RTLS est l'abréviation de Real Time Location Systems.
RTLS est une méthode de radiolocalisation basée sur un signal qui peut être active ou passive. Parmi eux, l'actif est divisé en AOA (positionnement de l'angle d'arrivée) et TDOA (positionnement par différence de temps d'arrivée), TOA (heure d'arrivée), TW-TOF (temps de vol bidirectionnel), NFER (télémétrie électromagnétique en champ proche) et ainsi sur.
En parlant de positionnement, tout le monde pensera d'abord au GPS, basé sur le positionnement par satellite GNSS (Global Navigation Satellite System). Le positionnement par satellite est présent partout, mais le positionnement par satellite a ses limites : le signal ne peut pas pénétrer dans le bâtiment pour obtenir un positionnement à l'intérieur.
Alors, comment résoudre le problème du positionnement en intérieur ?
Avec le développement continu de la technologie de communication sans fil et de la demande du marché du positionnement intérieur, de la technologie d'identification des capteurs et de la technologie d'interconnexion des mégadonnées, de l'Internet des objets et d'autres technologies, ce problème a été progressivement résolu et la chaîne industrielle s'est continuellement enrichie et mature.
Technologie de positionnement intérieur Bluetooth
La technologie intérieure Bluetooth consiste à utiliser plusieurs points d'accès LAN Bluetooth installés dans la pièce, à maintenir le réseau en tant que mode de connexion réseau de base multi-utilisateurs et à garantir que le point d'accès LAN Bluetooth est toujours le périphérique principal du micro-réseau, et puis triangulez le nœud aveugle nouvellement ajouté en mesurant la force du signal.
À l'heure actuelle, il existe deux manières principales de localiser l'iBeacon Bluetooth : basée sur RSSI (indication de la force du signal reçu) et basée sur le positionnement de l'empreinte digitale, ou une combinaison des deux.
Le plus gros problème basé sur la distance est que l'environnement intérieur est complexe et que le Bluetooth, en tant que signal haute fréquence de 2.4 GHz, sera fortement interféré. En plus des diverses réflexions et réfractions intérieures, les valeurs RSSI obtenues par les téléphones portables ne constituent pas une grande valeur de référence ; Dans le même temps, afin d'améliorer la précision du positionnement, la valeur RSSI doit être obtenue plusieurs fois pour lisser les résultats, ce qui signifie que le délai augmente. Le plus gros problème lié au positionnement des empreintes digitales est que le coût de la main-d'œuvre et le temps nécessaires à l'obtention des données d'empreintes digitales à un stade précoce sont très élevés et que la maintenance de la base de données est difficile. Et si le magasin ajoute une nouvelle station de base ou apporte d'autres modifications, les données d'empreintes digitales d'origine peuvent ne plus être applicables. Par conséquent, comment peser et choisir entre la précision, le délai et le coût du positionnement est devenu le principal problème du positionnement Bluetooth.
Inconvénients : la transmission Bluetooth n'est pas affectée par la ligne de vue, mais pour les environnements spatiaux complexes, la stabilité du système Bluetooth est légèrement mauvaise, perturbée par les signaux de bruit, et le prix des appareils et équipements Bluetooth est relativement cher ;
Application : le positionnement intérieur Bluetooth est principalement utilisé pour localiser des personnes dans une petite zone, comme un hall ou un magasin à un étage.
Technologie de localisation Wi-Fi
Il existe deux types de technologie de positionnement WiFi, l'une grâce à la force du signal sans fil des appareils mobiles et trois points d'accès au réseau sans fil, via l'algorithme différentiel, pour trianguler plus précisément l'emplacement des personnes et des véhicules. L'autre consiste à enregistrer à l'avance la force du signal d'un grand nombre de points déterminés par leur emplacement, en comparant la force du signal de l'équipement nouvellement ajouté avec une grande base de données de données pour déterminer l'emplacement.
Avantages : haute précision, faible coût matériel, taux de transmission élevé ; Il peut être appliqué pour réaliser des tâches complexes de positionnement, de surveillance et de suivi à grande échelle.
Inconvénients : courte distance de transmission, consommation d’énergie élevée, topologie généralement en étoile.
Application : le positionnement WiFi convient au positionnement et à la navigation de personnes ou de voitures et peut être utilisé dans les établissements médicaux, les parcs à thème, les usines, les centres commerciaux et d'autres occasions nécessitant un positionnement et une navigation.
Technologie de positionnement intérieur RFID
La technologie de positionnement intérieur d'identification par radiofréquence (RFID) utilise le mode radiofréquence, l'antenne fixe pour ajuster le signal radio dans le champ électromagnétique, l'étiquette attachée à l'article dans le champ magnétique après le courant d'induction généré pour transmettre les données, afin de échanger des données dans plusieurs communications bidirectionnelles pour atteindre l'objectif d'identification et de triangulation.
L'identification par radiofréquence (RFID) est une technologie de communication sans fil qui peut identifier une cible spécifique par des signaux radio et lire et écrire des données associées sans qu'il soit nécessaire d'établir un contact mécanique ou optique entre le système d'identification et la cible spécifique.
Les signaux radio transmettent les données d'une étiquette attachée à un article via un champ électromagnétique réglé sur une fréquence radio pour identifier et suivre automatiquement l'article. Lorsque certaines étiquettes sont reconnues, l'énergie peut être obtenue à partir du champ électromagnétique émis par l'identifiant, et les piles ne sont pas nécessaires ; Il existe également des balises qui disposent de leur propre source d’alimentation et peuvent émettre activement des ondes radio (champs électromagnétiques réglés sur les fréquences radio). Les tags contiennent des informations stockées électroniquement qui peuvent être identifiées à quelques mètres près. Contrairement aux codes-barres, les étiquettes RF n'ont pas besoin d'être dans le champ de vision de l'identifiant et peuvent également être intégrées dans l'objet suivi.
Avantages : la technologie de positionnement intérieur RFID est très proche, mais elle peut obtenir des informations de précision de positionnement au niveau centimétrique en quelques millisecondes ; La taille de l’étiquette est relativement petite et son coût est faible.
Inconvénients : aucune capacité de communication, faible capacité anti-interférence, pas facile à intégrer dans d'autres systèmes, et la sécurité et la protection de la vie privée de l'utilisateur ainsi que la normalisation internationale ne sont pas parfaites.
Application : le positionnement intérieur RFID a été largement utilisé dans les entrepôts, les usines, les centres commerciaux dans le flux de marchandises, le positionnement des produits.
Technologie de positionnement intérieur Zigbee
La technologie de positionnement intérieur ZigBee (protocole LAN faible consommation basé sur la norme IEEE802.15.4) forme un réseau entre un certain nombre de nœuds à tester et de référence et la passerelle. Les nœuds à tester dans le réseau envoient des informations de diffusion, collectent des données de chaque nœud de référence adjacent et sélectionnent les coordonnées X et Y du nœud de référence avec le signal le plus fort. Ensuite, les coordonnées des autres nœuds associés au nœud de référence sont calculées. Enfin, les données du moteur de positionnement sont traitées et la valeur de décalage par rapport au nœud de référence le plus proche est prise en compte pour obtenir la position réelle du nœud testé dans le grand réseau.
La couche de protocole ZigBee de bas en haut comprend la couche physique (PHY), la couche d'accès aux médias (MAC), la couche réseau (NWK), la couche d'application (APL), etc. Les périphériques réseau ont trois rôles : coordinateur ZigBee, routeur ZigBee et périphérique final ZigBee. Les topologies de réseau peuvent être en étoile, en arborescence et en réseau.
Avantages : faible consommation d'énergie, faible coût, délai court, haute capacité et haute sécurité, longue distance de transmission ; Il peut prendre en charge la topologie du réseau, la topologie arborescente et la structure de la topologie en étoile, le réseau est flexible et peut réaliser une transmission multi-sauts.
Inconvénients : le taux de transmission est faible et la précision du positionnement nécessite des algorithmes plus élevés.
Application : le positionnement du système zigbee a été largement utilisé dans le positionnement intérieur, le contrôle industriel, la surveillance environnementale, le contrôle de la maison intelligente et d'autres domaines.
Technologie de positionnement UWB
La technologie de positionnement à ultra large bande (UWB) est une nouvelle technologie très différente de la technologie de positionnement de communication traditionnelle. Il utilise des nœuds d'ancrage pré-arrangés et des nœuds de pont avec des positions connues pour communiquer avec les nœuds aveugles nouvellement ajoutés, et utilise la triangulation ou le positionnement par « empreinte digitale » pour déterminer la position.
La technologie sans fil ultra-large bande (UWB) est une technologie de positionnement sans fil intérieur de haute précision proposée ces dernières années, avec un niveau de résolution temporelle élevé en danosecondes, combinée à l'algorithme de télémétrie basé sur le temps d'arrivée, peut théoriquement atteindre une précision de positionnement au niveau du centimètre, qui peut répondre aux besoins de positionnement des applications industrielles.
L'ensemble du système est divisé en trois couches : la couche de gestion, la couche de service et la couche de terrain. La hiérarchie du système est clairement divisée et la structure est claire.
La couche de champ est composée d'un point d'ancrage de positionnement et d'une balise de positionnement :
· Localiser l'ancre
L'ancre de localisation calcule la distance entre le Tag et lui-même et renvoie des paquets au moteur de calcul de localisation en mode filaire ou WLAN.
· Balise de localisation
Le tag est associé à la personne et à l'objet localisés, communique avec Anchor et diffuse sa propre localisation.
Avantages : bande passante GHz, haute précision de positionnement ; Forte pénétration, bon effet anti-trajets multiples, haute sécurité.
Inconvénients : étant donné que le nœud aveugle nouvellement ajouté nécessite également une communication active, la consommation d'énergie est élevée et le coût du système est élevé.
Application : la technologie ultra-large bande peut être utilisée pour la détection radar, ainsi que pour le positionnement et la navigation précis en intérieur dans divers domaines.
Système de positionnement par ultrasons
La technologie de positionnement par ultrasons est basée sur le système de télémétrie par ultrasons et développée par un certain nombre de transpondeurs et télémètre principal : le télémètre principal est placé sur l'objet à mesurer, le transpondeur transmet le même signal radio à la position fixe du transpondeur, le Le transpondeur transmet le signal ultrasonique au télémètre principal après avoir reçu le signal et utilise la méthode de télémétrie par réflexion et l'algorithme de triangulation pour déterminer l'emplacement de l'objet.
Avantages : La précision globale du positionnement est très élevée, atteignant le niveau centimétrique ; La structure est relativement simple, a une certaine pénétration et les ultrasons eux-mêmes ont une forte capacité anti-interférence.
Inconvénients : forte atténuation dans l'air, ne convient pas aux grandes occasions ; La portée de réflexion est fortement affectée par l'effet de trajets multiples et la propagation sans visibilité directe, ce qui entraîne l'investissement d'installations matérielles sous-jacentes nécessitant une analyse et un calcul précis, et le coût est trop élevé.
Application : La technologie de positionnement par ultrasons a été largement utilisée dans les stylos numériques, et cette technologie est également utilisée dans la prospection offshore, et la technologie de positionnement en intérieur est principalement utilisée pour le positionnement d'objets dans des ateliers sans pilote.
