从技术角度分析小米UWB"一指连"技术

今天看了一篇文章《小米UWB技术发布！手机一指，就能操控》文章介绍说用内置了小米UWB芯片和天线的手机（UWB芯片和天线以下简称UWB模块）和内置了UWB模块的智能设备可以实现轻松的互动交互体验，如下图所示将手机指向内置了UWB模块的电风扇，手机就变成了电风扇的遥控器。

 

 

如下图所示用手机指向电视，手机就变成了电视遥控器可以控制电视。

 

 

如下图所示用手机指向节能灯，手机就可以遥控开关灯和调节灯的亮度。

 

 

手机变成了一个万能遥控器，指向什么智能设备就可以遥控什么智能设备，有没有感觉很神奇、感觉很新鲜，下面我就从技术角度来谈谈它是如何实现的。

 

 

 

这个所谓的“一指连”技术它有一个核心的模块就是UWB模块，UWB模式是一种基于UWB技术开发的模块，那什么是UWB技术呢？

 

超宽带（Ultra Wide Band，UWB）技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，UWB技术具有数据传输速率高（达1Gbit/s）、抗多径干扰能力强、功耗低、成本低、穿透能力强、截获率低、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点。

 

 

本质上来说UWB技术还是一种通信技术，像我们熟悉的WIFI，蓝牙技术也是一种通信技术。

 

小米的"一指连"技术就使用了UWB技术的通信和测距功能，首先手机上需要带有UWB模块，智能设备上也要带有UWB模块，有了这个模块手机和智能设备之间就具有了通信能力，手机就可以给智能设备发送控制指令控制设备，这个通信能力用蓝牙或者WIFI也可以实现并没有太多突出特点，但是精准的测距能力就是UWB模块的亮点了。手机上的UWB模块发射通信脉冲，智能设备上的设备接收脉冲，通过脉冲的飞行时间*速度就可以算出智能设备和手机之间的距离了，这个距离精度最高可以做到几个厘米，美国的P440模块（一种基于UWB开发的模块）其测距精度就可以做到3厘米左右。

 

有这个距离我们就可以知道手机和智能设备之间的距离了，但是只有一个距离我们是无法知道智能设备在什么方向的，只能知道智能设备在以手机为圆心，距离为半径的圆圈上，这样如果我们周围有多个智能设备就无法知道要求控制哪个设备了。

解决这个问题的办法就是需要多个天线，通过多个天线或者说多个模块，让手机和多个UWB模块测距就可以获得手机和这多个模块的距离从而反算出手机和模块的角度，也就是手机和智能设备的角度，这样我们就可以知道手机想要控制哪个智能设备了。

 

以上的介绍大概就说明了小米手机“一指连”的原理，如果有描述不准确地方希望各位指正我们留言探讨。

 

基于以上的技术原理，我们做出了跟随模块，就是一种可以让小车跟着人走的解决方案。通过人手持一个UWB模块，小车上携带一个UWB模块，让小车可以感知人员位置变化，从而实现跟随，小米的一款平衡车那个也有这个功能。

 

其实UWB技术在工业级领域已经得到了广泛的应用了，基于UWB技术的定位系统可以实现室内的精准定位，弥补了室内没有卫星信号的空白。

 

通过在需要定位室内布设UWB基站,需要被定位的目标对象佩戴UWB标签，就可以实现对目标对象的精确定位，实时掌握目标对象的位置信息，这个系统的架构如下图所示

 

室内安装的UWB基站就相当于天上的卫星，他将接收到的目标对象的脉冲数据发送到上位机软件，通过上位机软件计算出目标对象的实时位置。

 

 

下图为一个工业现场安装的UWB基站。

 

有了目标对象的实时精确位置，就可以基于这个位置做很多互动应用，比如我们常用考勤统计、导航、轨迹追踪、考勤危险区域报警、SOS一键呼救等等功能，在此我就不多介绍了，感兴趣的可以看我之前的文章介绍。

 

最后总结下，UWB技术的应用其实还有很多很多可以想象的场景，UWB技术的使用将带来各种很好的交互体验，为万物互联带来多一种选择。