村田:工业环境中的测距与定位应用解决方案

Release time:2026-01-28
author:AMEYA360
source:村田
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  在现代工业环境中,随着自动化技术的迅速发展,准确的测距与定位技术成为了提高生产效率、保障工人安全和优化资源分配的关键因素。随着工业4.0的进一步推进,实时定位系统(RTLS)、激光测距技术、超宽带(UWB)技术等表现突出的测距与定位解决方案,已经成为实现精细化管理和智能化运营的重要技术。

  本文将探讨这些技术在工业环境中的应用现状、面临的挑战,与未来的发展趋势,以及由Murata(村田制作所)所推出的相关解决方案。

村田:工业环境中的测距与定位应用解决方案

  准确测距,确保工业系统的效率和安全

  利用M2M(机器与机器)和H2M(人与机器)之间的准确测距功能,可以增强多种应用中的安全性,尤其是在工业自动化、智能交通和人机协作领域。测距应用通常会使用包括超声波、雷达、激光雷达(LiDAR)或超宽带(UWB)等技术。这些技术能够提供亚米级甚至厘米级的距离测量精度。通过实时测量机器或人之间的距离,可以生成准确的位置信息,并通过算法对其进行处理。

  在工业环境中,防碰撞系统相当重要,自动化设备和机器人之间的准确测距可以避免相互碰撞,确保设备的安全运行。此外,机器之间的准确测距还可以帮助优化其移动路径,减少不必要的能量消耗和磨损,从而提高系统的效率和安全性。

  在人与机器人协作的环境中,人机协作的安全便相当关键,通过测距技术实时监控两者之间的距离,当检测到人员过近时,系统可以自动减速或停止机器人以防止发生碰撞。此外,测距技术还可以用于监控危险区域,确保人类操作员不会无意中进入危险的工作区。

  目前已可采用多种技术结合的安全保障方式,像是进行多传感器组合,将多种测距技术和传感器数据结合(如摄像头、红外线传感器等),可以提高测距的可靠性和准确性,从而进一步增强安全性,或是利用人工智能和机器学习算法分析测距数据,可以预估潜在危险,并提前发出警告,以避免事故发生。

  通过以上方式,M2M和H2M之间的准确测距功能,在保障工业和人机协作安全方面发挥着至关重要的作用。

  实时定位系统,有哪些常见关键技术?

  实时定位系统(RTLS, Real-Time Location Systems)是一种能够实时跟踪和监控物体或人员位置的技术,大量应用于安全管理和工人效率监控。

  RTLS实时定位系统的关键技术相当多样。

  像是UWB技术可提供高精度的定位,误差范围通常在几公分以内,非常适合需要准确跟踪的应用场景。

  或是采用射频识别(RFID)系统,通过在标签和读取器之间传输信号来跟踪物品或人员的位置,它通常用于较低精度的定位。

  此外,也可采用Wi-Fi定位,其可基于信号强度测量,可以在已有的网络基础设施上部署,但定位精度通常较低。

  另一方面,还可使用蓝牙低功耗(BLE)技术,BLE信标通过发送信号与设备通信来实现定位,精度适中,适合低功耗需求的场景。

  全球定位系统(GPS)则是适合在户外环境中使用,在室内定位的效果较差且耗电较多。

  此外,也可利用摄像头和计算机视觉技术来检测和跟踪物体或人员的位置,通常用于需要高精度的室内应用。

  RTLS的应用领域相当宽广。

  像是在工人安全监控应用中,RTLS可以实时跟踪工人在工作环境中的位置,确保他们不会进入危险区域。如果工人靠近危险设备或区域,系统可以发出警告或自动停止相关设备。在发生紧急情况时,RTLS也可以帮助迅速定位工人并引导救援人员进行迅速救援。

  此外,还可通过分析工人在不同区域的活动,可以评估工作流程的效率,优化任务分配,减少时间浪费,提高生产力。

  RTLS还可以用于跟踪和管理工具、设备和物料,减少丢失和误放的情况,确保设备的有效利用。

  在仓库和物流中心,RTLS可以优化库存管理,减少订单处理时间,提升供应链的整体效率。

  在医院环境中,RTLS可用于跟踪医护人员、病人和关键医疗设备的位置,确保及时响应和资源的有效使用。

  超宽带技术,实现安全、准确的距离测量

村田:工业环境中的测距与定位应用解决方案

  UWB技术利用基于无线电波飞行时间(ToF)技术,来进行的安全、准确的距离测量。

  Murata生产与开发了基于NXP的UWB模块,以及采用Qorvo与Nordic芯片的UWB模块。

  Murata的Type 2BP是超小型UWB模块,包括NXP的Trimension SR150 UWB芯片组、时钟、滤波器和外围器件,非常适合一般物联网设备。这款小尺寸UWB模块支持UWB 5与9频道,具有SPI接口与3天线支持(3D AoA或2D AoA),并已通过FCC/CE参考认证,采用树脂模制结合共形屏蔽结构,尺寸仅有6.6 × 5.8 × 1.2 mm,支持功率校准和晶体校准。

  Murata还推出搭配Type 2BP的评估板──LBUA0VG2BP-EVK-P,该评估板上有Type 2BP和NXP QN9090(BLE芯片)、USB-UART转换IC,可通过USB电缆供电,并通过PC的COM端口运用QN9090控制Type 2BP。该开发套件已获得Apple®批准,用于评估支持UWB的配件,这些配件利用Apple的附近交互框架,可与包含U1芯片的Apple产品进行交互。

  Murata的另一款基于NXP UWB芯片组的UWB模块是Type 2DK,这是一款一体化UWB结合蓝牙®LE组合模块,集成了NXP Trimension™ SR040 UWB芯片组、NXP QN9090蓝牙® LE与MCU芯片组、板载天线和外围器件,非常适合使用钮扣电池供电的UWB标签/跟踪器,以及一般物联网设备,并已通过FCC/CE参考认证。

  Murata也有推出搭配Type 2DK的评估套件──LBUA2ZZ2DK-EVK,该评估套件上配有Type 2DK、UART-USB IC、SWD端口和币形电池座。

  Murata的Type 2AB模块则是被设计为超小型、高质量和低功耗的UWB模块,非常适合小型电池供电的物联网设备和应用。

  Type 2AB采用Qorvo QM33120W UWB芯片组,支持5和9频道,并通过FCC/IC/TELEC参考认证,集成了Nordic IC—nRF52840,是无主机模块,它还具有蓝牙低功耗功能,用于唤醒UWB和更新固件,集成的3轴传感器可节省电池电量,并嵌入UWB和MCU的参考时钟。Type 2AB是市场上特别小巧、高度集成的UWB模块,比CoB解决方案面积减少75%,每个器件的频率、发射功率和天线延迟均经过校准,可支持多天线设计和评估。

  LBUA5QJ2AB-828EVB评估套件是Murata UWB/蓝牙低功耗模块Type 2AB的评估板,可通过USB接口将板上的Type-C USB端子与PC连接并通电,且有串口,客户可以通过串口终端输入AT命令来评估RF性能。如果客户将演示固件重新编程到模块中,还可以评估简单的TWR和PDoA功能。

  应用于测距与定位的Wi-Fi与蓝牙模块

  除了UWB技术之外,Wi-Fi与蓝牙技术也可用于测距与定位应用,当Wi-Fi与蓝牙结合时还可让您直接连接到互联网,因此它是适合物联网产品特别灵活的无线技术。

  目前Murata已有多种Wi-Fi®与蓝牙模块可供选择,支持IEEE 802.11a、11b、11g、11n和11ac 2×2 MIMO标准、2.4GHz和5GHz频段,适用于无线LAN和蓝牙®4.1/4.2/5.0/5.1 BR/EDR /LE通信。

  Murata的Type 2AE是一款基于Infineon CYW4373E组合芯片组的小型高性能模块,支持Wi-Fi®802.11a/b/g/n/ac结合蓝牙® 5.2 BR/EDR/LE,Wi-Fi上的PHY数据速率达到433Mbps,蓝牙®则支持3Mbps PHY数据速率。WLAN部分支持SDIO v3.0 DDR50接口,蓝牙®部分支持高速4线UART接口和用于音频数据的PCM,WLAN和蓝牙®部分也都支持USB 2.0接口。

  在开发系统时可在NXP i.MX(Linux/FreeRTOS)上开发软件,若要在RTOS上开发软件,可采用Infineon的WICED™开发系统,可大大减少为嵌入式设备添加无线连接所需的工作量。该SDK使开发人员能够迅速创建针对资源匮乏的微控制器的网络连接应用。在评估工具方面,则可以在Linux系统上选择Embedded Artists的2AE M.2模块。

  Murata的Type 2EA则是一款基于Infineon CYW55573组合芯片组的小型高性能模块,支持Wi-Fi®802.11a/b/g/n/ac/ax 2×2 MIMO与蓝牙®5.3 BR/EDR/LE,Wi-Fi®上支持达到1.2 Gbps PHY数据速率,以及传统蓝牙(EDR)上的3Mbps PHY数据速率与蓝牙®LE上的2Mbps PHY数据速率。WLAN部分支持PCIe v3.0 Gen 2和SDIO 3.0接口,蓝牙®部分支持高速4线UART接口和用于音频数据的PCM。

  Type 2EA同样拥有NXP i.MX Linux上支持的软件配置,以及适用于NXP i.MX平台的Linux驱动程序/固件,Murata建议的评估硬件则是Embedded Artists的2EA M.2模块。

  Type 1XL则是一款基于NXP 88W9098组合芯片组的小型高性能模块,支持Wi-Fi® 802.11a/b/g/n/ac/ax 2×2 MIMO与蓝牙®5.3 BR/EDR/LE,支持Wi-Fi®上的1200Mbps PHY数据速率,和蓝牙®上的3Mbps PHY数据速率。WLAN部分支持PCIe 2.0接口,可选支持SDIO 3.0。蓝牙®部分支持高速4线UART接口(可选支持SDIO)和音频数据的PCM。

  在软件开发上同样支持对于NXP i.MX Linux上的配置,Murata建议的评估硬件则是Embedded Artists的1XL M.2模块。

  Murata的Type 2DL则是一款基于NXP IW611组合芯片组的小型高性能模块,支持Wi-Fi® 802.11a/b/g/n/ac/ax与蓝牙® 5.3 BR/EDR/LE,Wi-Fi®上达到601Mbps PHY数据速率,和蓝牙®上的2Mbps PHY数据速率。WLAN部分支持SDIO v3.0 DDR50接口,蓝牙®部分支持高速4线UART接口和用于音频数据的PCM。

  Type 2DL的开发软件对于NXP i.MX Linux上支持的配置目前仍待定,Murata建议的评估硬件则为Embedded Artists的2DL M.2模块。

  总 结

  随着工业环境的复杂性和自动化需求的提升,准确的测距与定位技术在保障安全、提升生产效率以及实现资源优化管理方面的作用日益重要。通过实施杰出的测距与定位解决方案,如实时定位系统(RTLS)、激光测距技术和超宽带(UWB)技术,企业不仅能够大幅度提高运营效率,还能够在智能化管理方面获得竞争优势。

  Murata生产多种UWB与WiFi/蓝牙模块,虽然测距与定位用例是“系统/解决方案”业务而不是模块业务,但有鉴于工业RTLS应用将是一个不断增长的市场,且需要定制和进行有限的扩展,因此Murata将可与市场上的这些第三方软件与厂商合作,积极切入这一领域。


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村田丨数字孪生:在数字空间中再现现实空间的“双胞胎”
  近些年来,“数字孪生”一词在IT新闻等当中出现得越来越多。“数字孪生”是指利用现实空间(物理空间)的信息,在数字空间(网络空间)中再现虚拟现实的方法。人们期望通过在数字空间中创建现实空间的双胞胎,产生以前无法获得的价值。您一定很好奇,数字孪生有什么应用场景,需要哪些支撑技术吧?  数字孪生:在数字空间再现现实空间的“双胞胎”  数字孪生,不再是科幻!  “数字孪生”一词的热度近年来已经仅次于人工智能。  据了解,日本国家和东京都在努力实施城市的数字孪生。日本数字厅提出了与日本经济产业省、日本国土交通省等合作实现“构建数字孪生”的目标。为了在数字空间中再现虚拟城市,从而达到未来无人驾驶汽车等自动移动工具的运行目的,正在力争利用3D地理空间信息、气象状况、交通状况等构建数字孪生。  作为其中的一项尝试,静冈县正在致力于构建“VIRTUAL SHIZUOKA(虚拟静冈)”,以1:1的比例在虚拟空间中将静冈县作为点的集合再现。东京都也正在实施“数字孪生实现项目”,期待将其应用于防灾、城市建设、移动、环境和旅游等行业。  数字孪生已经不仅限于上述智慧城市类的应用。在民间,抢先利用数字技术的公司也越来越多地引入数字孪生。数字孪生正在“实现持续运转工厂”、为技术人员提供远程支持以及新领域技术开发等方面发挥积极作用。  数字双胞胎与物理信息系统的关系  数字孪生中的“孪生”就是双胞胎的意思。数字孪生就是在数字世界中创建的现实世界双胞胎。利用传感器和摄像头等将现实世界中的物体的状态作为数据获取,然后在数字世界中再现。  如果能够以高精度在数字世界中再现现实世界的物体,就能在数字世界中确认与现实世界相同的行为。例如,考虑创建工厂的数字孪生。如果尝试长期连续运行该数字工厂,就能掌握未来的问题和修理时间。这使我们能够在不损坏现实世界的设备的情况下验证未来的状况。  与数字孪生类似的术语是“信息物理系统(CPS)”。信息物理系统也是获取现实世界的数据并在网络空间即数字空间中进行分析。在此基础上,在信息物理系统中会反馈分析结果以改进现实世界的状态。  可以看出,数字孪生和信息物理系统是相似的概念,因为它们的目的都是通过同步现实世界和数字空间的状态来创造新的价值。如果我们仔细研究这些概念,就会发现数字孪生的主要目的是在数字空间中再现现实世界并利用分析结果,而信息物理系统的不同之处在于,它的目的是构建一个通过向现实世界反馈来进行改进的循环。也就是说,可以将数字孪生视为信息物理系统的一个要素。  03  数字再现,需要哪些基础科技?  实现数字孪生需要哪些系统构成要素?这些要素需要通过哪些技术手段才能获取?  数字孪生的主要构成要素有以下4个:  数据获取  数据收集  分析与解析  反馈  为了在数字空间中掌握现实世界的当前状态,需要实时获取数据。为了对传感器等获取的数据进行分析和解析,需要在数字空间中进行数据收集。此外,还需要一个能够对收集的数据进行高度分析和解析的平台。为了将这些结果反馈到现实世界并能够充分利用,还需要前沿技术。  这里要考虑的一件事是获取的数据的质量。无论数据收集机制和分析平台有多好,如果数据本身的质量很差,就很难从中产生价值。要知道,为了利用数字孪生创造价值,仅仅获取数据是不够的,数据获取的频度、所需数据的种类以及将数据数字化时的精度等也是通过数字孪生创造价值时需要讨论的基本项目。  可以看出,实现数字孪生,需要很多前沿的技术来支撑。  数字孪生是通过结合多种技术而实现的。获取数据时使用了多种传感器技术。如果创建工厂的数字孪生,现有生产设备生成的日志数据非常重要,如果使用数字孪生再现飞机或汽车等,则需要发动机、电机等多种控制数据。在创建城市和社会基础设施的数字孪生时,可能需要温度、湿度、建筑物和道路的3D数据、行人和车辆的实时位置信息等。来自摄像头的图像和视频、来自麦克风等的声音等数据也可用于构建数字孪生,可以认为是广义的传感器。  然而,仅仅收集这些数据并不能带来数字孪生的好处。为了实时收集来自传感器、测量仪器等的信息,无线通信通常能发挥作用。有时还因使用高清图像而需要进行大容量通信,或者需要低延迟性和高可靠性。  人们对低廉成本、可长时间驱动的电池设备的需求也很高。为了满足这些条件,需要有效利用能够实现高性能的无线通信方式,例如前沿的5G网络和目前已经开始标准化的6G等。如果位于工厂等有限的区域内,也可以考虑使用Wi-Fi和本地5G等。显然,在数字孪生中,从数据获取到数据收集的部分与实现物联网(IoT)所需的基础设施有很多重叠的部分。  接下来,分析收集到的数据需要很强的计算能力,因此使用配备高性能计算机的数据中心和云服务。在从未知数据之间的关系进行推断时,使用AI(人工智能)也是一个重要因素。通过数字孪生在数字空间中能在多大程度上再现现实世界的状况取决于这些分析和解析的能力。  此外,还需要一种机制将数字空间中获得的知识反馈到现实世界。数字孪生分析的结果不仅可以通过机械的方式反馈给控制设备,还可以使用AR(增强现实)、VR(虚拟现实)等数字空间可视化方法,通过人反馈到现实世界。  数字孪生,有哪些应用?  构建数字孪生可以带来在现实世界中是不可能实现的多种效果。如果构建监控工厂设备的数字孪生,则可以通过在数字空间中监视状态来检测故障迹象。如果能够事先进行检查和维护,将有助于预防故障造成的问题和停机,为业务创造积极的价值。  同样,使用数字孪生可以模拟现实世界的系统。通过在工厂和农场使用数字孪生进行模拟,可以讨论多种有效的运营模式,并将其应用于实际运营中。通过AR或VR反馈模拟结果,可以提供虚拟培训,还可以让经验丰富的作业人员远程指导现场的年轻作业人员。  数字孪生可以模拟现实空间的事件并监控、分析和监视现实世界,以及进行现实世界中难以进行的测试  数字孪生的另一个有用的地方是用于开发和未来预估。  例如,在开发无人驾驶汽车时,使用实际的汽车和行人来验证防撞效果是不现实的。在为调查生产设备耐久性而进行的破坏性测试等当中,如果将实际的设备一直使用到损坏,就会导致生产线停止。现实世界中无法实施的条件在数字孪生的数字空间中是有可能实施的。利用数字孪生,可以实现诸多目标,例如通过反复避免碰撞来改进无人驾驶汽车的软件,或者验证生产设备在发生超出想象的海啸或地震时的表现。如果构建地理信息的数字孪生,还有可能帮助进行灾害预估、尽早掌握受灾损失、预防次生灾害等。  除此之外,正如在与信息物理系统相关内容中介绍的那样,还可能涉及向现实社会进行反馈。预计数字孪生有望用于实时决策和系统控制等。
2026-04-28 09:56 reading:242
OFC2026,村田展示了哪些光通信相关产品与技术?
  近年来,以生成式AI的普及以及云服务的持续扩展,数据通信量正在迅速增长。伴随这一趋势,以AI数据中心为代表的数据基础设施对高速处理能力以及大容量数据传输能力提出了更高要求。与此同时,在全球电力需求增加的背景下,数据基础设施也需要兼顾高效率与低功耗运行。  在这一趋势下,能够将电信号转换为光信号,并通过光纤实现高速、大容量、低功耗数据传输的光通信技术,正变得愈发重要。  基于此,村田制作所正将以往在电子元器件开发与制造过程中积累的材料、设计、工艺以及量产等基础技术应用于光通信相关产品,致力于提供兼顾小型化、高性能与低成本的解决方案。  特别是在当前持续扩张的AI数据中心场景中,能够在电信号与光信号之间相互转换、并通过光纤进行数据收发的光收发器及共封装光学元件(CPO)作为系统核心部件得到大量应用。这些设备由众多部件构成,例如光IC、电子IC及其封装基板、用于优化光输入与输出的光纤阵列等,是村田公司技术能力可以充分发挥作用的重要领域。  为此,村田制作所于2026年3月17日至3月19日出展美国洛杉矶举办的光通信技术展览会“OFC2026”,展示了有助于提升下一代网络性能的自主研发电子元器件与解决方案,并首次公开展示了村田光通信相关产品与技术。  参展产品亮点  在“OFC2026”上,村田重点介绍能有助于发挥光收发器和共封装光学元件性能的开发产品,例如利用高频设计技术、LiNbO3的高频滤波器相关知识与量产经验所开发、支持3.2Tbps(Terabits per second)以上高速传输的光调制器等。LiNbO3(铌酸锂)是在光学、电子工程以及声学领域被广泛应用的一种多功能单晶材料,作为下一代光通信技术和高性能设备用材料而备受关注;Tbps表示数据传输速度的单位,1Tbps表示每秒可进行约1万亿比特的收发。具体来说,村田主要展示的四款光通信相关产品系列是:  TFLN EO Modulator  村田展示的TFLN EO Modulator是面向光收发器及共封装光学元件、具有超过100GHz的EO带宽的光调制器。支持400Gbps/ch PAM4,支持1.6Tbps通信及今后的3.2Tbps高速通信。  TFLN(Thin Film Lithium Niobate),即薄膜化的铌酸锂。作为适用于以高速、低功耗方式对光信号进行调制的下一代光通信技术材料而备受期待;EO带宽表示在将电信号调制为光信号时,能够进行调制操作的频率范围的指标。PAM4使用4种不同信号电平来传输信息的调制方式。  LTCC Substrate  LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)低温共烧陶瓷的、面向超过1.6Tbps光收发器及共封装光学元件的基板。具备优良的高频特性,通过抑制高温环境下的变形,在温度变化时也能实现稳定的光通信质量。LTCC相比一般陶瓷,可在较低温度下烧结,具有优良的高频特性和可靠性。  Optical Sub-assembly  在LTCC基板上设置光波导、微透镜及镜子,实现高度自由的器件布局,并在光输入输出部分抑制因光纤与光子集成电路位置偏移而产生的耦合损耗的概念产品。  Organic Electrical & Optical Substrate  村田自主研发的薄型且可设计任意形状电路的LCP基板上叠加光波导层,形成可传输光与电两种信号的概念产品。  除本次展出的产品系列之外,本公司还将陆续推出面向传感及光量子计算等领域的系列产品,充分发挥公司长期积累的技术与经验,为Society 5.0的实现提供支持。今后,本公司也将继续与各利益相关方保持沟通,进一步提升产品制造与研发能力,持续推动对光通信市场的贡献。
2026-04-28 09:21 reading:218
村田丨UWB智能门锁落地,谁是背后的重要推手?
  在智能家居领域,智能门锁无疑是非常成功的单品之一。市场的驱动下,在过去短短的几年中,智能门锁方案已经进行了多次的迭代。而随着UWB(Ultra-Wideband,超宽带)技术的兴起,UWB智能门锁凭借特别的优势,有望成为智能门锁市场中一股极具潜力的“新势力”。  而每一个希望能够享用UWB智能门锁市场盛宴的玩家,都免不了工程化设计的挑战,即从基础性的芯片开发起步,到一个商用产品最终迅速、顺利地落地。  在UWB领域,村田制作所(Murata)就正在扮演着这样一个“工程化加速器”的角色。  通过与芯片供应商的深度合作,利用其陶瓷材料、高密度封装(SiP)和射频调试能力,村田基于SiP 模组化技术与系统集成策略,将UWB 芯片、滤波器、晶振、电感等射频外围组件全部整合在一个很小的模组内,为智能门锁厂商提供了一个“开箱即用”的模组化解决方案。相比于传统的“板载芯片(CoB)”设计,村田模组可减少约75% 的安装面积,门锁设计师可以在有限的正面面板空间内便利地多根 UWB 天线,且不影响门锁的工业设计。  图1:点击图片查看村田Type 2AB UWB模组详细介绍(图源:Murata)  Type 2AB模组是村田在智能门锁市场的高性能主干方案。该模组在仅有10.5 x 8.3 x 1.44 mm 的SiP 封装内,集成了Qorvo QM33120W 芯片、Nordic nRF52840 蓝牙SoC、ST 三轴加速度计以及相关的时钟和滤波组件。  这种模组化方案对智能门锁设计企业而言,其意义体现在四个方面:  1.减小射频设计难度  UWB 工作在6.5 GHz 以上的高频段,射频(RF )走线和阻抗控制对普通硬件团队很有挑战。村田在模组内部已经完成了复杂的射频匹配,开发者只需要专注于从模组引脚到天线的50Ω 走线,大幅降低了由于射频经验不足导致的信号衰减风险。  2.原生支持多天线降低设计门槛  在天线设计方面,村田的UWB 模组不仅仅是提供一个射频接口,而是通过高度集成的封装技术、先端材料以及配套的软硬件方案,大幅降低了开发者在智能门锁这种复杂金属环境下的设计门槛。对于智能门锁而言,只有测距是不够的,还需要知道用户是在“门外”还是“路过”。村田UWB模组引出了3 个天线端口(1 个BLE,2 个UWB),支持到达相位差(PDoA)技术,通过两根UWB 天线,设备不仅能测量与目标的距离(精度±10cm),还能计算出目标相对于自己的角度(AoA),从而实现切实的3D 空间定位。  3.高集成度加快产品落地  村田Type 2AB 是一个All-in-One 设计的UWB 模组,它集成了UWB芯片、BLE SoC以及三轴加速度计。采用UWB(通道5和9)和BLE 5.2射频技术,低电流消耗,封装尺寸很小。其中的nRF52840 BLE SoC拥有的高处理性能(1MB Flash / 256KB RAM),足以直接运行门锁的业务逻辑、加密协议和蓝牙通信协议栈。此外,模组本身已经完成FCC/IC/MIC(Japan) 无线电认证,终端产品中可以相应地省去无线认证时间,加快最终产品落地。  4.出众的功耗管理能力实现低功耗  Type 2AB模组集成的低功耗蓝牙芯片Nordic nRF52840可用于唤醒UWB和更新固件(FW )。当设备处于静止状态时,高功耗的UWB 保持休眠。当门锁与手机的蓝牙链接以后,UWB功能被唤醒,并进行开锁关锁的判断。  基于已有的UWB模组,村田推出的智能门锁方案已在CES 2026展台上进行了展示。如果您正在寻找一个既能处理蓝牙连接,又能进行高精度UWB 测距,还能直接运行应用程序,且对功耗和尺寸有严格要求的全能型方案,村田Type 2AB UWB模组将是您的不二之选。  图2:基于村田Type-2AB UWB模组的智能门锁方案框图(图源:Murata)  总结:生态赋能,未来可期  全球智能门锁市场正处于从传统电子锁向“全连接”智能锁转型的黄金五年。Future Market Insights预估,全球智能锁市场预计将从2025年的28亿美元增长到2035年的约84亿美元,在预估期内绝对增长56亿美元。这意味着总增长率为200.0%,预计2025年至2035年市场将以11.6%的复合年增长率(CAGR)扩张。  UWB 技术的市场渗透率亦将呈现出类似于当年蓝牙耳机(TWS)的发展曲线。目前,UWB 系统(芯片 + 模组 + 授权费)的成本仍是制约其进入千元以下低端市场的障碍。然而,UWB芯片厂商正通过规模效应不断降低芯片单价,村田等厂商通过先端的SiP 封装减少了组件和测试成本。预计到2027 年,UWB 模组的综合成本将降至目前蓝牙模组的1.2-1.5 倍左右,这将引发一轮存量市场的更换潮,特别是针对公寓、长租房和智慧化办公楼。  展望未来,UWB 在智能门锁中的角色将不再局限于“身份验证器”,Qorvo 和村田已经在参考设计中加入了雷达感知功能,用于跌倒检测与微动感知,安装在门口的智能门锁可以利用UWB 雷达原理监测玄关区域。如果独居老人跌倒,或者有陌生人在门外长时间徘徊,门锁不需要摄像头即可通过分析无线信号的信道特征变化即可识别出这些行为,并在后台发出警报。  UWB 技术以出色的安全性、很高的定位精度和日益完善的生态建设,正在迅速切入到智能门锁市场。Qorvo 作为芯片创新的源头,提供了从硬件加密到多天线相位处理的底层算力;村田作为系统工程的纽带,通过SiP 模组化策略填补了芯片厂商与成品厂家之间的工程沟壑。  经过多年的努力,Aliro协议终于在今年2月落地,智能门锁将告别“单打独斗”的时代,进入实际意义上的“无感准入”和“空间智能”阶段。对于门锁制造商而言,深度参与到UWB生态系统建设,将是获取未来十年智能家居安全市场领导地位的关键路径。
2026-03-31 13:01 reading:562
应用示例 | MURATA村田IoT(UWB)应用中的村田聚合物铝电解电容器
  随着数字化转型及云服务的扩大,作为通信方式之一的UWB无线通信(Ultra Wide Band,超宽带无线通信)等IoT (Internet of Things,即物联网)设备开始普及。这种UWB无线通信被配备在以预防丢失为目的的智能标签和智能钥匙等高功能小型设备上。UWB无线通信具有先进的位置检测性能和高安全性,今后有望在多个领域得到普及。  UWB市场趋势&技术课题  但是,由于超宽带无线通信在接收和传输数据时会增加通信负荷,因此需要在有限的空间内提供充足电力的电源。因此使用UWB通信时所面临的问题是“缺少一款适合通信负荷峰值输出的蓄电设备(电池)”。  此外,由于接收和传输数据时需要峰值输出,如果按照峰值输出来设计设备的电源,就会出现“电源尺寸过大”、“成本过高”等问题。  比如,如果按照峰值输出设计,电源尺寸就会变大;而如果优先考虑电源尺寸的小型化,纽扣电池等小型电池也难以达到峰值输出(下图)。  作为上述问题的解决方案,可以考虑将村田聚合物电解电容器ECAS系列与电池一起使用,使其成为辅助设备。  什么是聚合物铝电解电容器?  村田的聚合物铝电解电容器(ECAS系列)阳极采用层叠结构的铝箔,阴极采用聚合物,具有低矮、低ESR、大容量的特点。可以瞬间汲取大量电流。  此外,由于没有静电电容的DC偏压特性,亦具备稳定的温度特性,因此具有良好的纹波吸收、平滑滤波、过渡响应性能。因此,可用于多种电源电路输入输出级的平滑滤波及对CPU周边负载变动的备用。由此为削减部件数量及缩小电路板面积做贡献。  使用电路示例  为解决上述UWB在IoT应用中的课题,可考虑ECAS系列用于如下所示的电路。此时,电源尺寸不变,瞬间辅助峰值输出。  使用ECAS的优点  首先,使用ECAS可以实现IoT设备中电池的长寿命化。  我们对使用纽扣电池(CR2032)时的电池寿命进行评估(下图)。使用评估板对UWB通信(最大峰值电流130mA、发送4次+接收2次)时的电池压力进行了评估。电压下降到1.4V以下时通信动作停止。  此外,通过将 ECAS 与纽扣电池组合,辅助纽扣电池的峰值输出。通过 ECAS 的辅助抑制纽扣电池在通信时的峰值电流,可以减小电压降,实现稳定的通信运行。  通过与ECAS组合可抑制通信时的峰值电流,减少电压降低。电池+ECAS_100uF方案下,可减少通信时的电压下降,在电池利用率(DOD)60%⇒80%范围内通信,将电池耐久性提高1.3倍。
2026-03-09 17:07 reading:910
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