RTLS on reaalajas asukohasüsteemide lühend.
RTLS on signaalipõhine raadiolokatsioonimeetod, mis võib olla aktiivne või passiivne. Nende hulgas jagunevad aktiivsed AOA (saabumise nurga positsioneerimine) ja TDOA (saabumise aja erinevuse positsioneerimine), TOA (saabumise aeg), TW-TOF (kahesuunaline lennuaeg), NFER (lähivälja elektromagnetiline kaugus) jne. peal.
Rääkides positsioneerimisest, mõtlevad kõik esmalt GPS-ile, mis põhineb GNSS-il (Global Navigation Satellite System) satelliitpositsioneerimine on olnud kõikjal, kuid satelliitpositsioneerimisel on oma piirangud: signaal ei saa siseruumides positsioneerimise saavutamiseks läbida hoonet.
Niisiis, kuidas lahendada siseruumides positsioneerimise probleem?
Seoses siseruumide positsioneerimise turu nõudlusest lähtuva ja traadita sidetehnoloogia, andurite tuvastamise tehnoloogia ja suurandmete vastastikuse sidumise tehnoloogia, asjade Interneti ja muude tehnoloogiate pideva arendamisega on see probleem järk-järgult lahendatud ning tööstuskett on pidevalt rikastatud ja küpsenud.
Bluetooth siseruumide positsioneerimise tehnoloogia
Bluetoothi sisetehnoloogia eesmärk on kasutada mitut ruumi paigaldatud Bluetooth LAN-i pääsupunkti, säilitada võrku mitme kasutajapõhise põhivõrguühenduse režiimina ja tagada, et Bluetooth LAN-i pöörduspunkt oleks alati mikrovõrgu põhiseade ja seejärel trianguleerige äsja lisatud pime sõlm, mõõtes signaali tugevust.
Praegu on Bluetoothi iBeaconi asukoha tuvastamiseks kaks peamist viisi: RSSI (vastuvõetud signaali tugevusnäidik) ja positsioneerimise sõrmejälje põhjal või mõlema kombinatsiooni alusel.
Suurim probleem, mis põhineb kaugusel, on see, et sisekeskkond on keeruline ja Bluetoothi kui 2.4 GHZ kõrgsagedussignaali segatakse oluliselt. Lisaks erinevatele siseruumides toimuvatele peegeldustele ja murdudele ei ole mobiiltelefonide abil saadud RSSI väärtused kuigivõrd võrdlusväärtused; Samal ajal tuleb positsioneerimise täpsuse parandamiseks RSSI väärtust saada mitu korda, et tulemusi siluda, mis tähendab, et viivitus suureneb. Sõrmejälgede positsioneerimisel põhinev suurim probleem on see, et varases staadiumis sõrmejälgede andmete hankimise tööjõu- ja ajakulu on väga kõrge ning andmebaasi hooldus keeruline. Ja kui pood lisab uue tugijaama või teeb muid muudatusi, ei pruugi algsed sõrmejäljeandmed enam kehtida. Seetõttu on Bluetoothi positsioneerimise põhiküsimuseks saanud see, kuidas kaaluda ja valida positsioneerimise täpsuse, viivituse ja kulude vahel.
Puudused: Bluetooth-edastust ei mõjuta otsenähtavus, kuid keerukate kosmosekeskkondade puhul on Bluetooth-süsteemi stabiilsus veidi kehv, häirivad mürasignaalid ning Bluetoothi seadmete ja seadmete hind on suhteliselt kallis;
Rakendus: Bluetoothi siseruumide positsioneerimist kasutatakse peamiselt inimeste asukoha määramiseks väikeses piirkonnas, näiteks ühekorruselises saalis või kaupluses.
Wi-Fi asukohatehnoloogia
On kahte tüüpi WiFi positsioneerimistehnoloogiat, üks on mobiilseadmete traadita signaali tugevuse ja kolme traadita võrgu pääsupunkti kaudu diferentsiaalalgoritmi kaudu, et inimeste ja sõidukite asukohta täpsemalt trianguleerida. Teine on suure hulga asukohamääratud punktide signaali tugevuse eelnevalt salvestamine, võrreldes asukoha määramiseks äsja lisatud seadmete signaali tugevust suure andmebaasiga.
Eelised: kõrge täpsus, madal riistvarakulu, kõrge edastuskiirus; Seda saab rakendada keerukate suuremahuliste positsioneerimis-, jälgimis- ja jälgimisülesannete saavutamiseks.
Puudused: lühike edastuskaugus, suur energiatarve, üldiselt tähe topoloogia.
Rakendus: WiFi positsioneerimine sobib inimeste või autode positsioneerimiseks ja navigeerimiseks ning seda saab kasutada meditsiiniasutustes, teemaparkides, tehastes, kaubanduskeskustes ja muudel juhtudel, mis vajavad positsioneerimist ja navigeerimist.
RFID siseruumide positsioneerimise tehnoloogia
Raadiosagedustuvastuse (RFID) siseruumide positsioneerimistehnoloogia kasutab raadiosagedusrežiimi, fikseeritud antenni raadiosignaali elektromagnetvälja reguleerimiseks, esemele kinnitatud etiketti magnetväljale pärast induktsioonivoolu tekitamist andmete edastamiseks, et identifitseerimise ja triangulatsiooni eesmärgi saavutamiseks vahetavad andmeid mitmes kahesuunalises suhtluses.
Raadiosagedustuvastus (RFID) on traadita sidetehnoloogia, mis suudab tuvastada konkreetse sihtmärgi raadiosignaalide abil ning lugeda ja kirjutada sellega seotud andmeid, ilma et oleks vaja luua mehaanilist või optilist kontakti identifitseerimissüsteemi ja konkreetse sihtmärgi vahel.
Raadiosignaalid edastavad andmeid esemele kinnitatud sildilt raadiosagedusele häälestatud elektromagnetvälja kaudu, et üksust automaatselt tuvastada ja jälgida. Mõne märgistuse tuvastamisel saab energiat identifikaatori poolt kiiratavast elektromagnetväljast ja patareisid pole vaja; Samuti on silte, millel on oma toiteallikas ja mis võivad aktiivselt kiirata raadiolaineid (raadiosagedustele häälestatud elektromagnetvälju). Sildid sisaldavad elektrooniliselt salvestatud teavet, mida saab tuvastada mõne meetri kaugusel. Erinevalt vöötkoodidest ei pea RF-märgised asuma identifikaatori vaateväljas ja neid saab manustada ka jälgitavasse objekti.
Eelised: RFID siseruumide positsioneerimistehnoloogia on väga lähedal, kuid see võib saada sentimeetri tasemel positsioneerimise täpsuse teavet mõne millisekundiga; Sildi suurus on suhteliselt väike ja hind on madal.
Puudused: puudub suhtlusvõime, halb häiretevastane võime, ei ole lihtne teistesse süsteemidesse integreerida ning kasutaja turvalisus ja privaatsuse kaitse ning rahvusvaheline standardimine ei ole täiuslikud.
Kasutamine: RFID-i siseruumide positsioneerimist on laialdaselt kasutatud ladudes, tehastes, kaubanduskeskustes kaubavoogudes, kaupade positsioneerimisel.
Zigbee siseruumide positsioneerimise tehnoloogia
ZigBee (madala võimsusega LAN-protokoll, mis põhineb standardil IEEE802.15.4) siseruumide positsioneerimistehnoloogia moodustab võrgu mitmete testitavate sõlmede ja võrdlussõlmede ning lüüsi vahel. Võrgus testitavad sõlmed saadavad välja leviteabe, koguvad andmeid igast külgnevast võrdlussõlmest ning valivad tugevaima signaaliga referentssõlme X- ja Y-koordinaadid. Seejärel arvutatakse võrdlussõlmega seotud teiste sõlmede koordinaadid. Lõpuks töödeldakse positsioneerimismootoris olevaid andmeid ja lähimast võrdlussõlmest saadud nihke väärtust loetakse testitava sõlme tegelikuks asukohaks suures võrgus.
ZigBee protokollikiht alt üles on füüsiline kiht (PHY), meedia juurdepääsukiht (MAC), võrgukiht (NWK), rakenduskiht (APL) ja nii edasi. Võrguseadmetel on kolm rolli: ZigBee koordinaator, ZigBee ruuter ja ZigBee lõppseade. Võrgu topoloogiad võivad olla täht, puu ja võrk.
Eelised: madal energiatarve, madal hind, lühike viivitus, suur võimsus ja kõrge turvalisus, pikk edastuskaugus; See võib toetada võrgu topoloogiat, puu topoloogiat ja tähe topoloogia struktuuri, võrk on paindlik ja suudab teostada mitme hüppe edastamist.
Puudused: edastuskiirus on madal ja positsioneerimise täpsus nõuab kõrgemaid algoritme.
Rakendus: zigbee süsteemi positsioneerimist on laialdaselt kasutatud siseruumide positsioneerimisel, tööstuslikul juhtimisel, keskkonnaseires, nutika kodu juhtimisel ja muudes valdkondades.
UWB positsioneerimistehnoloogia
Ultralairiba (UWB) positsioneerimistehnoloogia on uus tehnoloogia, mis erineb oluliselt traditsioonilisest sidepositsioneerimistehnoloogiast. See kasutab äsja lisatud pimesõlmedega suhtlemiseks eelnevalt kokku pandud ankursõlmi ja teadaolevate positsioonidega sillasõlmi ning asukoha määramiseks triangulatsiooni või "sõrmejälje" positsioneerimist.
Ultra-lairiba traadita (UWB) tehnoloogia on viimastel aastatel välja pakutud ülitäpne siseruumides traadita positsioneerimistehnoloogia, millel on kõrge danosekundiline ajaeraldusvõime koos saabumisajal põhineva kauguse määramise algoritmiga, mis teoreetiliselt võib saavutada sentimeetri tasemel positsioneerimise täpsuse, mis suudab rahuldada tööstuslike rakenduste positsioneerimisvajadusi.
Kogu süsteem on jagatud kolmeks kihiks: halduskiht, teeninduskiht ja väljakiht. Süsteemi hierarhia on selgelt jagatud ja struktuur selge.
Väljakiht koosneb positsioneerimisankurduspunktist ja positsioneerimissildist:
· Leidke ankur
Asukohaankur arvutab sildi ja enda vahelise kauguse ning saadab paketid juhtmega või WLAN-režiimis tagasi asukoha arvutamise mootorisse.
· Asukoha silt
Märgis on seotud isiku ja objektiga, mille asukohta tehakse, suhtleb Ankruga ja edastab oma asukoha.
Eelised: GHz ribalaius, kõrge asukoha määramise täpsus; Tugev läbitung, hea mitmesuunaline toime, kõrge ohutus.
Puudused: kuna äsja lisatud pime sõlm vajab ka aktiivset suhtlust, on energiatarve suur ja süsteemi maksumus kõrge.
Kasutusala: Ultra-lairiba tehnoloogiat saab kasutada radari tuvastamiseks, samuti siseruumide täpseks positsioneerimiseks ja navigeerimiseks erinevates valdkondades.
Ultraheli positsioneerimissüsteem
Ultraheli positsioneerimistehnoloogia põhineb ultraheli kauguse määramise süsteemil ja on välja töötatud mitmete transponderite ja peamise kaugusmõõtja poolt: peamine kaugusmõõtja asetatakse mõõdetavale objektile, transponder edastab sama raadiosignaali transpondri fikseeritud asendisse, transponder edastab pärast signaali vastuvõtmist ultrahelisignaali põhikaugusmõõdikule ning kasutab objekti asukoha määramiseks peegeldusulatuse määramise meetodit ja triangulatsiooni algoritmi.
Eelised: üldine positsioneerimise täpsus on väga kõrge, ulatudes sentimeetri tasemeni; Struktuur on suhteliselt lihtne, sellel on teatud läbitung ja ultrahelil endal on tugev häiretevastane võime.
Puudused: suur õhusummutus, ei sobi suurteks sündmusteks; Peegeldusulatust mõjutavad suuresti mitmeteelised efektid ja mittenähtav levik, mis põhjustab investeeringuid aluseks olevatesse riistvaraseadmetesse, mis nõuavad täpset analüüsi ja arvutamist, ning kulu on liiga kõrge.
Kasutamine: Ultraheli positsioneerimistehnoloogiat on laialdaselt kasutatud digitaalsetes pastakates ja sellist tehnoloogiat kasutatakse ka avamere uuringutes ning siseruumides positsioneerimistehnoloogiat kasutatakse peamiselt objektide positsioneerimiseks mehitamata töökodades.
