RTLS er en forkortelse for Real Time Location Systems.
RTLS er en signalbaseret radiolokaliseringsmetode, der kan være aktiv eller passiv. Blandt dem er den aktive opdelt i AOA (ankomstvinkelpositionering) og TDOA (ankomsttidsforskelpositionering), TOA (ankomsttid), TW-TOF (tovejsflyvetid), NFER (nærfelts elektromagnetisk afstand) og så på.
Når vi taler om positionering, vil alle først tænke på GPS, baseret på GNSS (Global Navigation Satellite System) satellitpositionering har været overalt, men satellitpositionering har sine begrænsninger: signalet kan ikke trænge ind i bygningen for at opnå indendørs positionering.
Så hvordan løser man indendørs positioneringsproblemet?
Med den kontinuerlige udvikling af markedsefterspørgselsdrevet indendørs positionering og trådløs kommunikationsteknologi, sensoridentifikationsteknologi og big data-sammenkoblingsteknologi, Internet of Things og andre teknologier, er dette problem gradvist blevet løst, og den industrielle kæde er løbende blevet beriget og moden.
Bluetooth indendørs positioneringsteknologi
Bluetooth indendørs teknologi er at bruge flere Bluetooth LAN-adgangspunkter installeret i rummet, opretholde netværket som en flerbrugerbaseret grundlæggende netværksforbindelsestilstand og sikre, at Bluetooth LAN-adgangspunktet altid er mikronetværkets hovedenhed, og triangulér derefter den nyligt tilføjede blinde node ved at måle signalstyrken.
På nuværende tidspunkt er der to hovedmåder til at lokalisere Bluetooth iBeacon: baseret på RSSI (indikation af modtaget signalstyrke) og baseret på positionering af fingeraftryk eller en kombination af begge.
Det største problem baseret på afstand er, at indendørsmiljøet er komplekst, og Bluetooth, som et 2.4GHZ højfrekvent signal, vil blive meget forstyrret. Ud over forskellige indendørs refleksioner og refraktioner er RSSI-værdier opnået af mobiltelefoner ikke meget referenceværdi; Samtidig, for at forbedre positioneringsnøjagtigheden, skal RSSI-værdien opnås flere gange for at udjævne resultaterne, hvilket betyder, at forsinkelsen øges. Det største problem baseret på positionering af fingeraftryk er, at arbejdsomkostningerne og tidsomkostningerne ved at indhente fingeraftryksdata i det tidlige stadie er meget høje, og databasevedligeholdelsen er vanskelig. Og hvis butikken tilføjer en ny basestation eller foretager andre ændringer, er de originale fingeraftryksdata muligvis ikke længere gældende. Derfor er det blevet hovedspørgsmålet ved Bluetooth-positionering, hvordan man vejer og vælger mellem positioneringsnøjagtighed, forsinkelse og omkostninger.
Ulemper: Bluetooth-transmission påvirkes ikke af line-of-sight, men for komplekse rummiljøer er stabiliteten af Bluetooth-systemet lidt dårlig, forstyrret af støjsignaler, og prisen på Bluetooth-enheder og -udstyr er relativt dyrt;
Anvendelse: Bluetooth indendørs positionering bruges hovedsageligt til at lokalisere mennesker i et lille område, såsom en en-etagers hal eller butik.
Wi-Fi-placeringsteknologi
Der er to slags WiFi-positioneringsteknologi, den ene er gennem den trådløse signalstyrke af mobile enheder og tre trådløse netværksadgangspunkter, gennem differentialalgoritmen, for mere præcist at triangulere placeringen af mennesker og køretøjer. Den anden er at registrere signalstyrken af et stort antal lokationsbestemte punkter på forhånd ved at sammenligne signalstyrken af det nyligt tilføjede udstyr med en stor database med data for at bestemme placeringen.
Fordele: høj nøjagtighed, lave hardwareomkostninger, høj transmissionshastighed; Det kan anvendes til at opnå komplekse positionerings-, overvågnings- og sporingsopgaver i stor skala.
Ulemper: Kort transmissionsafstand, højt strømforbrug, generelt stjernetopologi.
Anvendelse: WiFi-positionering er velegnet til positionering og navigation af mennesker eller biler og kan bruges i medicinske institutioner, forlystelsesparker, fabrikker, indkøbscentre og andre lejligheder, der har brug for positionering og navigation.
RFID indendørs positioneringsteknologi
Radiofrekvensidentifikation (RFID) indendørs positioneringsteknologi bruger radiofrekvenstilstand, den faste antenne til at justere radiosignalet til det elektromagnetiske felt, etiketten, der er fastgjort til emnet i magnetfeltet efter induktionsstrøm genereret for at transmittere dataene ud, for at udveksle data i flere tovejskommunikation for at opnå formålet med identifikation og triangulering.
Radio Frequency Identification (RFID) er en trådløs kommunikationsteknologi, der kan identificere et specifikt mål ved hjælp af radiosignaler og læse og skrive relaterede data uden behov for at etablere mekanisk eller optisk kontakt mellem identifikationssystemet og det specifikke mål.
Radiosignaler transmitterer data fra en tag knyttet til en vare via et elektromagnetisk felt, der er indstillet til en radiofrekvens for automatisk at identificere og spore varen. Når nogle etiketter genkendes, kan der opnås energi fra det elektromagnetiske felt, der udsendes af identifikatoren, og batterier er ikke nødvendige; Der er også tags, der har deres egen strømkilde og aktivt kan udsende radiobølger (elektromagnetiske felter indstillet til radiofrekvenser). Mærkerne indeholder elektronisk lagret information, som kan identificeres inden for få meter. I modsætning til stregkoder behøver RF-tags ikke at være inden for synsfeltet af identifikatoren og kan også indlejres i det objekt, der spores.
Fordele: RFID indendørs positioneringsteknologi er meget tæt på, men den kan få oplysninger om positioneringsnøjagtighed på centimeterniveau på få millisekunder; Størrelsen på etiketten er relativt lille, og omkostningerne er lave.
Ulemper: ingen kommunikationsevne, dårlig anti-interferensevne, ikke let at integrere i andre systemer, og brugerens sikkerhed og privatlivsbeskyttelse og international standardisering er ikke perfekte.
Anvendelse: RFID indendørs positionering er blevet meget brugt i varehuse, fabrikker, indkøbscentre i strømmen af varer, varepositionering.
Zigbee indendørs positioneringsteknologi
ZigBee (laveffekt LAN-protokol baseret på IEEE802.15.4-standarden) indendørs positioneringsteknologi danner et netværk mellem en række noder, der skal testes, og referencenoder og gatewayen. De knudepunkter, der skal testes i netværket, udsender broadcast-information, indsamler data fra hver tilstødende referenceknude og vælger X- og Y-koordinaterne for referencenoden med det stærkeste signal. Derefter beregnes koordinaterne for de andre knudepunkter, der er knyttet til referenceknudepunktet. Til sidst behandles dataene i positioneringsmotoren, og offsetværdien fra den nærmeste referenceknude anses for at opnå den aktuelle position af den testknude i det store netværk.
ZigBee-protokollag fra bund til top er fysisk lag (PHY), medieadgangslag (MAC), netværkslag (NWK), applikationslag (APL) og så videre. Netværksenheder har tre roller: ZigBee Coordinator, ZigBee Router og ZigBee End Device. Netværkstopologier kan være stjerne, træ og netværk.
Fordele: lavt strømforbrug, lav pris, kort forsinkelse, høj kapacitet og høj sikkerhed, lang transmissionsafstand; Det kan understøtte netværkstopologien, trætopologien og stjernetopologistrukturen, netværket er fleksibelt og kan realisere multi-hop transmission.
Ulemper: Overførselshastigheden er lav, og positioneringsnøjagtigheden kræver højere algoritmer.
Anvendelse: zigbee-systempositionering er blevet meget brugt i indendørs positionering, industriel kontrol, miljøovervågning, smart home control og andre områder.
UWB positioneringsteknologi
Ultra wideband (UWB) positioneringsteknologi er en ny teknologi, som er meget forskellig fra den traditionelle kommunikationspositioneringsteknologi. Den bruger forudarrangerede ankernoder og broknuder med kendte positioner til at kommunikere med nyligt tilføjede blinde noder, og bruger triangulering eller "fingeraftryk"-positionering til at bestemme positionen.
Ultra-wideband wireless (UWB) teknologi er en højpræcision indendørs trådløs positioneringsteknologi, der er foreslået i de seneste år, med et højt danosekunds niveau af tidsopløsning, kombineret med den ankomsttidsbaserede afstandsalgoritme, kan teoretisk nå positioneringsnøjagtighed på centimeterniveau, som kan opfylde positioneringsbehovene for industrielle applikationer.
Hele systemet er opdelt i tre lag: ledelseslag, servicelag og feltlag. Systemhierarkiet er klart opdelt, og strukturen er klar.
Feltlaget er sammensat af positioneringsankerpunkt og positioneringsmærke:
· Find anker
Placeringsankeret beregner afstanden mellem taggen og sig selv og sender pakker tilbage til lokationsberegningsmotoren i kablet eller WLAN-tilstand.
· Placeringsmærke
Tagget er knyttet til personen og objektet, der lokaliseres, kommunikerer med Anchor og udsender sin egen placering.
Fordele: GHz-båndbredde, høj positioneringsnøjagtighed; Stærk penetration, god anti-multipath effekt, høj sikkerhed.
Ulemper: Fordi den nyligt tilføjede blinde node også har brug for aktiv kommunikation, er strømforbruget højt, og systemomkostningerne er høje.
Anvendelse: Ultra-bredbåndsteknologi kan bruges til radardetektering samt indendørs nøjagtig positionering og navigation på forskellige områder.
Ultralyds positioneringssystem
Ultralydspositioneringsteknologien er baseret på ultralydsafstandsmålersystemet og udviklet af en række transpondere og hovedafstandsmåler: Hovedafstandsmåleren placeres på objektet, der skal måles, transponderen sender det samme radiosignal til transponderens faste position, transponderen transmitterer ultralydssignalet til hovedafstandsmåleren efter at have modtaget signalet og bruger refleksionsafstandsmetoden og trianguleringsalgoritmen til at bestemme objektets placering.
Fordele: Den samlede positioneringsnøjagtighed er meget høj og når centimeterniveauet; Strukturen er forholdsvis enkel, har en vis penetration og selve ultralyden har en stærk anti-interferens evne.
Ulemper: stor dæmpning i luften, ikke egnet til store lejligheder; Refleksionsområdet er stærkt påvirket af multipath-effekt og ikke-line-of-sight-udbredelse, hvilket forårsager investering i underliggende hardwarefaciliteter, der kræver nøjagtig analyse og beregning, og omkostningerne er for høje.
Anvendelse: Ultralydspositioneringsteknologi er blevet brugt i vid udstrækning i digitale penne, og sådan teknologi bruges også i offshore-prospektering, og indendørs positioneringsteknologi bruges hovedsageligt til objektpositionering i ubemandede værksteder.
