RTLS è l'abbreviazione di Real Time Location Systems.
RTLS è un metodo di radiolocalizzazione basato su segnali che può essere attivo o passivo. Tra questi, l'attivo è diviso in AOA (posizionamento dell'angolo di arrivo) e TDOA (posizionamento della differenza di orario di arrivo), TOA (orario di arrivo), TW-TOF (tempo di volo bidirezionale), NFER (intervallo elettromagnetico a campo vicino) e così via. SU.
Parlando di posizionamento, tutti penseranno prima al GPS, basato sul GNSS (Global Navigation Satellite System). Il posizionamento satellitare è stato ovunque, ma il posizionamento satellitare ha i suoi limiti: il segnale non può penetrare nell'edificio per ottenere il posizionamento interno.
Quindi, come risolvere il problema del posizionamento interno?
Con il continuo sviluppo della tecnologia di comunicazione wireless e della tecnologia di comunicazione wireless, della tecnologia di identificazione dei sensori e della tecnologia di interconnessione dei big data, dell'Internet delle cose e di altre tecnologie di posizionamento interno guidate dalla domanda del mercato, questo problema è stato gradualmente risolto e la catena industriale è stata continuamente arricchita e maturata.
Tecnologia di posizionamento indoor Bluetooth
La tecnologia Bluetooth per interni consiste nell'utilizzare diversi punti di accesso LAN Bluetooth installati nella stanza, mantenere la rete come modalità di connessione di rete di base basata su multiutente e garantire che il punto di accesso LAN Bluetooth sia sempre il dispositivo principale della microrete e quindi triangolare il nodo cieco appena aggiunto misurando la potenza del segnale.
Al momento, esistono due modi principali per localizzare l'iBeacon Bluetooth: in base all'RSSI (indicazione della potenza del segnale ricevuto) e in base al posizionamento dell'impronta digitale, o una combinazione di entrambi.
Il problema più grande basato sulla distanza è che l'ambiente interno è complesso e il Bluetooth, come segnale ad alta frequenza da 2.4 GHZ, subirà notevoli interferenze. Oltre alle varie riflessioni e rifrazioni interne, i valori RSSI ottenuti dai telefoni cellulari non sono un grande valore di riferimento; Allo stesso tempo, per migliorare la precisione del posizionamento, il valore RSSI deve essere ottenuto più volte per uniformare i risultati, il che significa che il ritardo aumenta. Il problema più grande legato al posizionamento delle impronte digitali è che il costo della manodopera e il tempo necessario per ottenere i dati delle impronte digitali nella fase iniziale sono molto elevati e la manutenzione del database è difficile. E se il negozio aggiunge una nuova stazione base o apporta altre modifiche, i dati originali dell'impronta digitale potrebbero non essere più applicabili. Pertanto, come valutare e scegliere tra precisione di posizionamento, ritardo e costo è diventato il problema principale del posizionamento Bluetooth.
Svantaggi: la trasmissione Bluetooth non è influenzata dalla linea visiva, ma per ambienti spaziali complessi, la stabilità del sistema Bluetooth è leggermente scarsa, disturbata da segnali di rumore e il prezzo dei dispositivi e delle apparecchiature Bluetooth è relativamente alto;
Applicazione: il posizionamento interno Bluetooth viene utilizzato principalmente per localizzare le persone in una piccola area, come un corridoio o un negozio a un piano.
Tecnologia di localizzazione Wi-Fi
Esistono due tipi di tecnologia di posizionamento WiFi, uno attraverso la potenza del segnale wireless dei dispositivi mobili e tre punti di accesso alla rete wireless, attraverso l'algoritmo differenziale, per triangolare in modo più accurato la posizione di persone e veicoli. L'altro è registrare in anticipo la potenza del segnale di un gran numero di punti determinati dalla posizione, confrontando la potenza del segnale delle apparecchiature appena aggiunte con un ampio database di dati per determinare la posizione.
Vantaggi: elevata precisione, basso costo dell'hardware, elevata velocità di trasmissione; Può essere applicato per realizzare compiti complessi di posizionamento, monitoraggio e tracciamento su larga scala.
Svantaggi: breve distanza di trasmissione, elevato consumo energetico, generalmente topologia a stella.
Applicazione: il posizionamento WiFi è adatto per il posizionamento e la navigazione di persone o automobili e può essere utilizzato in istituti medici, parchi a tema, fabbriche, centri commerciali e altre occasioni che necessitano di posizionamento e navigazione.
Tecnologia di posizionamento interno RFID
La tecnologia di posizionamento interno con identificazione a radiofrequenza (RFID) utilizza la modalità a radiofrequenza, l'antenna fissa per regolare il segnale radio nel campo elettromagnetico, l'etichetta attaccata all'oggetto nel campo magnetico dopo la corrente di induzione generata per trasmettere i dati, al fine di scambiare dati in più comunicazioni bidirezionali per raggiungere lo scopo di identificazione e triangolazione.
L'identificazione a radiofrequenza (RFID) è una tecnologia di comunicazione wireless in grado di identificare un bersaglio specifico tramite segnali radio e leggere e scrivere i dati correlati senza la necessità di stabilire un contatto meccanico o ottico tra il sistema di identificazione e il bersaglio specifico.
I segnali radio trasmettono dati da un'etichetta attaccata a un articolo tramite un campo elettromagnetico sintonizzato su una frequenza radio per identificare e tracciare automaticamente l'articolo. Quando alcune etichette vengono riconosciute, è possibile ottenere energia dal campo elettromagnetico emesso dall'identificatore e non sono necessarie batterie; Esistono anche tag che dispongono di una propria fonte di energia e possono emettere attivamente onde radio (campi elettromagnetici sintonizzati su frequenze radio). I tag contengono informazioni memorizzate elettronicamente che possono essere identificate entro pochi metri. A differenza dei codici a barre, i tag RF non devono necessariamente trovarsi nel campo visivo dell'identificatore e possono anche essere incorporati nell'oggetto da tracciare.
Vantaggi: la tecnologia di posizionamento interno RFID è molto vicina, ma può ottenere informazioni sulla precisione del posizionamento a livello centimetrico in pochi millisecondi; La dimensione dell'etichetta è relativamente piccola e il costo è basso.
Svantaggi: nessuna capacità di comunicazione, scarsa capacità anti-interferenza, non facile da integrare in altri sistemi, la sicurezza e la protezione della privacy dell'utente e la standardizzazione internazionale non sono perfette.
Applicazione: il posizionamento interno RFID è stato ampiamente utilizzato in magazzini, fabbriche, centri commerciali nel flusso di merci, posizionamento delle merci.
Tecnologia di posizionamento indoor Zigbee
La tecnologia di posizionamento indoor ZigBee (protocollo LAN a basso consumo basato sullo standard IEEE802.15.4) forma una rete tra un numero di nodi da testare e nodi di riferimento e il gateway. I nodi da testare nella rete inviano informazioni broadcast, raccolgono dati da ciascun nodo di riferimento adiacente e selezionano le coordinate X e Y del nodo di riferimento con il segnale più forte. Successivamente vengono calcolate le coordinate degli altri nodi associati al nodo di riferimento. Infine, vengono elaborati i dati nel motore di posizionamento e viene considerato il valore di offset dal nodo di riferimento più vicino per ottenere la posizione effettiva del nodo sotto test nella grande rete.
Il livello del protocollo ZigBee dal basso verso l'alto è il livello fisico (PHY), il livello di accesso multimediale (MAC), il livello di rete (NWK), il livello di applicazione (APL) e così via. I dispositivi di rete hanno tre ruoli: Coordinatore ZigBee, Router ZigBee e Dispositivo finale ZigBee. Le topologie di rete possono essere a stella, ad albero e a rete.
Vantaggi: basso consumo energetico, basso costo, breve ritardo, elevata capacità ed elevata sicurezza, lunga distanza di trasmissione; Può supportare la topologia di rete, la topologia ad albero e la struttura della topologia a stella, la rete è flessibile e può realizzare trasmissioni multi-hop.
Svantaggi: la velocità di trasmissione è bassa e la precisione di posizionamento richiede algoritmi più elevati.
Applicazione: il posizionamento del sistema zigbee è stato ampiamente utilizzato nel posizionamento interno, nel controllo industriale, nel monitoraggio ambientale, nel controllo della casa intelligente e in altri campi.
Tecnologia di posizionamento UWB
La tecnologia di posizionamento a banda ultra larga (UWB) è una nuova tecnologia, molto diversa dalla tradizionale tecnologia di posizionamento della comunicazione. Utilizza nodi di ancoraggio prestabiliti e nodi ponte con posizioni note per comunicare con i nodi ciechi appena aggiunti e utilizza la triangolazione o il posizionamento "impronta digitale" per determinare la posizione.
La tecnologia wireless a banda ultralarga (UWB) è una tecnologia di posizionamento wireless per interni ad alta precisione proposta negli ultimi anni, con un elevato livello di risoluzione temporale in danosecondi, combinato con l'algoritmo di rilevamento basato sul tempo di arrivo, teoricamente può raggiungere una precisione di posizionamento a livello di centimetri, in grado di soddisfare le esigenze di posizionamento delle applicazioni industriali.
L'intero sistema è diviso in tre livelli: livello di gestione, livello di servizio e livello di campo. La gerarchia del sistema è chiaramente divisa e la struttura è chiara.
Il layer del campo è composto dal punto di ancoraggio di posizionamento e dal tag di posizionamento:
· Individua l'ancora
L'ancora di posizione calcola la distanza tra il Tag e se stesso e invia i pacchetti al motore di calcolo della posizione in modalità cablata o WLAN.
· Etichetta di posizione
Il tag è associato alla persona e all'oggetto da localizzare, comunica con Anchor e trasmette la propria posizione.
Vantaggi: larghezza di banda GHz, elevata precisione di posizionamento; Forte penetrazione, buon effetto anti-multipercorso, elevata sicurezza.
Svantaggi: poiché anche il nodo cieco appena aggiunto necessita di comunicazione attiva, il consumo energetico è elevato e il costo del sistema è elevato.
Applicazione: la tecnologia a banda ultralarga può essere utilizzata per il rilevamento radar, nonché per il posizionamento e la navigazione accurati in interni in vari campi.
Sistema di posizionamento ad ultrasuoni
La tecnologia di posizionamento ad ultrasuoni si basa sul sistema di misurazione ad ultrasuoni e sviluppata da una serie di transponder e dal telemetro principale: il telemetro principale viene posizionato sull'oggetto da misurare, il transponder trasmette lo stesso segnale radio alla posizione fissa del transponder, il il transponder trasmette il segnale ultrasonico al telemetro principale dopo aver ricevuto il segnale e utilizza il metodo di riflessione e l'algoritmo di triangolazione per determinare la posizione dell'oggetto.
Vantaggi: la precisione complessiva del posizionamento è molto elevata, raggiungendo il livello del centimetro; La struttura è relativamente semplice, ha una certa penetrazione e gli ultrasuoni stessi hanno una forte capacità anti-interferenza.
Svantaggi: grande attenuazione nell'aria, non adatta alle grandi occasioni; La portata della riflessione è fortemente influenzata dall'effetto multipercorso e dalla propagazione senza linea di vista, che comporta l'investimento di strutture hardware sottostanti che richiedono analisi e calcoli accurati e il costo è troppo elevato.
Applicazione: la tecnologia di posizionamento a ultrasuoni è stata ampiamente utilizzata nelle penne digitali e tale tecnologia viene utilizzata anche nella prospezione offshore e la tecnologia di posizionamento interno viene utilizzata principalmente per il posizionamento di oggetti in officine senza personale.
