centimetri di distanza ed è utilizzato principalmente per la conferma rapida delle interazioni — esempi includono pagamenti contactless o la lettura di dati da un tag. L’UWB non sostituisce nessuna di queste tecnologie. Può operare accanto a esse, e in molte soluzioni Bluetooth LE o NFC aiutano a iniziare la comunicazione, mentre l’UWB si occupa successivamente del posizionamento preciso.
Localizzazione interna, portata e posizionamento UWB
La localizzazione interna è la determinazione della posizione di un dispositivo all’interno di edifici, dove il segnale GPS può essere troppo debole o impreciso. Nella versione consumer, è più facile vederla quando si cerca un localizzatore attaccato a chiavi, uno zaino o una valigia. Quando il telefono e il localizzatore supportano UWB, l’applicazione può mostrare la distanza e le indicazioni direzionali. L’utente non deve cercare in tutta la stanza — può seguire le indicazioni finché non trova il posto giusto.
Tali soluzioni rientrano nell’area definita come Indoor positioning and tracking. In una forma più elaborata, funzionano come sistemi di localizzazione in tempo reale, utilizzati ad esempio in magazzini, ospedali o stabilimenti di produzione. Richiedono quindi un’infrastruttura aggiuntiva: trasmettitori, ricevitori o punti di riferimento distribuiti nell’edificio. Un telefono con UWB non trasforma da solo ogni ufficio in un sistema di posizionamento — per una localizzazione interna completa sono necessari dispositivi di localizzazione interna compatibili e il software appropriato.
Nell’uso domestico, la scala è più semplice. Il telefono comunica direttamente con il localizzatore, potendo così fungere da strumento pratico per calcolare la distanza. Non è necessario acquistare dispositivi separati per la misurazione della posizione né installare sensori aggiuntivi. La condizione rimane, tuttavia, la compatibilità di entrambi i dispositivi e la disponibilità della funzione nel dato ecosistema.
L'applicazione della tecnologia UWB negli smartphone
Le applicazioni UWB più riconoscibili riguardano il ritrovamento di oggetti. Un localizzatore attaccato a chiavi, bagagli o uno zaino può utilizzare il Bluetooth e la rete di dispositivi del produttore per aiutare a stabilire una posizione generale. Quando l’utente si avvicina, il tracciamento della posizione UWB può assumere il ruolo di “navigatore” preciso e indicare la direzione verso il tag. Questa è una soluzione comoda, ma vale la pena ricordare che non tutti i localizzatori Bluetooth hanno un modulo UWB.
Cerchi un localizzatore per chiavi, bagagli o portafoglio?
La seconda applicazione importante è il secure keyless entry, ovvero l’accesso sicuro senza chiave. Un telefono compatibile può essere una chiave digitale per l’auto o per una serratura intelligente. La misurazione precisa della distanza aiuta il sistema a distinguere la situazione in cui l’utente si trova effettivamente davanti alla porta da un tentativo di trasmissione del segnale da una distanza maggiore. Per questo motivo, i dispositivi UWB stanno comparendo sempre più spesso anche nel settore automobilistico.
La tecnologia UWB per i consumatori può anche supportare la casa intelligente, scenari automatici attivati in prossimità di dispositivi specifici e interazioni con l’elettronica di consumo. A sua volta, le applicazioni UWB nella logistica includono l’Asset Tracking, ovvero il tracciamento della posizione di merci, carrelli o attrezzature nei magazzini. In medicina, soluzioni simili possono aiutare a localizzare le attrezzature e a organizzare il lavoro. Questo è un contesto più ampio di questa tecnologia, ma nel telefono le cose più importanti rimangono la comoda ricerca di oggetti e l’accesso sicuro.
L'UWB è resistente alle interferenze e funziona attraverso i muri?
Nelle descrizioni tecniche si può trovare il termine UWB interference resilience. Ciò non significa che la tecnologia sia completamente immune a interferenze o ostacoli. L’UWB utilizza un’ampia banda e analizza il tempo di arrivo dei segnali, il che può facilitare la separazione del segnale corretto dalle riflessioni. Ecco perché è adatto per un posizionamento preciso in ambienti chiusi, dove le onde radio si riflettono su diverse superfici.
Tuttavia, la portata UWB e la precisione della misurazione non sono costanti. Pareti, elementi metallici, mobili, il corpo dell’utente, la posizione del telefono, lo stato della batteria del localizzatore e la costruzione delle antenne possono influenzare il risultato. I segnali ricevuti dai dispositivi possono arrivare attraverso percorsi diversi e il sistema deve selezionare le informazioni corrette per la misurazione. Pertanto, i messaggi nell’applicazione devono essere considerati un aiuto per trovare l’oggetto, non uno strumento di rilevamento geodetico.
È bene ricordare inoltre che l’UWB funziona a breve distanza. Non è inteso per tracciare un oggetto attraverso l’intera città senza meccanismi aggiuntivi. Quando l’oggetto si trova lontano, la rete di localizzazione del produttore, il Bluetooth e i dati sull’ultima posizione conosciuta sono importanti. Solo quando ci si avvicina all’oggetto, la tecnologia UWB può fornire una localizzazione precisa.
Dispositivi UWB – come verificarne la compatibilità e ne vale la pena?
Le informazioni sull’UWB si trovano meglio nella specifica ufficiale del telefono. I produttori possono descrivere questa funzione come Ultra Wideband, UWB, chip UWB, localizzazione precisa o chiave digitale. Il solo possesso di Bluetooth, NFC o GPS non significa ancora che il dispositivo mobile supporti l’UWB. La tecnologia si trova più spesso in telefoni selezionati di fascia alta, ma la disponibilità dipende dalla marca, dal modello e dal mercato.
Vale la pena controllare anche il secondo elemento del set. Affinché il telefono possa guidare l’utente al localizzatore, entrambi i dispositivi devono supportare standard UWB compatibili. È necessario verificare anche i requisiti dell’applicazione, la versione del sistema ed eventuali restrizioni regionali. Questa regola si applica anche alle chiavi digitali: telefono, auto o serratura devono essere compatibili con lo stesso servizio.
Vale la pena acquistare un telefono con UWB? Per chi utilizza un localizzatore compatibile, una chiave digitale o una smart home avanzata, la risposta è spesso: sì. La funzione non è indispensabile per l’uso quotidiano dello smartphone, ma può far risparmiare tempo in situazioni banali quanto irritanti — quando le chiavi spariscono tra i cuscini, lo zaino rimane in un’altra stanza, e il telefono deve aiutare a trovare un oggetto, non solo a confermare che si trova da qualche parte nelle vicinanze.
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