RTLS는 실시간 위치 시스템(Real Time Location Systems)의 약자입니다.
RTLS는 능동 또는 수동일 수 있는 신호 기반 무선 측위 방법입니다. 그 중 능동형은 AOA(도착 각도 측위)와 TDOA(도착 시간차 측위), TOA(도착 시간), TW-TOF(양방향 비행 시간), NFER(근거리 전자기 측위) 등으로 구분됩니다. 에.
위치 확인에 관해 이야기하면 누구나 먼저 GPS를 떠올릴 것입니다. GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반으로 하는 위성 위치 확인은 어디에서나 가능하지만 위성 위치 확인에는 한계가 있습니다. 신호가 건물을 관통하여 실내 위치 확인을 달성할 수 없습니다.
그렇다면 실내 측위 문제를 해결하는 방법은 무엇입니까?
실내 측위 시장 수요 중심의 무선 통신 기술, 센서 식별 기술 및 빅 데이터 상호 연결 기술, 사물 인터넷 및 기타 기술의 지속적인 발전으로 이 문제는 점차 해결되었으며 산업 체인은 지속적으로 풍부해지고 성숙해졌습니다.
블루투스 실내 포지셔닝 기술
블루투스 실내 기술은 실내에 설치된 여러 개의 블루투스 LAN 액세스 포인트를 사용하여 네트워크를 다중 사용자 기반의 기본 네트워크 연결 모드로 유지하고 블루투스 LAN 액세스 포인트가 항상 마이크로 네트워크의 주요 장치임을 보장하는 것입니다. 그런 다음 신호 강도를 측정하여 새로 추가된 블라인드 노드를 삼각 측량합니다.
현재 Bluetooth iBeacon을 찾는 방법에는 두 가지 주요 방법이 있습니다. RSSI(수신 신호 강도 표시) 기반 및 위치 지정 지문 기반 또는 이 둘의 조합입니다.
거리에 따른 가장 큰 문제는 실내 환경이 복잡하고, 2.4GHZ 고주파 신호인 블루투스의 간섭이 크다는 점이다. 다양한 실내 반사 및 굴절 외에도 휴대폰에서 얻은 RSSI 값은 그다지 참고값이 아닙니다. 동시에 위치 정확도를 향상시키기 위해서는 결과를 평활화하기 위해 RSSI 값을 여러 번 얻어야 하므로 지연이 증가합니다. 지문 위치 파악에 따른 가장 큰 문제점은 초기 단계에서 지문 데이터를 획득하는 데 드는 인건비와 시간 비용이 매우 높고, 데이터베이스 유지 관리가 어렵다는 점이다. 그리고 매장에서 새로운 기지국을 추가하거나 기타 수정을 가하는 경우 원래의 지문 데이터가 더 이상 적용되지 않을 수 있습니다. 따라서 위치 정확도, 지연 및 비용 중에서 무게를 측정하고 선택하는 방법이 Bluetooth 위치 확인의 주요 문제가 되었습니다.
단점: 블루투스 전송은 가시선의 영향을 받지 않지만 복잡한 우주 환경의 경우 블루투스 시스템의 안정성이 약간 떨어지고 잡음 신호의 간섭을 받으며 블루투스 장치 및 장비의 가격이 상대적으로 비쌉니다.
신청: Bluetooth 실내 위치 확인은 주로 단층 홀이나 상점과 같은 좁은 지역에서 사람들을 찾는 데 사용됩니다.
Wi-Fi 위치 기술
WiFi 포지셔닝 기술에는 두 가지 종류가 있습니다. 하나는 모바일 장치의 무선 신호 강도를 이용하는 것이고, 세 가지 무선 네트워크 액세스 포인트는 차등 알고리즘을 통해 사람과 차량의 위치를 보다 정확하게 삼각 측량하는 것입니다. 다른 하나는 새로 추가된 장비의 신호 강도를 대규모 데이터 데이터베이스와 비교하여 위치를 결정하는 다수의 위치 결정 지점의 신호 강도를 미리 기록하는 것입니다.
장점: 높은 정확도, 낮은 하드웨어 비용, 높은 전송 속도; 복잡한 대규모 위치 확인, 모니터링 및 추적 작업을 수행하는 데 적용할 수 있습니다.
단점: 짧은 전송 거리, 높은 전력 소비, 일반적으로 스타 토폴로지.
신청:WiFi 포지셔닝은 사람이나 자동차의 포지셔닝 및 내비게이션에 적합하며 의료 기관, 테마파크, 공장, 쇼핑몰 및 포지셔닝 및 내비게이션이 필요한 기타 행사에서 사용할 수 있습니다.
RFID 실내 측위 기술
무선 주파수 식별(RFID) 실내 측위 기술은 무선 주파수 모드를 사용합니다. 고정 안테나는 무선 신호를 전자기장으로 조정하고, 제품에 부착된 라벨은 유도 전류가 생성된 후 자기장으로 데이터를 전송합니다. 식별 및 삼각 측량 목적을 달성하기 위해 여러 양방향 통신으로 데이터를 교환합니다.
RFID(Radio Frequency Identification)는 식별 시스템과 특정 대상 사이에 기계적 또는 광학적 접촉을 설정할 필요 없이 무선 신호로 특정 대상을 식별하고 관련 데이터를 읽고 쓸 수 있는 무선 통신 기술입니다.
무선 신호는 무선 주파수에 맞춰진 전자기장을 통해 품목에 부착된 태그의 데이터를 전송하여 품목을 자동으로 식별하고 추적합니다. 일부 라벨이 인식되면 식별자에서 방출되는 전자기장에서 에너지를 얻을 수 있으며 배터리가 필요하지 않습니다. 자체 전원이 있고 전파(무선 주파수에 맞춰진 전자기장)를 능동적으로 방출할 수 있는 태그도 있습니다. 태그에는 몇 미터 이내에서 식별할 수 있는 전자적으로 저장된 정보가 포함되어 있습니다. 바코드와 달리 RF 태그는 식별자의 시야에 있을 필요가 없으며 추적 중인 개체에 내장될 수도 있습니다.
장점: RFID 실내 위치 확인 기술은 매우 유사하지만 몇 밀리초 내에 센티미터 수준의 위치 확인 정확도 정보를 얻을 수 있습니다. 라벨의 크기는 상대적으로 작고 비용도 저렴합니다.
단점: 통신 능력이 없고 간섭 방지 능력이 좋지 않으며 다른 시스템에 통합하기가 쉽지 않으며 사용자의 보안 및 개인 정보 보호와 국제 표준화가 완벽하지 않습니다.
신청: RFID 실내 포지셔닝은 창고, 공장, 쇼핑몰에서 상품 흐름, 상품 포지셔닝에 널리 사용되었습니다.
Zigbee 실내 측위 기술
ZigBee(IEEE802.15.4 표준 기반 저전력 LAN 프로토콜) 실내 측위 기술은 테스트할 여러 노드와 참조 노드 및 게이트웨이 사이에 네트워크를 형성합니다. 네트워크에서 테스트할 노드는 브로드캐스트 정보를 전송하고, 인접한 각 참조 노드로부터 데이터를 수집하며, 가장 강한 신호가 있는 참조 노드의 X 및 Y 좌표를 선택합니다. 그런 다음 참조 노드와 관련된 다른 노드의 좌표가 계산됩니다. 마지막으로 포지셔닝 엔진의 데이터를 처리하고 가장 가까운 참조 노드로부터의 오프셋 값을 고려하여 대규모 네트워크에서 테스트 중인 노드의 실제 위치를 얻습니다.
ZigBee 프로토콜 계층은 아래쪽부터 물리 계층(PHY), 미디어 액세스 계층(MAC), 네트워크 계층(NWK), 애플리케이션 계층(APL) 등입니다. 네트워크 장치에는 ZigBee Coordinator, ZigBee Router, ZigBee End Device의 세 가지 역할이 있습니다. 네트워크 토폴로지는 스타, 트리 및 네트워크일 수 있습니다.
장점: 낮은 전력 소비, 저렴한 비용, 짧은 지연, 고용량 및 높은 보안, 긴 전송 거리; 네트워크 토폴로지, 트리 토폴로지 및 스타 토폴로지 구조를 지원할 수 있으며 네트워크는 유연하고 다중 홉 전송을 실현할 수 있습니다.
단점: 전송 속도가 낮고 위치 정확도가 높으므로 더 높은 알고리즘이 필요합니다.
적용 분야: 지그비 시스템 포지셔닝은 실내 포지셔닝, 산업 제어, 환경 모니터링, 스마트 홈 제어 및 기타 분야에서 널리 사용되었습니다.
UWB 포지셔닝 기술
초광대역(UWB) 측위 기술은 기존 통신 측위 기술과 매우 다른 새로운 기술이다. 미리 배열된 앵커 노드와 위치가 알려진 브리지 노드를 사용하여 새로 추가된 블라인드 노드와 통신하고, 삼각 측량 또는 "지문" 위치 지정을 사용하여 위치를 결정합니다.
초광대역 무선(UWB) 기술은 최근 몇 년 동안 제안된 고정밀 실내 무선 측위 기술로 높은 다노초 수준의 시간 분해능과 도착 시간 기반 거리 측정 알고리즘을 결합하여 이론적으로 센티미터 수준의 측위 정확도에 도달할 수 있습니다. 이는 산업용 애플리케이션의 위치 확인 요구를 충족할 수 있습니다.
전체 시스템은 관리 계층, 서비스 계층 및 필드 계층의 세 가지 계층으로 나뉩니다. 시스템 계층이 명확하게 구분되어 있고 구조가 명확합니다.
필드 레이어는 위치 지정 앵커 포인트와 위치 지정 태그로 구성됩니다.
· 앵커 찾기
위치 앵커는 태그와 태그 자체 사이의 거리를 계산하고 유선 또는 WLAN 모드에서 위치 계산 엔진으로 패킷을 다시 보냅니다.
· 위치 태그
태그는 찾고 있는 사람, 사물과 연결되어 앵커와 통신하며 자신의 위치를 방송합니다.
장점: GHz 대역폭, 높은 위치 정확도; 강력한 침투력, 우수한 다중 경로 방지 효과, 높은 안전성.
단점: 새로 추가된 블라인드 노드 역시 활발한 통신이 필요하기 때문에 전력소모가 높고 시스템 비용이 높다.
적용 분야: 초광대역 기술은 레이더 감지는 물론 다양한 분야의 실내 정확한 위치 파악 및 내비게이션에 사용될 수 있습니다.
초음파 포지셔닝 시스템
초음파 포지셔닝 기술은 초음파 거리 측정 시스템을 기반으로 하며 다수의 트랜스폰더와 메인 거리 측정기에 의해 개발되었습니다. 메인 거리 측정기는 측정 대상에 배치되고 트랜스폰더는 동일한 무선 신호를 트랜스폰더의 고정 위치로 전송합니다. 트랜스폰더는 신호를 수신한 후 초음파 신호를 주 거리계로 전송하고 반사 거리 측정 방법과 삼각측량 알고리즘을 사용하여 물체의 위치를 결정합니다.
장점: 전반적인 위치 정확도가 매우 높아 센티미터 수준에 이릅니다. 구조는 비교적 간단하고 일정한 침투력을 가지며 초음파 자체는 강력한 간섭 방지 능력을 가지고 있습니다.
단점: 공중에서의 감쇠가 커서 대규모 행사에 적합하지 않습니다. 반사 범위는 다중 경로 효과와 비가시선 전파의 영향을 크게 받아 정확한 분석과 계산이 필요한 기본 하드웨어 설비에 대한 투자가 필요하고 비용이 너무 높습니다.
적용 분야: 초음파 포지셔닝 기술은 디지털 펜에 널리 사용되어 왔으며 이러한 기술은 해양 탐사에도 사용되며 실내 포지셔닝 기술은 주로 무인 작업장에서 물체 포지셔닝에 사용됩니다.
