RTLS je skratka pre Real Time Location Systems.
RTLS je rádiolokačná metóda založená na signáloch, ktorá môže byť aktívna alebo pasívna. Medzi nimi sa aktívne delí na AOA (polohovanie podľa uhla príchodu) a TDOA (polohovanie s rozdielom času príchodu), TOA (čas príletu), TW-TOF (obojsmerný čas letu), NFER (elektromagnetický rozsah blízkeho poľa) atď. na.
Keď hovoríme o určovaní polohy, každého najskôr napadne GPS, založené na určovaní polohy pomocou satelitov GNSS (Global Navigation Satellite System) bolo všade, ale určovanie polohy pomocou satelitov má svoje obmedzenia: signál nemôže preniknúť do budovy, aby sa dosiahla poloha v interiéri.
Ako teda vyriešiť problém s polohovaním v interiéri?
S neustálym vývojom technológie na určovanie polohy v interiéri riadenej dopytom a bezdrôtovej komunikačnej technológie, technológie identifikácie senzorov a technológie prepojenia veľkých dát, internetu vecí a ďalších technológií sa tento problém postupne vyriešil a priemyselný reťazec sa neustále obohacoval a dozrieval.
Technológia vnútornej polohy Bluetooth
Vnútorná technológia Bluetooth využíva niekoľko prístupových bodov Bluetooth LAN nainštalovaných v miestnosti, udržiava sieť ako základný režim sieťového pripojenia pre viacerých používateľov a zabezpečuje, aby bol prístupový bod Bluetooth LAN vždy hlavným zariadením mikrosiete, a potom triangulujte novo pridaný slepý uzol meraním sily signálu.
V súčasnosti existujú dva hlavné spôsoby, ako nájsť Bluetooth iBeacon: na základe RSSI (indikácia sily prijatého signálu) a na základe polohovania odtlačku prsta, alebo na kombinácii oboch.
Najväčším problémom na základe vzdialenosti je, že vnútorné prostredie je zložité a Bluetooth ako vysokofrekvenčný signál 2.4 GHz bude značne rušený. Okrem rôznych vnútorných odrazov a lomov nie sú hodnoty RSSI získané mobilnými telefónmi príliš referenčnou hodnotou; Zároveň, aby sa zlepšila presnosť určovania polohy, hodnota RSSI sa musí získať niekoľkokrát, aby sa vyhladili výsledky, čo znamená, že sa oneskorenie zvyšuje. Najväčší problém založený na umiestnení odtlačkov prstov je, že náklady na prácu a čas na získanie údajov o odtlačkoch prstov v počiatočnom štádiu sú veľmi vysoké a údržba databázy je náročná. A ak obchod pridá novú základňovú stanicu alebo vykoná iné úpravy, pôvodné údaje o odtlačkoch prstov už nemusia byť použiteľné. Preto sa ako vážiť a vyberať medzi presnosťou určovania polohy, oneskorením a cenou sa stalo hlavným problémom určovania polohy Bluetooth.
Nevýhody: Prenos Bluetooth nie je ovplyvnený priamou viditeľnosťou, ale pre zložité vesmírne prostredia je stabilita systému Bluetooth mierne zlá, rušia ho šumové signály a cena zariadení a zariadení Bluetooth je pomerne drahá;
Použitie: Bluetooth vnútorné určovanie polohy sa používa hlavne na lokalizáciu ľudí v malom priestore, ako je napríklad jednoposchodová hala alebo obchod.
Technológia lokalizácie Wi-Fi
Existujú dva druhy technológie určovania polohy WiFi, jedna je prostredníctvom sily bezdrôtového signálu mobilných zariadení a troch prístupových bodov bezdrôtovej siete prostredníctvom diferenciálneho algoritmu na presnejšie určenie polohy ľudí a vozidiel. Druhým je vopred zaznamenať silu signálu veľkého počtu bodov určených na umiestnenie, a to porovnaním sily signálu novo pridaného zariadenia s veľkou databázou údajov na určenie polohy.
Výhody: vysoká presnosť, nízke náklady na hardvér, vysoká prenosová rýchlosť; Môže sa použiť na dosiahnutie komplexných rozsiahlych úloh určovania polohy, monitorovania a sledovania.
Nevýhody: Krátka prenosová vzdialenosť, vysoká spotreba energie, všeobecne hviezdicová topológia.
Aplikácia: Polohovanie WiFi je vhodné na určovanie polohy a navigáciu ľudí alebo automobilov a môže byť použité v zdravotníckych zariadeniach, zábavných parkoch, továrňach, nákupných centrách a iných príležitostiach, ktoré vyžadujú určovanie polohy a navigáciu.
Vnútorná technológia určovania polohy RFID
Vnútorná technológia určovania polohy pomocou rádiofrekvenčnej identifikácie (RFID) využíva režim rádiovej frekvencie, pevná anténa na nastavenie rádiového signálu do elektromagnetického poľa, štítok pripevnený k položke do magnetického poľa po generovaní indukčného prúdu na prenos údajov von, aby sa vymieňať si údaje vo viacnásobnej obojsmernej komunikácii na dosiahnutie účelu identifikácie a triangulácie.
Rádiofrekvenčná identifikácia (RFID) je bezdrôtová komunikačná technológia, ktorá dokáže identifikovať špecifický cieľ pomocou rádiových signálov a čítať a zapisovať súvisiace dáta bez potreby vytvorenia mechanického alebo optického kontaktu medzi identifikačným systémom a špecifickým cieľom.
Rádiové signály prenášajú údaje zo štítku pripevneného k predmetu prostredníctvom elektromagnetického poľa naladeného na rádiovú frekvenciu, aby sa predmet automaticky identifikoval a sledoval. Keď sú niektoré štítky rozpoznané, energiu možno získať z elektromagnetického poľa vyžarovaného identifikátorom a nie sú potrebné batérie; Existujú aj štítky, ktoré majú vlastný zdroj energie a môžu aktívne vyžarovať rádiové vlny (elektromagnetické polia naladené na rádiové frekvencie). Štítky obsahujú elektronicky uložené informácie, ktoré je možné identifikovať na niekoľko metrov. Na rozdiel od čiarových kódov, RF tagy nemusia byť v zornom poli identifikátora a môžu byť tiež vložené do sledovaného objektu.
Výhody: Technológia určovania polohy v interiéri RFID je veľmi blízka, ale dokáže získať informácie o presnosti polohy na úrovni centimetra za niekoľko milisekúnd; Veľkosť štítku je relatívne malá a náklady sú nízke.
Nevýhody: žiadna komunikačná schopnosť, slabá schopnosť brániť rušeniu, nie je ľahké ho integrovať do iných systémov a bezpečnosť a ochrana súkromia používateľa a medzinárodná štandardizácia nie sú dokonalé.
Použitie: Vnútorné polohovanie RFID bolo široko používané v skladoch, továrňach, nákupných centrách v toku tovaru, polohovanie komodít.
Vnútorná polohovacia technológia Zigbee
ZigBee (nízkoenergetický protokol LAN založený na štandarde IEEE802.15.4) vnútorná pozičná technológia vytvára sieť medzi množstvom testovaných uzlov a referenčnými uzlami a bránou. Uzly, ktoré sa majú testovať v sieti, vysielajú informácie o vysielaní, zbierajú údaje z každého susedného referenčného uzla a vyberajú súradnice X a Y referenčného uzla s najsilnejším signálom. Potom sa vypočítajú súradnice ostatných uzlov spojených s referenčným uzlom. Nakoniec sa spracujú údaje v polohovacom stroji a hodnota posunu od najbližšieho referenčného uzla sa berie do úvahy na získanie skutočnej polohy testovaného uzla vo veľkej sieti.
Vrstva protokolu ZigBee zdola nahor je fyzická vrstva (PHY), vrstva prístupu k médiám (MAC), sieťová vrstva (NWK), aplikačná vrstva (APL) atď. Sieťové zariadenia majú tri úlohy: ZigBee Coordinator, ZigBee Router a ZigBee End Device. Sieťové topológie môžu byť hviezdicové, stromové a sieťové.
Výhody: nízka spotreba energie, nízke náklady, krátke oneskorenie, vysoká kapacita a vysoká bezpečnosť, dlhá prenosová vzdialenosť; Môže podporovať sieťovú topológiu, stromovú topológiu a štruktúru hviezdicovej topológie, sieť je flexibilná a môže realizovať multi-hop prenos.
Nevýhody: Prenosová rýchlosť je nízka a presnosť polohovania vyžaduje vyššie algoritmy.
Aplikácia: Polohovanie systému zigbee sa široko používa vo vnútornom polohovaní, priemyselnom riadení, monitorovaní životného prostredia, ovládaní inteligentnej domácnosti a ďalších oblastiach.
Technológia určovania polohy UWB
Ultra širokopásmová (UWB) polohovacia technológia je nová technológia, ktorá sa veľmi líši od tradičnej komunikačnej polohovacej technológie. Na komunikáciu s novo pridanými slepými uzlami využíva vopred usporiadané kotviace uzly a premosťovacie uzly so známymi polohami a na určenie polohy využíva trianguláciu alebo určovanie polohy pomocou „odtlačkov prstov“.
Ultraširokopásmová bezdrôtová (UWB) technológia je vysoko presná interiérová bezdrôtová pozičná technológia navrhnutá v posledných rokoch, s vysokou danosekundovou úrovňou časového rozlíšenia v kombinácii s algoritmom určovania vzdialenosti na základe času príchodu, teoreticky môže dosiahnuť presnosť polohovania na úrovni centimetrov, ktoré môžu spĺňať požiadavky na polohovanie priemyselných aplikácií.
Celý systém je rozdelený do troch vrstiev: vrstva správy, vrstva služieb a vrstva poľa. Hierarchia systému je jasne rozdelená a štruktúra je jasná.
Vrstva poľa sa skladá z pozičného kotviaceho bodu a pozičného tagu:
· Nájdite kotvu
Ukotvenie polohy vypočíta vzdialenosť medzi tagom a sebou samým a pošle pakety späť do mechanizmu výpočtu polohy v káblovom režime alebo v režime WLAN.
· Značka polohy
Značka je spojená s lokalizovanou osobou a objektom, komunikuje s Anchor a vysiela svoju vlastnú polohu.
Výhody: šírka pásma GHz, vysoká presnosť polohovania; Silná penetrácia, dobrý anti-multipath efekt, vysoká bezpečnosť.
Nevýhody: Pretože novo pridaný slepý uzol tiež potrebuje aktívnu komunikáciu, spotreba energie je vysoká a náklady na systém sú vysoké.
Použitie: Ultraširokopásmovú technológiu možno použiť na detekciu radarov, ako aj na presné určovanie polohy v interiéri a navigáciu v rôznych oblastiach.
Ultrazvukový polohovací systém
Ultrazvuková technológia určovania polohy je založená na ultrazvukovom meracom systéme a vyvinutá množstvom transpondérov a hlavného diaľkomeru: hlavný diaľkomer je umiestnený na objekte, ktorý sa má merať, transpondér vysiela rovnaký rádiový signál do pevnej polohy transpondéra, transpondér prenáša ultrazvukový signál do hlavného diaľkomeru po prijatí signálu a používa metódu merania vzdialenosti odrazu a triangulačný algoritmus na určenie polohy objektu.
Výhody: Celková presnosť polohovania je veľmi vysoká, dosahuje úroveň centimetrov; Štruktúra je pomerne jednoduchá, má určitú penetráciu a samotný ultrazvuk má silnú schopnosť proti rušeniu.
Nevýhody: veľký útlm vo vzduchu, nevhodné na veľké príležitosti; Rozsah odrazu je značne ovplyvnený viaccestným efektom a nerovnomerným šírením, čo spôsobuje investície do základných hardvérových zariadení vyžadujúcich presnú analýzu a výpočet a náklady sú príliš vysoké.
Aplikácia: Ultrazvuková technológia polohovania sa široko používa v digitálnych perách a takáto technológia sa používa aj pri prieskume na mori a technológia polohovania v interiéri sa používa hlavne na polohovanie objektov v bezobslužných dielňach.
