RTLS es la abreviatura de Sistemas de localización en tiempo real.
RTLS es un método de radiolocalización basado en señales que puede ser activo o pasivo. Entre ellos, el activo se divide en AOA (posicionamiento del ángulo de llegada) y TDOA (posicionamiento de diferencia de tiempo de llegada), TOA (hora de llegada), TW-TOF (tiempo de vuelo de dos vías), NFER (alcance electromagnético de campo cercano), etc. en.
Hablando de posicionamiento, todo el mundo pensará primero en el GPS, basado en el GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite). El posicionamiento por satélite ha estado en todas partes, pero el posicionamiento por satélite tiene sus limitaciones: la señal no puede penetrar el edificio para lograr el posicionamiento en interiores.
Entonces, ¿cómo solucionar el problema del posicionamiento en interiores?
Con el desarrollo continuo de la tecnología de comunicación inalámbrica y la tecnología de comunicación inalámbrica impulsada por la demanda del mercado de posicionamiento en interiores, la tecnología de identificación de sensores y la tecnología de interconexión de big data, el Internet de las cosas y otras tecnologías, este problema se ha resuelto gradualmente y la cadena industrial se ha enriquecido y madurado continuamente.
Tecnología de posicionamiento en interiores Bluetooth
La tecnología interior Bluetooth consiste en utilizar varios puntos de acceso LAN Bluetooth instalados en la habitación, mantener la red como un modo de conexión de red básica multiusuario y garantizar que el punto de acceso LAN Bluetooth sea siempre el dispositivo principal de la microrred, y luego triangule el nodo ciego recién agregado midiendo la intensidad de la señal.
En la actualidad, existen dos formas principales de localizar iBeacon Bluetooth: según RSSI (indicación de intensidad de la señal recibida) y según la huella digital de posicionamiento, o una combinación de ambas.
El mayor problema basado en la distancia es que el ambiente interior es complejo y Bluetooth, como señal de alta frecuencia de 2.4 GHZ, se verá muy interferido. Además de diversos reflejos y refracciones en interiores, los valores RSSI obtenidos por los teléfonos móviles no son un valor de referencia; Al mismo tiempo, para mejorar la precisión del posicionamiento, el valor RSSI debe obtenerse varias veces para suavizar los resultados, lo que significa que el retraso aumenta. El mayor problema basado en el posicionamiento de huellas dactilares es que el costo de mano de obra y de tiempo para obtener datos de huellas dactilares en la etapa inicial es muy alto y el mantenimiento de la base de datos es difícil. Y si la tienda agrega una nueva estación base o realiza otras modificaciones, es posible que los datos de huellas dactilares originales ya no sean aplicables. Por lo tanto, cómo sopesar y elegir entre precisión de posicionamiento, retraso y costo se ha convertido en el principal problema del posicionamiento por Bluetooth.
Desventajas: la transmisión Bluetooth no se ve afectada por la línea de visión, pero para entornos espaciales complejos, la estabilidad del sistema Bluetooth es ligeramente pobre, está interferida por señales de ruido y el precio de los dispositivos y equipos Bluetooth es relativamente caro;
Aplicación: El posicionamiento interior por Bluetooth se utiliza principalmente para localizar personas en un área pequeña, como una sala o una tienda de una sola planta.
Tecnología de localización Wi-Fi
Hay dos tipos de tecnología de posicionamiento WiFi, uno es a través de la intensidad de la señal inalámbrica de los dispositivos móviles y tres puntos de acceso a la red inalámbrica, a través del algoritmo diferencial, para triangular con mayor precisión la ubicación de personas y vehículos. La otra es registrar de antemano la intensidad de la señal de una gran cantidad de puntos determinados por su ubicación, comparando la intensidad de la señal del equipo recién agregado con una gran base de datos de datos para determinar la ubicación.
Ventajas: alta precisión, bajo costo de hardware, alta velocidad de transmisión; Se puede aplicar para lograr tareas complejas de posicionamiento, monitoreo y seguimiento a gran escala.
Desventajas: distancia de transmisión corta, alto consumo de energía, topología generalmente en estrella.
Aplicación: El posicionamiento WiFi es adecuado para el posicionamiento y navegación de personas o automóviles, y puede usarse en instituciones médicas, parques temáticos, fábricas, centros comerciales y otras ocasiones que necesiten posicionamiento y navegación.
Tecnología de posicionamiento interior RFID
La tecnología de posicionamiento interior de identificación por radiofrecuencia (RFID) utiliza el modo de radiofrecuencia, la antena fija para ajustar la señal de radio en el campo electromagnético, la etiqueta adherida al artículo en el campo magnético después de la corriente de inducción generada para transmitir los datos, con el fin de intercambiar datos en múltiples comunicaciones bidireccionales para lograr el propósito de identificación y triangulación.
La identificación por radiofrecuencia (RFID) es una tecnología de comunicación inalámbrica que puede identificar un objetivo específico mediante señales de radio y leer y escribir datos relacionados sin la necesidad de establecer contacto mecánico u óptico entre el sistema de identificación y el objetivo específico.
Las señales de radio transmiten datos desde una etiqueta adherida a un artículo a través de un campo electromagnético sintonizado a una frecuencia de radio para identificar y rastrear automáticamente el artículo. Cuando se reconocen algunas etiquetas, se puede obtener energía del campo electromagnético emitido por el identificador, y no se requieren baterías; También hay etiquetas que tienen su propia fuente de energía y pueden emitir activamente ondas de radio (campos electromagnéticos sintonizados con frecuencias de radio). Las etiquetas contienen información almacenada electrónicamente que puede identificarse a unos pocos metros. A diferencia de los códigos de barras, las etiquetas RF no necesitan estar en la línea de visión del identificador y también pueden incrustarse en el objeto que se está rastreando.
Ventajas: la tecnología de posicionamiento en interiores RFID está muy cerca, pero puede obtener información de precisión de posicionamiento a nivel de centímetros en unos pocos milisegundos; El tamaño de la etiqueta es relativamente pequeño y el costo es bajo.
Desventajas: falta de capacidad de comunicación, mala capacidad antiinterferencias, no es fácil de integrar en otros sistemas y la seguridad y protección de la privacidad del usuario y la estandarización internacional no son perfectas.
Aplicación: El posicionamiento interior RFID se ha utilizado ampliamente en almacenes, fábricas, centros comerciales en el flujo de mercancías y posicionamiento de productos básicos.
Tecnología de posicionamiento interior Zigbee
La tecnología de posicionamiento en interiores ZigBee (protocolo LAN de bajo consumo basado en el estándar IEEE802.15.4) forma una red entre varios nodos que se van a probar y los nodos de referencia y la puerta de enlace. Los nodos que se probarán en la red envían información de transmisión, recopilan datos de cada nodo de referencia adyacente y seleccionan las coordenadas X e Y del nodo de referencia con la señal más fuerte. Luego, se calculan las coordenadas de los demás nodos asociados al nodo de referencia. Finalmente, se procesan los datos en el motor de posicionamiento y se considera el valor de desplazamiento del nodo de referencia más cercano para obtener la posición real del nodo bajo prueba en la red grande.
Las capas del protocolo ZigBee, de abajo hacia arriba, son la capa física (PHY), la capa de acceso a medios (MAC), la capa de red (NWK), la capa de aplicación (APL), etc. Los dispositivos de red tienen tres funciones: coordinador ZigBee, enrutador ZigBee y dispositivo final ZigBee. Las topologías de red pueden ser en estrella, en árbol y en red.
Ventajas: bajo consumo de energía, bajo costo, breve retraso, alta capacidad y alta seguridad, larga distancia de transmisión; Puede admitir la topología de red, la topología de árbol y la estructura de topología de estrella, la red es flexible y puede realizar transmisiones de múltiples saltos.
Desventajas: la velocidad de transmisión es baja y la precisión del posicionamiento requiere algoritmos más altos.
Aplicación: el posicionamiento del sistema zigbee se ha utilizado ampliamente en posicionamiento en interiores, control industrial, monitoreo ambiental, control de hogares inteligentes y otros campos.
Tecnología de posicionamiento UWB
La tecnología de posicionamiento de banda ultra ancha (UWB) es una tecnología nueva, que es muy diferente de la tecnología de posicionamiento de comunicación tradicional. Utiliza nodos de anclaje y nodos de puente preestablecidos con posiciones conocidas para comunicarse con nodos ciegos recién agregados, y utiliza triangulación o posicionamiento de "huellas dactilares" para determinar la posición.
La tecnología inalámbrica de banda ultraancha (UWB) es una tecnología de posicionamiento inalámbrico en interiores de alta precisión propuesta en los últimos años, con un alto nivel de resolución de tiempo de danosegundos, combinada con el algoritmo de alcance basado en el tiempo de llegada, teóricamente puede alcanzar una precisión de posicionamiento a nivel de centímetros. que puede satisfacer las necesidades de posicionamiento de aplicaciones industriales.
Todo el sistema se divide en tres capas: capa de gestión, capa de servicio y capa de campo. La jerarquía del sistema está claramente dividida y la estructura es clara.
La capa de campo se compone de un punto de anclaje de posicionamiento y una etiqueta de posicionamiento:
· Localizar Ancla
El ancla de ubicación calcula la distancia entre la etiqueta y ella misma y envía paquetes de regreso al motor de cálculo de ubicación en modo cableado o WLAN.
· Etiqueta de ubicación
La etiqueta se asocia con la persona y el objeto que se localiza, se comunica con Anchor y transmite su propia ubicación.
Ventajas: ancho de banda en GHz, alta precisión de posicionamiento; Fuerte penetración, buen efecto anti-multipath, alta seguridad.
Desventajas: debido a que el nodo ciego recién agregado también necesita comunicación activa, el consumo de energía es alto y el costo del sistema es alto.
Aplicación: La tecnología de banda ultraancha se puede utilizar para la detección de radar, así como para el posicionamiento y la navegación precisos en interiores en diversos campos.
Sistema de posicionamiento ultrasónico
La tecnología de posicionamiento ultrasónico se basa en el sistema de medición de distancia ultrasónico y está desarrollada por varios transpondedores y un telémetro principal: el telémetro principal se coloca sobre el objeto a medir, el transpondedor transmite la misma señal de radio a la posición fija del transpondedor, el El transpondedor transmite la señal ultrasónica al telémetro principal después de recibir la señal y utiliza el método de reflexión y algoritmo de triangulación para determinar la ubicación del objeto.
Ventajas: La precisión de posicionamiento general es muy alta, alcanzando el nivel de centímetros; La estructura es relativamente simple, tiene cierta penetración y el ultrasonido en sí tiene una fuerte capacidad antiinterferente.
Desventajas: gran atenuación en el aire, no apto para grandes ocasiones; El alcance de la reflexión se ve muy afectado por el efecto de trayectorias múltiples y la propagación sin línea de visión, lo que provoca la inversión en instalaciones de hardware subyacentes que requieren análisis y cálculos precisos, y el costo es demasiado alto.
Aplicación: La tecnología de posicionamiento ultrasónico se ha utilizado ampliamente en bolígrafos digitales, y dicha tecnología también se utiliza en la prospección en alta mar, y la tecnología de posicionamiento en interiores se utiliza principalmente para el posicionamiento de objetos en talleres no tripulados.
