Το RTLS είναι συντομογραφία για Συστήματα τοποθεσίας σε πραγματικό χρόνο.
Το RTLS είναι μια μέθοδος ραδιοεντοπισμού που βασίζεται σε σήμα που μπορεί να είναι ενεργή ή παθητική. Μεταξύ αυτών, το ενεργό χωρίζεται σε AOA (τοποθεσία γωνίας άφιξης) και TDOA (θέση διαφοράς ώρας άφιξης), TOA (ώρα άφιξης), TW-TOF (χρόνος πτήσης δύο κατευθύνσεων), NFER (ηλεκτρομαγνητική εμβέλεια κοντινού πεδίου) κ.λπ. επί.
Μιλώντας για τον εντοπισμό θέσης, ο καθένας θα σκεφτεί πρώτα το GPS, με βάση το GNSS (Global Navigation Satellite System) ο δορυφορικός εντοπισμός θέσης ήταν παντού, αλλά ο δορυφορικός εντοπισμός θέσης έχει τους περιορισμούς του: το σήμα δεν μπορεί να διεισδύσει στο κτίριο για να επιτύχει εντοπισμό θέσης σε εσωτερικούς χώρους.
Λοιπόν, πώς να λύσετε το πρόβλημα τοποθέτησης σε εσωτερικούς χώρους;
Με τη συνεχή ανάπτυξη της ζήτησης τοποθέτησης σε εσωτερικούς χώρους και της τεχνολογίας ασύρματων επικοινωνιών, της τεχνολογίας αναγνώρισης αισθητήρων και της τεχνολογίας διασύνδεσης μεγάλων δεδομένων, του Διαδικτύου των πραγμάτων και άλλων τεχνολογιών, αυτό το πρόβλημα έχει σταδιακά λυθεί και η βιομηχανική αλυσίδα εμπλουτίζεται και ωριμάζει συνεχώς.
Τεχνολογία εντοπισμού θέσης σε εσωτερικούς χώρους Bluetooth
Η τεχνολογία εσωτερικών χώρων Bluetooth είναι να χρησιμοποιεί πολλά σημεία πρόσβασης LAN Bluetooth που είναι εγκατεστημένα στο δωμάτιο, να διατηρεί το δίκτυο ως βασική λειτουργία σύνδεσης δικτύου βασισμένη σε πολλούς χρήστες και να διασφαλίζει ότι το σημείο πρόσβασης LAN Bluetooth είναι πάντα η κύρια συσκευή του μικροδικτύου και στη συνέχεια τριγωνίστε τον πρόσφατα προστιθέμενο τυφλό κόμβο μετρώντας την ισχύ του σήματος.
Προς το παρόν, υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι εντοπισμού του Bluetooth iBeacon: βάσει RSSI (ένδειξη ισχύος σήματος λήψης) και βάσει δακτυλικού αποτυπώματος θέσης ή συνδυασμός και των δύο.
Το μεγαλύτερο πρόβλημα με βάση την απόσταση είναι ότι το εσωτερικό περιβάλλον είναι πολύπλοκο και ότι το Bluetooth, ως σήμα υψηλής συχνότητας 2.4 GHZ, θα έχει μεγάλες παρεμβολές. Εκτός από τις διάφορες αντανακλάσεις και διαθλάσεις εσωτερικού χώρου, οι τιμές RSSI που λαμβάνονται από τα κινητά τηλέφωνα δεν είναι μεγάλη τιμή αναφοράς. Ταυτόχρονα, για να βελτιωθεί η ακρίβεια τοποθέτησης, η τιμή RSSI πρέπει να ληφθεί πολλές φορές για να εξομαλυνθούν τα αποτελέσματα, πράγμα που σημαίνει ότι η καθυστέρηση αυξάνεται. Το μεγαλύτερο πρόβλημα που βασίζεται στην τοποθέτηση των δακτυλικών αποτυπωμάτων είναι ότι το κόστος εργασίας και το κόστος χρόνου για τη λήψη δεδομένων δακτυλικών αποτυπωμάτων στο αρχικό στάδιο είναι πολύ υψηλό και η συντήρηση της βάσης δεδομένων είναι δύσκολη. Και αν το κατάστημα προσθέσει έναν νέο σταθμό βάσης ή κάνει άλλες τροποποιήσεις, τα αρχικά δεδομένα δακτυλικών αποτυπωμάτων ενδέχεται να μην ισχύουν πλέον. Επομένως, ο τρόπος στάθμισης και επιλογής μεταξύ της ακρίβειας τοποθέτησης, της καθυστέρησης και του κόστους έχει γίνει το κύριο ζήτημα της τοποθέτησης Bluetooth.
Μειονεκτήματα: Η μετάδοση Bluetooth δεν επηρεάζεται από την οπτική επαφή, αλλά για πολύπλοκα διαστημικά περιβάλλοντα, η σταθερότητα του συστήματος Bluetooth είναι ελαφρώς κακή, παρεμβάλλεται από σήματα θορύβου και η τιμή των συσκευών και του εξοπλισμού Bluetooth είναι σχετικά ακριβή.
Εφαρμογή: Η τοποθέτηση Bluetooth σε εσωτερικούς χώρους χρησιμοποιείται κυρίως για τον εντοπισμό ατόμων σε μια μικρή περιοχή, όπως μια αίθουσα ή ένα κατάστημα μονής ορόφου.
Τεχνολογία τοποθεσίας Wi-Fi
Υπάρχουν δύο είδη τεχνολογίας εντοπισμού θέσης WiFi, το ένα είναι μέσω της ισχύος ασύρματου σήματος των κινητών συσκευών και τριών σημείων πρόσβασης ασύρματου δικτύου, μέσω του διαφορικού αλγόριθμου, για τον ακριβέστερο τριγωνισμό της θέσης ατόμων και οχημάτων. Το άλλο είναι να καταγράψετε εκ των προτέρων την ισχύ του σήματος ενός μεγάλου αριθμού σημείων που καθορίζονται από τη θέση, συγκρίνοντας την ισχύ του σήματος του πρόσφατα προστιθέμενου εξοπλισμού με μια μεγάλη βάση δεδομένων δεδομένων για τον προσδιορισμό της θέσης.
Πλεονεκτήματα: υψηλή ακρίβεια, χαμηλό κόστος υλικού, υψηλός ρυθμός μετάδοσης. Μπορεί να εφαρμοστεί για την επίτευξη σύνθετων εργασιών εντοπισμού θέσης, παρακολούθησης και παρακολούθησης μεγάλης κλίμακας.
Μειονεκτήματα: Μικρή απόσταση μετάδοσης, υψηλή κατανάλωση ενέργειας, γενικά τοπολογία αστεριών.
Εφαρμογή: Η τοποθέτηση WiFi είναι κατάλληλη για εντοπισμό θέσης και πλοήγηση ανθρώπων ή αυτοκινήτων και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ιατρικά ιδρύματα, θεματικά πάρκα, εργοστάσια, εμπορικά κέντρα και άλλες περιπτώσεις που χρειάζονται εντοπισμό θέσης και πλοήγηση.
Τεχνολογία εντοπισμού θέσης σε εσωτερικούς χώρους RFID
Η τεχνολογία εντοπισμού θέσης ραδιοσυχνοτήτων σε εσωτερικούς χώρους (RFID) χρησιμοποιεί λειτουργία ραδιοσυχνότητας, τη σταθερή κεραία για τη ρύθμιση του ραδιοφωνικού σήματος στο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, την ετικέτα που είναι προσαρτημένη στο αντικείμενο στο μαγνητικό πεδίο μετά το ρεύμα επαγωγής που δημιουργείται για τη μετάδοση των δεδομένων, προκειμένου να ανταλλάσσουν δεδομένα σε πολλαπλή αμφίδρομη επικοινωνία για την επίτευξη του σκοπού της ταυτοποίησης και του τριγωνισμού.
Η Αναγνώριση Ραδιοσυχνοτήτων (RFID) είναι μια τεχνολογία ασύρματης επικοινωνίας που μπορεί να αναγνωρίσει έναν συγκεκριμένο στόχο με ραδιοσήματα και να διαβάσει και να γράψει σχετικά δεδομένα χωρίς την ανάγκη δημιουργίας μηχανικής ή οπτικής επαφής μεταξύ του συστήματος αναγνώρισης και του συγκεκριμένου στόχου.
Τα ραδιοφωνικά σήματα μεταδίδουν δεδομένα από μια ετικέτα συνδεδεμένη σε ένα αντικείμενο μέσω ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου συντονισμένου σε μια ραδιοσυχνότητα για αυτόματη αναγνώριση και παρακολούθηση του στοιχείου. Όταν αναγνωρίζονται ορισμένες ετικέτες, μπορεί να ληφθεί ενέργεια από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που εκπέμπεται από το αναγνωριστικό και δεν απαιτούνται μπαταρίες. Υπάρχουν επίσης ετικέτες που έχουν τη δική τους πηγή ενέργειας και μπορούν να εκπέμπουν ενεργά ραδιοκύματα (ηλεκτρομαγνητικά πεδία συντονισμένα σε ραδιοσυχνότητες). Οι ετικέτες περιέχουν ηλεκτρονικά αποθηκευμένες πληροφορίες που μπορούν να αναγνωριστούν μέσα σε λίγα μέτρα. Σε αντίθεση με τους γραμμωτούς κώδικες, οι ετικέτες RF δεν χρειάζεται να βρίσκονται στην οπτική γωνία του αναγνωριστικού και μπορούν επίσης να ενσωματωθούν στο αντικείμενο που παρακολουθείται.
Πλεονεκτήματα: Η τεχνολογία εντοπισμού θέσης σε εσωτερικούς χώρους RFID είναι πολύ κοντά, αλλά μπορεί να λάβει πληροφορίες ακρίβειας τοποθέτησης σε επίπεδο εκατοστών σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου. Το μέγεθος της ετικέτας είναι σχετικά μικρό και το κόστος είναι χαμηλό.
Μειονεκτήματα: δεν υπάρχει δυνατότητα επικοινωνίας, κακή ικανότητα κατά των παρεμβολών, δεν είναι εύκολο να ενσωματωθεί σε άλλα συστήματα και η ασφάλεια και η προστασία του απορρήτου του χρήστη και η διεθνής τυποποίηση δεν είναι τέλεια.
Εφαρμογή: Η τοποθέτηση εσωτερικών χώρων RFID έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε αποθήκες, εργοστάσια, εμπορικά κέντρα στη ροή των αγαθών, την τοποθέτηση εμπορευμάτων.
Τεχνολογία εντοπισμού θέσης σε εσωτερικούς χώρους Zigbee
Η τεχνολογία εντοπισμού θέσης σε εσωτερικούς χώρους ZigBee (πρωτόκολλο LAN χαμηλής κατανάλωσης που βασίζεται στο πρότυπο IEEE802.15.4) σχηματίζει ένα δίκτυο μεταξύ ενός αριθμού κόμβων που θα δοκιμαστούν και των κόμβων αναφοράς και της πύλης. Οι κόμβοι που θα δοκιμαστούν στο δίκτυο στέλνουν πληροφορίες εκπομπής, συλλέγουν δεδομένα από κάθε γειτονικό κόμβο αναφοράς και επιλέγουν τις συντεταγμένες X και Y του κόμβου αναφοράς με το ισχυρότερο σήμα. Στη συνέχεια, υπολογίζονται οι συντεταγμένες των άλλων κόμβων που σχετίζονται με τον κόμβο αναφοράς. Τέλος, τα δεδομένα στη μηχανή εντοπισμού θέσης υποβάλλονται σε επεξεργασία και η τιμή μετατόπισης από τον πλησιέστερο κόμβο αναφοράς θεωρείται ότι λαμβάνει την πραγματική θέση του υπό δοκιμή κόμβου στο μεγάλο δίκτυο.
Το επίπεδο πρωτοκόλλου ZigBee από κάτω προς τα πάνω είναι το φυσικό επίπεδο (PHY), το επίπεδο πρόσβασης μέσων (MAC), το επίπεδο δικτύου (NWK), το επίπεδο εφαρμογής (APL) και ούτω καθεξής. Οι συσκευές δικτύου έχουν τρεις ρόλους: ZigBee Coordinator, ZigBee Router και ZigBee End Device. Οι τοπολογίες δικτύου μπορεί να είναι αστέρι, δέντρο και δίκτυο.
Πλεονεκτήματα: χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, χαμηλό κόστος, μικρή καθυστέρηση, υψηλή χωρητικότητα και υψηλή ασφάλεια, μεγάλη απόσταση μετάδοσης. Μπορεί να υποστηρίξει την τοπολογία του δικτύου, την τοπολογία δέντρου και τη δομή τοπολογίας αστεριών, το δίκτυο είναι ευέλικτο και μπορεί να πραγματοποιήσει μετάδοση πολλαπλών λυμάτων.
Μειονεκτήματα: Ο ρυθμός μετάδοσης είναι χαμηλός και η ακρίβεια τοποθέτησης απαιτεί υψηλότερους αλγόριθμους.
Εφαρμογή: Η τοποθέτηση του συστήματος zigbee έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε εσωτερικούς χώρους, βιομηχανικό έλεγχο, περιβαλλοντική παρακολούθηση, έλεγχο έξυπνου σπιτιού και άλλους τομείς.
Τεχνολογία εντοπισμού θέσης UWB
Η τεχνολογία εντοπισμού θέσης υπερευρείας ζώνης (UWB) είναι μια νέα τεχνολογία, η οποία είναι πολύ διαφορετική από την παραδοσιακή τεχνολογία εντοπισμού θέσης επικοινωνίας. Χρησιμοποιεί προκαθορισμένους κόμβους αγκύρωσης και κόμβους γέφυρας με γνωστές θέσεις για την επικοινωνία με τους πρόσφατα προστιθέμενους τυφλούς κόμβους και χρησιμοποιεί τριγωνισμό ή τοποθέτηση «δακτυλικών αποτυπωμάτων» για τον προσδιορισμό της θέσης.
Η ασύρματη τεχνολογία υπερευρείας ζώνης (UWB) είναι μια τεχνολογία ασύρματου εντοπισμού θέσης σε εσωτερικούς χώρους υψηλής ακρίβειας που προτείνεται τα τελευταία χρόνια, με υψηλό επίπεδο ανάλυσης σε danosecond, σε συνδυασμό με τον αλγόριθμο εμβέλειας βάσει χρόνου άφιξης, θεωρητικά μπορεί να φτάσει σε ακρίβεια θέσης σε επίπεδο εκατοστών. που μπορεί να καλύψει τις ανάγκες τοποθέτησης βιομηχανικών εφαρμογών.
Ολόκληρο το σύστημα χωρίζεται σε τρία επίπεδα: επίπεδο διαχείρισης, επίπεδο υπηρεσίας και επίπεδο πεδίου. Η ιεραρχία του συστήματος είναι ξεκάθαρα χωρισμένη και η δομή είναι σαφής.
Το επίπεδο πεδίου αποτελείται από σημείο αγκύρωσης θέσης και ετικέτα τοποθέτησης:
· Εντοπίστε την Άγκυρα
Η άγκυρα τοποθεσίας υπολογίζει την απόσταση μεταξύ της ετικέτας και της ίδιας και στέλνει πακέτα πίσω στη μηχανή υπολογισμού θέσης σε λειτουργία ενσύρματου ή WLAN.
· Ετικέτα τοποθεσίας
Η ετικέτα σχετίζεται με το άτομο και το αντικείμενο που βρίσκεται, επικοινωνεί με το Anchor και μεταδίδει τη δική του τοποθεσία.
Πλεονεκτήματα: Εύρος ζώνης GHz, υψηλή ακρίβεια τοποθέτησης. Ισχυρή διείσδυση, καλό αποτέλεσμα κατά των πολλαπλών διαδρομών, υψηλή ασφάλεια.
Μειονεκτήματα: Επειδή ο νέος τυφλός κόμβος χρειάζεται επίσης ενεργή επικοινωνία, η κατανάλωση ενέργειας είναι υψηλή και το κόστος του συστήματος είναι υψηλό.
Εφαρμογή: Η τεχνολογία εξαιρετικά ευρείας ζώνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ανίχνευση ραντάρ, καθώς και ακριβή εντοπισμό θέσης και πλοήγηση σε εσωτερικούς χώρους σε διάφορα πεδία.
Σύστημα εντοπισμού θέσης με υπερήχους
Η τεχνολογία εντοπισμού θέσης υπερήχων βασίζεται στο σύστημα εμβέλειας υπερήχων και αναπτύχθηκε από πολλούς αναμεταδότες και κύριο αποστασιόμετρο: ο κύριος αποστασιόμετρο τοποθετείται στο αντικείμενο που πρόκειται να μετρηθεί, ο αναμεταδότης εκπέμπει το ίδιο ραδιοφωνικό σήμα στη σταθερή θέση του αναμεταδότη. Ο αναμεταδότης μεταδίδει το σήμα υπερήχων στον κύριο αποστασιόμετρο μετά τη λήψη του σήματος και χρησιμοποιεί τη μέθοδο εύρους ανάκλασης και τον αλγόριθμο τριγωνισμού για να προσδιορίσει τη θέση του αντικειμένου.
Πλεονεκτήματα: Η συνολική ακρίβεια τοποθέτησης είναι πολύ υψηλή, φτάνοντας το επίπεδο εκατοστών. Η δομή είναι σχετικά απλή, έχει μια ορισμένη διείσδυση και ο ίδιος ο υπερήχος έχει ισχυρή ικανότητα κατά των παρεμβολών.
Μειονεκτήματα: μεγάλη εξασθένηση στον αέρα, ακατάλληλη για μεγάλες περιστάσεις. Το εύρος ανάκλασης επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το φαινόμενο πολλαπλών διαδρομών και τη διάδοση χωρίς οπτική επαφή, γεγονός που προκαλεί την επένδυση των υποκείμενων εγκαταστάσεων υλικού που απαιτούν ακριβή ανάλυση και υπολογισμό και το κόστος είναι πολύ υψηλό.
Εφαρμογή: Η τεχνολογία εντοπισμού θέσης με υπερήχους έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε ψηφιακά στυλό, και αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται επίσης στην υπεράκτια αναζήτηση και η τεχνολογία εντοπισμού θέσης εσωτερικού χώρου χρησιμοποιείται κυρίως για τον εντοπισμό αντικειμένων σε μη επανδρωμένα εργαστήρια.
