UWB (Ultra-Wideband) คืออะไร? เทคโนโลยีระบุตำแหน่งแม่นระดับเซนติเมตร สำหรับโรงงานและคลังสินค้า

ภาพประกอบเชิงแนวคิด

UWB คือเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายแบบ Ultra-Wideband ที่ส่งสัญญาณเป็นพัลส์สั้นมากบนช่วงความถี่ที่กว้าง (แบนด์วิดท์ตั้งแต่ 500 MHz ขึ้นไป) จึงจับ เวลาเดินทางของสัญญาณ ได้ละเอียด และคำนวณระยะระหว่างอุปกรณ์ได้แม่นระดับเซนติเมตร ในโรงงานและคลังสินค้า UWB ใช้ระบุตำแหน่งคน รถโฟล์คลิฟท์ และสิ่งของแบบเรียลไทม์ รวมถึงเตือนเมื่อรถกับคนเข้าใกล้กันเกินระยะที่ตั้งไว้

เรียบเรียงโดยทีมวิศวกร PrezON · อัปเดต 8 พฤศจิกายน 2569

UWB คืออะไร

ตามนิยามของหน่วยงานกำกับดูแลด้านความถี่ของสหรัฐฯ (FCC) อุปกรณ์ UWB คืออุปกรณ์ที่ใช้แบนด์วิดท์ ตั้งแต่ 500 MHz ขึ้นไป หรือกว้างตั้งแต่ 20% ของความถี่กลาง (47 CFR §15.503) เทียบกับสัญญาณไร้สายทั่วไปที่ใช้ช่องแคบกว่ามาก ความกว้างนี้ทำให้ UWB ส่งพัลส์ที่สั้นมาก ซึ่งเป็นกุญแจของการวัดเวลา (และระยะ) ได้ละเอียด

มาตรฐาน IEEE 802.15.4z (ปี 2020) ปรับปรุงกลไกการวัดระยะด้วย UWB (IEEE)

UWB ในมือถือ ต่างจาก UWB ในโรงงานอย่างไร

หลายคนรู้จัก UWB จากสมาร์ตโฟนหรือแท็กตามหาของ ซึ่งใช้วัดระยะระหว่างอุปกรณ์สองชิ้น — Android ระบุว่า UWB วัดระยะได้แม่นราว 10 ซม. (Android Developers) ส่วน UWB ในโรงงานใช้หลักการเดียวกัน แต่ต่างกันที่ โครงสร้างระบบ: มีอุปกรณ์รับสัญญาณประจำจุด (anchor) ติดตั้งบนเสาหรือบนรถ มีแท็ก (tag) ที่คนหรือสิ่งของพกติดตัว และมีซอฟต์แวร์หรือตัวอุปกรณ์ที่ใช้ข้อมูลระยะนั้นแจ้งเตือนหรือแสดงตำแหน่ง

UWB ระบุตำแหน่งอย่างไร

1) วัดระยะจากเวลาเดินทางของสัญญาณ (Time of Flight)

แท็กกับ anchor รับส่งข้อความกันไป-กลับ ระบบ UWB ที่ใช้วิธีนี้มักรับส่ง 3 จังหวะ (ส่งถาม → ตอบกลับ → ยืนยัน) แล้วนำเวลาของทุกจังหวะมาหักเวลาที่อุปกรณ์ใช้ประมวลผลออก เหลือ เวลาที่สัญญาณเดินทางทางเดียว จากนั้นคำนวณระยะจาก

ระยะ = ความเร็วแสง × เวลาเดินทางทางเดียวของสัญญาณ

เพราะสัญญาณวิ่งเร็วมาก ความคลาดเคลื่อนของเวลาเพียงเล็กน้อยก็กลายเป็นระยะหลายสิบเซนติเมตร พัลส์ที่สั้นของ UWB จึงเป็นเหตุผลที่วัดได้ละเอียดกว่าเทคโนโลยีที่ใช้ความแรงสัญญาณ

2) ใช้ anchor กี่ตัว ได้ข้อมูลแค่ไหน

• 1 ตัว — รู้ว่าแท็กอยู่ในพื้นที่นั้นหรือไม่ และห่างเท่าไร
• 2 ตัว — รู้ตำแหน่งตามแนวเส้น เช่น ทางเดินหรืออุโมงค์
• 3 ตัวขึ้นไป — รู้ตำแหน่งบนพื้นที่ (สองมิติ) จากจุดตัดของระยะถึง anchor แต่ละตัว

วัดระยะจากเวลาเดินทาง และหาตำแหน่งจากระยะถึง anchor หลายตัว

3) อีกวิธีที่พบได้: TDoA

ระบบ UWB บางแบบใช้ TDoA (Time Difference of Arrival) คือให้แท็กส่งข้อความสั้นทางเดียว แล้วระบบเทียบเวลาที่ anchor แต่ละตัวได้รับ วิธีนี้ช่วยลดการใช้พลังงานของแท็ก (Samsung Research) แต่ต้องให้นาฬิกาของ anchor ตรงกัน (synchronized) — เมื่อเลือกระบบ ควรถามผู้จำหน่ายว่าใช้วิธีไหน เพราะกระทบอายุแบตแท็กและการออกแบบ anchor

แม่นแค่ไหน และอะไรทำให้คลาดเคลื่อน

ชุดเตือนระยะ UWB ที่ PrezON จำหน่ายวัดระยะระหว่างรถกับแท็กได้แม่นระดับ 10 ซม. (0.1 เมตร) — เป็นค่าตามเอกสารผู้ผลิตในพื้นที่โล่ง ไม่มีสิ่งกีดขวางหรือการสะท้อนสัญญาณ หลักสำคัญของความแม่นระดับเซนติเมตรคือ anchor กับแท็ก มองเห็นกันโดยตรง (Line of Sight: LOS)

สิ่งที่ทำให้คลาดเคลื่อนในโรงงานและคลังสินค้า:

• ชั้นวางโลหะและสินค้าที่บังสัญญาณ — สัญญาณที่ต้องอ้อมหรือสะท้อนจะเดินทางนานขึ้น ระยะที่คำนวณได้จึงยาวเกินจริง
• anchor ติดใกล้ผนัง ประตู หรือหน้าต่างเกินไป
• anchor สูงไม่เท่ากัน หรือวางเป็นรูปทรงที่แคบเกิน
• ระยะห่างระหว่าง anchor มากเกิน จนบางจุดมองเห็น anchor ไม่ครบ

หลักทั่วไปของระบบที่ติด anchor ประจำทั่วพื้นที่ — ตำแหน่งจริงมาจากการสำรวจ

สำหรับระบบที่ติด anchor ประจำทั่วพื้นที่ ตำแหน่ง ความสูง และระยะห่างจริงของ anchor ต้องมาจากการสำรวจหน้างาน เพราะผังชั้นวาง ความสูงของสินค้า และเส้นทางรถต่างกันทุกที่

หมายเหตุ: บางแหล่งอธิบายว่า UWB “ทะลุสิ่งกีดขวาง” ได้ดี แต่สำหรับความแม่นระดับเซนติเมตร การมองเห็นกันโดยตรงสำคัญเป็นอันดับแรก — การออกแบบตำแหน่ง anchor จึงสำคัญพอ ๆ กับตัวอุปกรณ์

ใช้ UWB ในโรงงานและคลังสินค้าทำอะไรได้

ภาพประกอบเชิงแนวคิด

1. เตือนระยะระหว่างรถโฟล์คลิฟท์กับคน — ติดตั้ง anchor และไฟไซเรนบนรถ พนักงานสวมแท็ก เมื่อระยะลดลงถึงค่าที่ตั้งไว้ ระบบเปิดเสียงและไฟเตือน ระยะเตือนปรับได้ที่ตัวอุปกรณ์ ระบบแบบนี้วัด “ระยะ” ระหว่างรถกับแท็ก จึงไม่ต้องติดตั้ง anchor ทั่วทั้งอาคารสำหรับกรณีรถ-คน

2. เตือนระยะระหว่างรถกับรถ — ใช้หลักการเดียวกันระหว่างรถสองคัน

3. เตือนที่มุมอับ — ทำได้ 2 แบบ: (1) ติด anchor และไฟไซเรนที่มุมกำแพงหรือทางแยก แล้วติดแท็กที่ตัวรถ — แบบนี้ต้องมีจุดจ่ายไฟที่มุมนั้น (2) ติด anchor และไฟไซเรนบนรถ แล้วติดแท็กไว้ที่มุมกำแพง

4. ติดตามตำแหน่งพนักงานและสิ่งของบนแผนที่ — ระบบ UWB แบบติดตั้ง anchor ประจำทั่วพื้นที่ใช้แสดงตำแหน่งบนแผนที่และตั้งเขตห้ามเข้า (geofence) ได้ สำหรับงานแผนที่ในคลัง ระบบที่ PrezON ติดตั้งใช้ Bluetooth AoA ซึ่งมีรั้วเสมือนและปุ่ม SOS บน Tag และใช้ร่วมกับชุดเตือน UWB ในคลังเดียวกันได้ (ขอบเขตฟังก์ชันที่ใช้จริงยืนยันในใบเสนอราคา)

ทั้ง 4 แบบใช้หลักวัดระยะเดียวกัน แต่มีข้อต่างที่ต้องเข้าใจก่อนซื้อ: ระบบเตือนระยะ ตอบคำถาม “ใกล้กันเกินไปหรือยัง” ส่วน ระบบระบุตำแหน่ง ตอบคำถาม “ตอนนี้อยู่ตรงไหนบนแผนที่” — ตัวเลข 10 ซม. ของชุดเตือนระยะคือความแม่นของการวัดระยะ ไม่ใช่ตำแหน่งบนแผนที่

อ่านเรื่องสาเหตุและวิธีลดความเสี่ยงได้ใน อุบัติเหตุรถโฟล์คลิฟท์: สาเหตุหลักและวิธีลดความเสี่ยง และดูภาพรวมระบบที่ ระบบติดตามรถโฟล์คลิฟท์

UWB เทียบ BLE AoA แบบย่อ

รายละเอียดเทียบแบบเต็ม (ความแม่น ต้นทุน การติดตั้ง) อยู่ในบทความ RTLS: AoA กับ UWB ต่างกันอย่างไร และถ้ายังลังเลระหว่างระบบระบุตำแหน่งในอาคารกับ GPS อ่าน RTLS กับ GPS ต่างกันอย่างไร

UWB กับ กสทช.

ประเทศไทยมีประกาศ กสทช. เรื่อง มาตรฐานทางเทคนิคของเครื่องโทรคมนาคมและอุปกรณ์ สำหรับเครื่องวิทยุคมนาคมประเภทแถบความถี่กว้างยิ่งยวด (Ultra-wideband) ย่านความถี่ 1.6–10.6 กิกะเฮิรตซ์ (ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 136 ตอนพิเศษ 1 ง, 2 มกราคม 2562) ซึ่งอ้างมาตรฐาน กสทช. มท. 1034-2561 กำหนดค่ากำลังส่งสูงสุดแยกตามย่านความถี่ และกำหนดให้เครื่องต้องแสดงความสอดคล้องตามมาตรฐานก่อนนำมาใช้หรือจำหน่าย

สิ่งที่ผู้ซื้อควรทำ: ขอเอกสารยืนยันความสอดคล้องกับมาตรฐาน กสทช. ของอุปกรณ์รุ่นที่จะติดตั้งจากผู้จำหน่ายทุกครั้ง และตรวจรายการมาตรฐานฉบับล่าสุดที่ เว็บไซต์มาตรฐานทางเทคนิคของ กสทช. — ตัวเลขย่านความถี่ที่เห็นในเอกสารต่างประเทศ (เช่น ของสหรัฐฯ) ใช้แทนมาตรฐานไทยไม่ได้

อุปกรณ์ UWB ที่ PrezON มี

• ชุดเตือนระยะรถโฟล์คลิฟท์ (Forklift Proximity Warning System) — anchor ติดรถ + ไฟไซเรน + แท็กสำหรับพนักงาน
• Anchor UWB ติดรถ MA2000 — ไฟเลี้ยง DC 24V ใช้งานที่ −20 ถึง 60°C ครอบคลุมสูงสุด 32 เมตร
• แท็กพนักงาน (แบตชาร์จได้ · ปรับอัตรารายงานได้ 0.1–30 ครั้งต่อวินาที):
• Tb1000-g แบบบัตร — ใช้งาน 45–120 วันต่อการชาร์จ · IP65
• Tb1000-w แบบสายรัดข้อมือ — ใช้งาน 50–136 วันต่อการชาร์จ · IP67
• Tb1000-h แบบติดหมวกนิรภัย — ใช้งาน 1–3 เดือนต่อการชาร์จ
• ต้องการเห็นตำแหน่งคนและรถบนแผนที่ด้วย — ระบบแผนที่ในคลังที่ PrezON ติดตั้งใช้ Bluetooth AoA และใช้ร่วมกับชุดเตือน UWB ในคลังเดียวกันได้ ดู ระบบติดตามรถโฟล์คลิฟท์

ภาพรวมโซลูชันทั้งหมดอยู่ที่ ระบบ RTLS ของ PrezON และพื้นฐานระบบระบุตำแหน่งแบบเรียลไทม์อ่านได้ที่ RTLS คืออะไร

ดาวน์โหลดแค็ตตาล็อกระบบ RTLS (PDF)

แค็ตตาล็อกรวมอุปกรณ์ Bluetooth AoA และชุดเตือนระยะ UWB สเปก และตัวอย่างการออกแบบ ใช้ประกอบการเลือกระบบ เขียนสเปก หรือส่งต่อให้ทีมจัดซื้อและผู้ออกแบบได้ทันที

อยากให้ทีมงานส่งแค็ตตาล็อกพร้อมใบเสนอราคาให้?

ขอแค็ตตาล็อก + ใบเสนอราคา ขอทาง LINE @prezon.me

คำถามที่พบบ่อย