UWB ou BLE: Qual Escolher?

Quando falamos dos sistemas de localização em tempo real, existem diversas tecnologias amplamente utilizadas, duas delas são o UWB e o Bluetooth Low Energy (BLE). Mas vamos do começo!

As RTLS – Sistema de Localização em Tempo Real – estão intimamente ligadas com as tecnologias de IoT (Internet das Coisas). É através das RTLS que se torna possível localizar pessoas e objetos em tempo real.

O UWB e o Bluetooth Low Energy, tem muitas características em comum, como a capacidade de rastrear ativos. Porém o UWB é conhecido justamente por sua precisão superior ao BLE. Esse fator se deve pela diferença de método usado em cada tecnologia, enquanto o UWB determina a localização do objeto por ToF, o Bluetooth Low Energy localiza dispositivos por RSSI, que estima a posição do objeto com base na intensidade do sinal emitido pelo aparelho. Porém, em versões maiores ou iguais ao BLE 5.1, esse nível de precisão também pode ser alcançado com algoritmos como Angle of Arrival (AoA).

Bluetooth Low Energy (BLE)

Para simplificar, Bluetooth é uma tecnologia de rádio de alta frequência que transmite dados em pacotes. Os dados viajam dentro de uma banda de 2,4 GHz. Enquanto o Bluetooth convencional é mais conhecido por transmitir fotos de um celular para o outro e conectar fones de ouvido sem fio através de pareamento entre dispositivos, na versão chamada de Bluetooth Low Energy (BLE) é mais usada em setores comerciais e industriais, que não exigem esse pareamento. 

O Bluetooth Low Energy, foi preparado para ter um alcance 4 vezes maior, com o dobro da velocidade, fazendo jus ao nome e dispondo de um baixíssimo consumo de energia. Com o uso do BLE é possível detectar dispositivos com maior rapidez e com um alcance médio de até 50 metros aproximadamente. 

Seu sistema foi projetado para atuar no modo “sleep”, sendo ativado somente quando necessário realizar conexões rápidas de transmissão de dados, uma das principais razões para seu consumo de energia ser tão baixo. Os tempos de conexão são de aproximadamente alguns milésimos de segundos, enquanto o Bluetooth tradicional leva 100ms. Com BLE, uma única bateria pode durar até cinco anos. Desse modo, essa tecnologia se torna perfeita para aplicações de uso esporádico.

O Que São Beacons BLE?

Uma das aplicações mais conhecidas do Bluetooth Low Energy se dá através dos Beacons. Traduzido para o português os “faróis” são pequenos hardwares que atuam como transmissores de dados. Os beacons emitem sinais intermitentes de onda de rádio, para localizar um smartphone em determinado raio. Dessa maneira, eles funcionam como emissores de sinais e os aparelhos smart como receptores. Os beacons são conhecidos por possibilitarem algumas ações, como enviar notificações de marketing de proximidade, mas vale lembrar que para que ações como essa ocorram, é preciso que o usuário faça o download de um aplicativo e autorize a comunicação com seu celular, via bluetooth. Feito isso, os beacons identificam as ações pré estabelecidas e as realizam dentro de um raio determinado.

Apesar de ser muito conhecido por atuar no setor do marketing, a principal função dos beacons é localizar/rastrear pessoas e objetos dentro de locais internos para ajudar gestores a entenderem melhor, como ativos e colaboradores se movimentam durante o expediente, a fim de ter maior controle sobre o negócio para trazer possibilidades de otimização. Seu caso de uso inclui setores como logística, indústrias, hospitais, shoppings e facilities (serviços de limpeza, manutenção e etc…)

A grande vantagem do uso de BLE e Beacons é que praticamente todos os smartphones possuem suporte ao BLE.

Com isso, é possível liberar o GPS Indoor para todos os seus visitantes. Já o UWB está disponível apenas para smartphones mais caros como iPhone 13.

Vantagens do BLE

• Baixo consumo de energia – As baterias dos beacons podem durar até 5 anos
• Baixo consumo de energia em smartphones
• Baixo custo com manutenção – Baterias não precisam ser trocadas com frequência
• Baixo custo de implantação
• Alta compatibilidade com dispositivos de consumo como a grande maioria dos smartphones

Desvantagens BLE

• Precisão em torno de 1 a 5 metros
  

UWB

Ultra Wide Band ou traduzindo para o português Banda Ultra Larga é uma tecnologia que utiliza pulsos eletromagnéticos para comunicação via rádio.  A UWB possibilita que a transmissão de dados aconteça com maior rapidez e capacidade (maior que o bluetooth), o que colabora para localização e comunicação de dispositivos de forma mais precisa. 

Este sistema sem fio de curto alcance usa uma largura de banda de pelo menos 500 Mhz. Vale lembrar que mesmo com um alcance amplo,ele não gera interferência em outras tecnologias que operam dentro desse alcance, devido à baixa quantidade de energia que o sistema dispõe. 

Resumindo, o UWB, aparece no cenário mundial como uma possibilidade de prover aos novos equipamentos sem fio, uma comunicação de banda larga rápida.

Embora o UWB consiga prever a posição relativa e o movimento dos ativos em 10 a 30 centímetros, seu principal recurso é a comunicação e a transição de dados de um dispositivo para outro. Por causa da largura de banda, o UWB transmite 110 Mbit/s. 

Vantagens do UWB

• Alta precisão dentro de até 10 cm
• Altas taxas de transmissão
• O uso de frequências mais altas, assim como maior largura de banda o tornam menos propenso a interferências normalmente observadas em bandas superlotadas usadas por outros sistemas de comunicação.

Desvantagens do UWB

• Falta de infraestrutura existente
• Não está presente na maiorias dos dispositivos e smartphones do mercado
• Alto custo de implantação
• Alto consumo de energia
• Alta manutenção
• Não pode substituir as tecnologias de bluetooth e Wi-fi para grandes transferências de dados devido à sua baixa taxa de transmissão de dados, tornando-o inadequado para streaming de grandes dados

UWB ou BLE: Qual Usar

A essa altura, você deve estar se perguntando, mas qual tecnologia é a melhor? Essa resposta depende muito do caso de uso onde cada uma será aplicada. O BLE por exemplo, tem uma alta taxa de adoção, baixo custo de implementação e uma precisão que atende a maioria dos casos. Já o UWB é a melhor escolha no caso de haver necessidade de ultra-precisão de localização, como por exemplo no caso apontar a localização de um produto em uma prateleira de supermercado.

Entretanto, com o cenário atual, trabalhar com uma infraestrutura de UWB, não é uma tarefa muito viável. Isso porque a maioria dos dispositivos do mercado ainda não tem compatibilidade com essa tecnologia, diferente do Bluetooth, por exemplo. No entanto, a tendência é que essa situação vá mudando gradualmente, uma vez que o UWB traz consigo vantagens únicas. A Apple por exemplo, lançou o Iphone 11 com um chip de banda ultralarga, e outros grandes players do mercado como a Samsung e até mesmo o Google, já começaram a investir nessa tecnologia, por isso acreditamos que em um futuro próximo o UWB será tão popular e usual quanto o Bluetooth.

UWB + BLE: Uma Combinação do Futuro

Em um cenário onde o UWB já está inserido no mercado, a grande sacada pode estar em combinar essas duas tecnologias para elevar ainda mais os serviços de geolocalização. Já vivemos em uma realidade phygital, onde a interação com dispositivos que suportam a percepção espacial acontece. Caminhamos a passos largos todos os dias, para a ampla implementação da IoT em nosso dia a dia, e logo ela será comum no cotidiano de todos.

Dessa forma, combinar o BLE e o UWB é uma estratégia natural. O Bluetooth Low Energy fornece uma maneira de localizar e identificar a presença de outros dispositivos, com um baixíssimo gasto energético e a banda ultralarga fornece sua localização precisa, detectando mudanças na distância e na direção do movimento.

O desafio está em desenvolver um algoritmo que possibilite a interação perfeita das duas tecnologias.

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