RTLS yra realiojo laiko vietos nustatymo sistemų santrumpa.
RTLS yra signalu pagrįstas radiolokacijos metodas, kuris gali būti aktyvus arba pasyvus. Tarp jų aktyvusis skirstomas į AOA (atvykimo kampo padėties nustatymas) ir TDOA (atvykimo laiko skirtumo padėties nustatymas), TOA (atvykimo laikas), TW-TOF (skraidymas į abi puses), NFER (artimojo lauko elektromagnetinis diapazonas) ir kt. įjungta.
Kalbant apie padėties nustatymą, visi pirmiausia pagalvos apie GPS, pagrįstą GNSS (Global Navigation Satellite System) palydovinės padėties nustatymas buvo visur, tačiau palydovinės padėties nustatymas turi savo apribojimų: signalas negali prasiskverbti į pastatą, kad būtų galima nustatyti vidaus padėtį.
Taigi, kaip išspręsti patalpų padėties nustatymo problemą?
Nuolat tobulėjant patalpų padėties nustatymo rinkos paklausai ir belaidžio ryšio technologijoms, jutiklių identifikavimo technologijoms ir didelių duomenų sujungimo technologijoms, daiktų internetui ir kitoms technologijoms, ši problema palaipsniui buvo išspręsta, o pramonės grandinė buvo nuolat turtinama ir brandinama.
„Bluetooth“ patalpų padėties nustatymo technologija
„Bluetooth“ patalpų technologija skirta naudoti kelis patalpoje įrengtus „Bluetooth“ LAN prieigos taškus, palaikyti tinklą kaip kelių vartotojų pagrindinį tinklo ryšio režimą ir užtikrinti, kad „Bluetooth“ LAN prieigos taškas visada būtų pagrindinis mikrotinklo įrenginys, ir tada trikampiuokite naujai pridėtą akląjį mazgą, išmatuodami signalo stiprumą.
Šiuo metu yra du pagrindiniai „Bluetooth iBeacon“ buvimo vietos nustatymo būdai: remiantis RSSI (gauto signalo stiprumo indikacija) ir piršto atspaudo padėties nustatymu arba abiejų deriniu.
Didžiausia problema, pagrįsta atstumu, yra ta, kad patalpų aplinka yra sudėtinga, o „Bluetooth“, kaip 2.4 GHZ aukšto dažnio signalas, bus labai trikdomas. Be įvairių patalpų atspindžių ir lūžių, mobiliųjų telefonų gaunamos RSSI reikšmės nėra didelė atskaitos vertė; Tuo pačiu metu, siekiant pagerinti padėties nustatymo tikslumą, RSSI reikšmę reikia gauti kelis kartus, kad rezultatai būtų išlyginti, o tai reiškia, kad delsa didėja. Didžiausia problema, pagrįsta pirštų atspaudų padėties nustatymu, yra ta, kad darbo sąnaudos ir laiko sąnaudos norint gauti pirštų atspaudų duomenis ankstyvoje stadijoje yra labai didelės, o duomenų bazės priežiūra yra sudėtinga. Ir jei parduotuvė prideda naują bazinę stotį arba atlieka kitų modifikacijų, pradiniai pirštų atspaudų duomenys gali nebebūti taikomi. Todėl kaip pasverti ir pasirinkti padėties nustatymo tikslumą, delsą ir kainą, tapo pagrindine Bluetooth padėties nustatymo problema.
Trūkumai: „Bluetooth“ perdavimui įtakos neturi matymo linija, tačiau sudėtingose erdvėse „Bluetooth“ sistemos stabilumas yra šiek tiek prastas, trukdo triukšmo signalai, o „Bluetooth“ įrenginių ir įrangos kaina yra gana brangi;
Taikymas: „Bluetooth“ patalpų padėties nustatymas daugiausia naudojamas žmonėms mažoje vietoje, pavyzdžiui, vieno aukšto salėje ar parduotuvėje, nustatyti.
„Wi-Fi“ vietos nustatymo technologija
Yra dviejų tipų „WiFi“ padėties nustatymo technologija, viena iš jų yra naudojant mobiliųjų įrenginių belaidžio ryšio signalo stiprumą ir tris belaidžio tinklo prieigos taškus, naudojant diferencialinį algoritmą, kad būtų galima tiksliau trikampiuoti žmonių ir transporto priemonių vietą. Kitas dalykas – iš anksto užregistruoti daugelio vietoje nustatytų taškų signalo stiprumą, lyginant naujai pridėtos įrangos signalo stiprumą su didele duomenų baze, kad būtų galima nustatyti vietą.
Privalumai: didelis tikslumas, maža techninės įrangos kaina, didelis perdavimo greitis; Jis gali būti taikomas sudėtingoms didelio masto padėties nustatymo, stebėjimo ir sekimo užduotims atlikti.
Trūkumai: Trumpas perdavimo atstumas, didelis energijos suvartojimas, paprastai žvaigždės topologija.
Taikymas: „Wi-Fi“ padėties nustatymas tinka žmonių ar automobilių padėties nustatymui ir navigacijai, gali būti naudojamas medicinos įstaigose, pramogų parkuose, gamyklose, prekybos centruose ir kitais atvejais, kai reikia padėties nustatymo ir navigacijos.
RFID patalpų padėties nustatymo technologija
Radijo dažnio atpažinimo (RFID) patalpų padėties nustatymo technologija naudoja radijo dažnio režimą, fiksuotą anteną radijo signalui pritaikyti į elektromagnetinį lauką, prie gaminio pritvirtintą etiketę į magnetinį lauką po sugeneruotos indukcijos srovės duomenims perduoti. keistis duomenimis daugiapusio ryšio metu, kad būtų pasiektas identifikavimo ir trianguliacijos tikslas.
Radijo dažnio atpažinimas (RFID) yra belaidžio ryšio technologija, kuri gali identifikuoti konkretų taikinį pagal radijo signalus ir nuskaityti bei įrašyti susijusius duomenis, nereikia užmegzti mechaninio ar optinio kontakto tarp identifikavimo sistemos ir konkretaus taikinio.
Radijo signalai perduoda duomenis iš žymos, pritvirtintos prie daikto, per elektromagnetinį lauką, suderintą pagal radijo dažnį, kad būtų galima automatiškai identifikuoti ir sekti daiktą. Kai atpažįstamos kai kurios etiketės, energiją galima gauti iš identifikatoriaus skleidžiamo elektromagnetinio lauko, todėl baterijų nereikia; Taip pat yra žymų, kurios turi savo maitinimo šaltinį ir gali aktyviai skleisti radijo bangas (elektromagnetinius laukus, suderintus pagal radijo dažnius). Žymėse yra elektroniniu būdu saugoma informacija, kurią galima atpažinti kelių metrų atstumu. Skirtingai nuo brūkšninių kodų, RF žymos nebūtinai turi būti identifikatoriaus matymo linijoje ir gali būti įterptos į stebimą objektą.
Privalumai: RFID patalpų padėties nustatymo technologija yra labai artima, tačiau ji gali gauti centimetro lygio padėties nustatymo tikslumo informaciją per kelias milisekundes; Etiketės dydis yra palyginti mažas, o kaina yra maža.
Trūkumai: nėra ryšio galimybių, prastos apsaugos nuo trukdžių galimybės, nelengva integruoti į kitas sistemas, o vartotojo saugumas ir privatumo apsauga bei tarptautinis standartizavimas nėra tobulas.
Taikymas: RFID patalpų padėties nustatymas buvo plačiai naudojamas sandėliuose, gamyklose, prekybos centruose prekių sraute, prekių pozicionavimui.
Zigbee patalpų padėties nustatymo technologija
ZigBee (mažos galios LAN protokolas, pagrįstas IEEE802.15.4 standartu) patalpų padėties nustatymo technologija sudaro tinklą tarp daugelio tikrintinų mazgų ir atskaitos mazgų bei šliuzo. Tinkle tikrinami mazgai siunčia transliavimo informaciją, renka duomenis iš kiekvieno gretimo atskaitos mazgo ir pasirenka stipriausio signalo atskaitos mazgo X ir Y koordinates. Tada apskaičiuojamos kitų su atskaitos mazgu susietų mazgų koordinatės. Galiausiai apdorojami padėties nustatymo variklio duomenys ir laikoma, kad poslinkio vertė iš artimiausio atskaitos mazgo gauna tikrąją bandomojo mazgo padėtį dideliame tinkle.
ZigBee protokolo sluoksnis iš apačios į viršų yra fizinis sluoksnis (PHY), medijos prieigos sluoksnis (MAC), tinklo sluoksnis (NWK), taikomųjų programų sluoksnis (APL) ir pan. Tinklo įrenginiai turi tris vaidmenis: „ZigBee“ koordinatorius, „ZigBee“ maršrutizatorius ir „ZigBee“ galutinis įrenginys. Tinklo topologijos gali būti žvaigždės, medžio ir tinklo.
Privalumai: mažas energijos suvartojimas, maža kaina, trumpas delsimas, didelė talpa ir didelis saugumas, ilgas perdavimo atstumas; Jis gali palaikyti tinklo topologiją, medžio topologiją ir žvaigždžių topologijos struktūrą, tinklas yra lankstus ir gali realizuoti kelių šuolių perdavimą.
Trūkumai: mažas perdavimo greitis, o padėties nustatymo tikslumas reikalauja didesnių algoritmų.
Taikymas: Zigbee sistemos padėties nustatymas buvo plačiai naudojamas patalpų pozicionavimo, pramonės valdymo, aplinkos stebėjimo, išmaniųjų namų valdymo ir kitose srityse.
UWB padėties nustatymo technologija
Itin plačiajuostė (UWB) padėties nustatymo technologija yra nauja technologija, kuri labai skiriasi nuo tradicinės ryšio padėties nustatymo technologijos. Jis naudoja iš anksto suplanuotus inkarinius mazgus ir tiltinius mazgus su žinomomis pozicijomis, kad galėtų susisiekti su naujai pridėtais akliaisiais mazgais, o padėties nustatymui naudoja trianguliaciją arba „pirštų atspaudų“ padėties nustatymą.
Itin plačiajuostė belaidė (UWB) technologija yra pastaraisiais metais pasiūlyta itin tiksli patalpų belaidžio padėties nustatymo technologija, turinti aukštą danosekundės laiko skiriamąją gebą kartu su atvykimo laiku pagrįstu nuotolio nustatymo algoritmu, teoriškai galinti pasiekti centimetro lygio padėties nustatymo tikslumą, kurios gali patenkinti pramoninių pritaikymų padėties nustatymo poreikius.
Visa sistema suskirstyta į tris sluoksnius: valdymo, paslaugų ir lauko. Sistemos hierarchija aiškiai suskirstyta, o struktūra aiški.
Lauko sluoksnis susideda iš padėties nustatymo inkaro taško ir padėties nustatymo žymos:
· Raskite inkarą
Vietos inkaras apskaičiuoja atstumą tarp žymos ir savęs ir siunčia paketus atgal į vietos skaičiavimo variklį laidiniu arba WLAN režimu.
· Vietos žyma
Žyma yra susieta su asmeniu ir objektu, kuris yra aptinkamas, bendrauja su Inkaru ir transliuoja savo buvimo vietą.
Privalumai: GHz dažnių juostos plotis, didelis padėties nustatymo tikslumas; Stiprus įsiskverbimas, geras anti-multipath efektas, didelis saugumas.
Trūkumai: kadangi naujai pridėtam aklajam mazgui taip pat reikia aktyvaus ryšio, energijos suvartojimas yra didelis, o sistemos kaina didelė.
Taikymas: Ultra-plačiajuostė technologija gali būti naudojama radaro aptikimui, taip pat tiksliam patalpų vietos nustatymui ir navigacijai įvairiose srityse.
Ultragarsinė padėties nustatymo sistema
Ultragarso padėties nustatymo technologija yra pagrįsta ultragarso nuotolio nustatymo sistema ir sukurta daugelio atsakiklių bei pagrindinio nuotolio ieškiklio: pagrindinis nuotolio ieškiklis dedamas ant matuojamo objekto, atsakiklis perduoda tą patį radijo signalą į fiksuotą atsakiklio padėtį, atsakiklis, gavęs signalą, perduoda ultragarsinį signalą į pagrindinį nuotolio ieškiklį, o objekto vietai nustatyti naudoja atspindžio nuotolio nustatymo metodą ir trianguliacijos algoritmą.
Privalumai: Bendras padėties nustatymo tikslumas yra labai didelis, siekiantis centimetro lygį; Struktūra yra gana paprasta, turi tam tikrą prasiskverbimą, o pats ultragarsas turi stiprų anti-interferencinį gebėjimą.
Trūkumai: didelis slopinimas ore, netinka didelėms progoms; Atspindžio diapazonui didelę įtaką daro kelių krypčių efektas ir sklidimas be regėjimo linijos, todėl investuojama į pagrindinę aparatinę įrangą, kuriai reikalinga tiksli analizė ir skaičiavimas, o kaina yra per didelė.
Taikymas: Ultragarso padėties nustatymo technologija buvo plačiai naudojama skaitmeniniuose rašikliuose, tokia technologija taip pat naudojama žvalgymui jūroje, o patalpų padėties nustatymo technologija daugiausia naudojama objektų padėties nustatymui nepilotuojamose dirbtuvėse.
