Unter Leitung der profibus Organisation wurde omlox ins Leben gerufen. omlox ist ein offener und interoperabler Standard, der die Echtzeit-Ortung revolutioniert. Das Ergebnis ist ein Ökosystem von Anbietern und Lösungen, mit dem die industrielle Ortung nun endlich breit verfügbar ist. Mit omlox können Produkte verschiedener Hersteller in einer Core Zone miteinander vernetzt und verschiedene Ortungstechnologien (z. B. UWB, Wi-Fi, GPS, 5G, RFID und BLE) erstmals einfach miteinander verbunden werden. Was braucht es auf dem Weg zu omlox? Diese zentralen Leitfragen wollen wir in einer achtteiligen Serie näher beleuchten.

omlox kompatible Hardware

Die omlox Hardware von ZIGPOS ist zentral in der omlox Core-Zone als Infrastruktur im Einsatz. ZIGPOS Satelliten sind dabei Infrastruktur und stationär. ZIGPOS Tags sind mobil und werden geortet. Satelliten und Tags kommunizieren über das standardisierte omlox Air-Interface miteinander. Die Hardware wird im Schaltungsentwurf, PCB-Design und auch in der Gerätegestaltung effizient und standardkonform umgesetzt. Das Geräte- und Antennendesign wird simulativ und anschließend mit realen Messungen validiert, um Funktion, Formgebung und Funktechniken optimal zu kombinieren.

omlox Hardware: ZIGPOS Satellite Neuer omlox compliant Satellit von ZIGPOS: CorivaSat

Da sich die omlox Core-Zone in der Realität in Werkhallen oder Produktionsanlagen befindet, muss die Hardware entsprechende Schutzklassen gegen Umwelt-Einwirkungen aufweisen. Die Baugruppen werden innerhalb mehrerer Prototypenphasen im eigenen Labor elektronisch und mechanisch aufgebaut. Sie dienen hauptsächlich als Grundlage für die Firmwareentwicklung und als Ausgangspunkt funk- und elektrotechnischer Messungen und Prüfungen.

Distanzmessung im omlox Air-Interface

Die im omlox Standard definierten Locating Modes müssen von der Hardware umgesetzt werden. Dazu ist eine hochgenaue zeitliche Synchronisation der omlox Satelliten notwendig. Die Distanz zwischen Satelliten und Tags wird über die Laufzeit der Ultrabreitband-Pakete berechnet.

omlox locating modes

Die einfachste Möglichkeit ist das Two-Way-Ranging (TWR), bei welchem zwischen allen Geräten ein UWB Paket versendet wird und über die Laufzeit dieser die Distanz zwischen den Geräten bestimmt werden kann. Hierzu übertragen die Satelliten die gesammelten Laufzeit-Informationen kabellos oder kabelgebunden an den Core Zone RTLS Server. Andere Locating Modes wie Uplink Time-Difference of Arrival (UL-TDoA) oder Reconstructed Time of Flight (RToF) sind energieeffizienter, Locating Modes wie Downlink Time-Difference of Arrival (DL-TDoA) ermöglichen die Positionslösung im mobilen Tag. Die Modes können je nach Use-Case gewählt werden. Mehr dazu im Tech Deep-Dive: Lokalisierungsmethoden.

omlox 4 GHz und 8 GHz

Die laufende Firmware- und Software-Implementierung einer omlox Core Zone, basierend auf aktuellsten Mikrocontrollern sowie RF-Transceivern mit Funkfrequenzen in Richtung 10 GHz, stellen hohe Anforderungen an das Antennen-Design. Aktuell ist die Hardware entsprechend der omlox Air-Interface Spezifikation auf 8 GHz (Channel 9) ausgelegt.

omlox UWB channels

Durch die speziell und eigens designten PCB-Antennensysteme ist ZIGPOS in der Lage, die Antenneneigenschaften optimal an den Einsatzzweck anzupassen. Eine wesentliche Herausforderung ist dabei die kompakte Integration mehrerer Antennensysteme in den Baugruppen bei Sicherstellung bestmöglicher Funkperformance. Dies bedeutet für uns maximale Reichweite und hohe Ortungsqualität unter Einhaltung der regulatorischen Grenzen.

HF Messung

Für eine möglichst lange Batterielaufzeit der mobilen Geräte (z.B. CorivaTag Plus), kommen die Entwickler jedem unnötig fließenden Mikroampere auf die Spur und versuchen es durch gezielte Auswahl von Komponenten und bestimmten Betriebsweisen zu eliminieren. Die Datenübertragung zwischen omlox Satelliten und omlox Core Zone (CorivaEngine) kann sowohl kabellos als auch kabelgebunden erfolgen, je nach Kundenwunsch. Die CorivaSats sind daher nicht nur mit UWB Transceivern ausgestattet, sondern auch mit 2.4 GHz ISM Band Funktechnik, einem 5 GHz WiFi-Modul, Ethernet-Schnittstelle und können um LTE/5G erweitert werden.

Das sehr aktuelle Thema der Bauteilverfügbarkeiten wurde präventiv gelöst, da ZIGPOS mit Lieferanten kritischer Bauteile frühzeitig feste Partnerschaften geschlossen hat. Dadurch sind stets eine zuverlässige Lieferung und günstige Preise für unsere Kunden gewährleistet.

omlox im Alltag der ZIGPOS Ingenieure

Hardware-Entwicklungsingenieur bei ZIGPOS zu sein ist eine spannende und herausfordernde Aufgabe. Unsere Kollegen sind mit vollem Engagement am Auf- und Ausbau der omlox Hardware beteiligt. Das Entwickeln und Untersuchen von anspruchsvollen Baugruppen in einer hochtechnologie Branche, gekoppelt mit der Tätigkeit in übergreifenden Bereichen (RF, Controller, Stromversorgungen, Mechanik / Konstruktion, …) sowie einem hohen Maß an Eigenverantwortung, aber auch kreative Entfaltungsmöglichkeiten, runden das Zusammenspiel zwischen Forschung und Industrie bestens ab.

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