RTLS är en förkortning för Real Time Location Systems.
RTLS är en signalbaserad radiolokaliseringsmetod som kan vara aktiv eller passiv. Bland dem är den aktiva uppdelad i AOA (ankomstvinkelpositionering) och TDOA (ankomsttidsskillnadspositionering), TOA (ankomsttid), TW-TOF (tvåvägsflygtid), NFER (närfältselektromagnetisk avstånd) och så på.
På tal om positionering kommer alla först att tänka på GPS, baserat på GNSS (Global Navigation Satellite System) satellitpositionering har funnits överallt, men satellitpositionering har sina begränsningar: signalen kan inte penetrera byggnaden för att uppnå inomhuspositionering.
Så, hur löser man inomhuspositioneringsproblemet?
Med den kontinuerliga utvecklingen av efterfrågedriven inomhuspositionering på marknaden och trådlös kommunikationsteknik, sensoridentifieringsteknik och stordatasammankopplingsteknik, Internet of Things och andra tekniker, har detta problem gradvis lösts, och den industriella kedjan har kontinuerligt berikats och mognat.
Bluetooth inomhuspositioneringsteknik
Bluetooth inomhusteknik är att använda flera Bluetooth LAN-åtkomstpunkter installerade i rummet, underhålla nätverket som ett fleranvändarbaserat grundläggande nätverksanslutningsläge och se till att Bluetooth LAN-åtkomstpunkten alltid är huvudenheten i mikronätverket, och triangulera sedan den nyligen tillagda blindnoden genom att mäta signalstyrkan.
För närvarande finns det två huvudsakliga sätt att lokalisera Bluetooth iBeacon: baserat på RSSI (indikation av mottagen signalstyrka) och baserat på positionering av fingeravtryck, eller en kombination av båda.
Det största problemet baserat på avstånd är att inomhusmiljön är komplex och Bluetooth, som en 2.4 GHz högfrekvent signal, kommer att störas kraftigt. Förutom olika reflektioner och brytningar inomhus är RSSI-värden som erhålls av mobiltelefoner inte mycket referensvärden; Samtidigt, för att förbättra positioneringsnoggrannheten, måste RSSI-värdet erhållas flera gånger för att jämna ut resultaten, vilket innebär att fördröjningen ökar. Det största problemet baserat på positionering av fingeravtryck är att arbetskostnaden och tidskostnaden för att skaffa fingeravtrycksdata i ett tidigt skede är mycket hög, och databasens underhåll är svårt. Och om butiken lägger till en ny basstation eller gör andra ändringar, kanske de ursprungliga fingeravtrycksdata inte längre är tillämpliga. Därför har hur man väger och väljer mellan positioneringsnoggrannhet, fördröjning och kostnad blivit huvudfrågan för Bluetooth-positionering.
Nackdelar: Bluetooth-överföring påverkas inte av siktlinje, men för komplexa rymdmiljöer är stabiliteten hos Bluetooth-systemet något dålig, störs av brussignaler och priset på Bluetooth-enheter och utrustning är relativt dyrt;
Användning: Bluetooth inomhuspositionering används främst för att lokalisera människor i ett litet område, till exempel en enplanshall eller butik.
Wi-Fi platsteknik
Det finns två typer av WiFi-positioneringsteknik, en är genom den trådlösa signalstyrkan för mobila enheter och tre trådlösa nätverksåtkomstpunkter, genom differentialalgoritmen, för att mer exakt triangulera platsen för människor och fordon. Den andra är att registrera signalstyrkan för ett stort antal platsbestämda punkter i förväg, genom att jämföra signalstyrkan för den nyligen tillagda utrustningen med en stor databas för att fastställa platsen.
Fördelar: hög noggrannhet, låg hårdvarukostnad, hög överföringshastighet; Det kan användas för att uppnå komplexa storskaliga positionerings-, övervaknings- och spårningsuppgifter.
Nackdelar: Kort överföringsavstånd, hög strömförbrukning, generellt stjärntopologi.
Användning: WiFi-positionering är lämplig för positionering och navigering av människor eller bilar och kan användas i medicinska institutioner, nöjesparker, fabriker, köpcentra och andra tillfällen som behöver positionering och navigering.
RFID inomhuspositioneringsteknik
Radiofrekvensidentifiering (RFID) inomhuspositioneringsteknik använder radiofrekvensläge, den fasta antennen för att justera radiosignalen till det elektromagnetiska fältet, etiketten fäst på föremålet i magnetfältet efter induktionsström genererad för att överföra data ut, för att utbyta data i multipel tvåvägskommunikation för att uppnå syftet med identifiering och triangulering.
Radio Frequency Identification (RFID) är en trådlös kommunikationsteknik som kan identifiera ett specifikt mål med radiosignaler och läsa och skriva relaterad data utan att behöva upprätta mekanisk eller optisk kontakt mellan identifieringssystemet och det specifika målet.
Radiosignaler överför data från en tagg som är fäst vid ett föremål via ett elektromagnetiskt fält som är inställt på en radiofrekvens för att automatiskt identifiera och spåra föremålet. När vissa etiketter känns igen kan energi erhållas från det elektromagnetiska fältet som sänds ut av identifieraren, och batterier behövs inte; Det finns också taggar som har en egen strömkälla och aktivt kan sända ut radiovågor (elektromagnetiska fält inställda på radiofrekvenser). Taggarna innehåller elektroniskt lagrad information som kan identifieras inom några meter. Till skillnad från streckkoder behöver RF-taggar inte vara inom siktlinjen för identifieraren och kan även bäddas in i objektet som spåras.
Fördelar: RFID-teknik för inomhuspositionering är mycket nära, men den kan få information om positioneringsnoggrannhet på centimeternivå på några millisekunder; Storleken på etiketten är relativt liten och kostnaden är låg.
Nackdelar: ingen kommunikationsförmåga, dålig antistörningsförmåga, inte lätt att integrera i andra system, och användarens säkerhet och integritetsskydd och internationell standardisering är inte perfekta.
Användning: RFID inomhuspositionering har använts i stor utsträckning i lager, fabriker, köpcentra i flödet av varor, varupositionering.
Zigbee inomhuspositioneringsteknik
ZigBee (lågeffekt LAN-protokoll baserat på IEEE802.15.4 standard) inomhuspositioneringsteknik bildar ett nätverk mellan ett antal noder som ska testas och referensnoder och gatewayen. Noderna som ska testas i nätverket skickar ut sändningsinformation, samlar in data från varje intilliggande referensnod och väljer X- och Y-koordinaterna för referensnoden med den starkaste signalen. Därefter beräknas koordinaterna för de andra noderna associerade med referensnoden. Slutligen bearbetas data i positioneringsmotorn och offsetvärdet från närmaste referensnod anses erhålla den faktiska positionen för noden som testas i det stora nätverket.
ZigBee-protokollskiktet från botten till toppen är fysiskt lager (PHY), mediaaccesslager (MAC), nätverkslager (NWK), applikationslager (APL) och så vidare. Nätverksenheter har tre roller: ZigBee Coordinator, ZigBee Router och ZigBee End Device. Nätverkstopologier kan vara stjärna, träd och nätverk.
Fördelar: låg strömförbrukning, låg kostnad, kort fördröjning, hög kapacitet och hög säkerhet, lång överföringsavstånd; Det kan stödja nätverkstopologi, trädtopologi och stjärntopologistruktur, nätverket är flexibelt och kan realisera multi-hop-överföring.
Nackdelar: Överföringshastigheten är låg och positioneringsnoggrannheten kräver högre algoritmer.
Användning: zigbee-systempositionering har använts i stor utsträckning inom inomhuspositionering, industriell kontroll, miljöövervakning, smart hemkontroll och andra områden.
UWB positioneringsteknik
Ultra wideband (UWB) positioneringsteknik är en ny teknik som skiljer sig mycket från den traditionella kommunikationspositioneringstekniken. Den använder förarrangerade ankarnoder och bryggnoder med kända positioner för att kommunicera med nyligen tillagda blindnoder, och använder triangulering eller "fingeravtryck"-positionering för att bestämma positionen.
Ultra-wideband wireless (UWB)-teknik är en högprecisionsteknik för trådlös positionering inomhus som föreslagits under de senaste åren, med en hög danosecond-nivå av tidsupplösning, kombinerat med den ankomsttidsbaserade avståndsalgoritmen, som teoretiskt kan nå positioneringsnoggrannhet på centimeternivå, som kan möta positioneringsbehoven för industriella applikationer.
Hela systemet är uppdelat i tre lager: förvaltningslager, servicelager och fältlager. Systemhierarkin är tydligt uppdelad och strukturen är tydlig.
Fältlagret består av positioneringsankarpunkt och positioneringstagg:
· Lokalisera ankare
Placeringsankaret beräknar avståndet mellan taggen och sig själv och skickar paket tillbaka till platsberäkningsmotorn i trådbundet eller WLAN-läge.
· Platstagg
Taggen är associerad med personen och objektet som lokaliseras, kommunicerar med Anchor och sänder sin egen plats.
Fördelar: GHz bandbredd, hög positioneringsnoggrannhet; Stark penetration, bra anti-multipath effekt, hög säkerhet.
Nackdelar: Eftersom den nyligen tillagda blinda noden också behöver aktiv kommunikation är strömförbrukningen hög och systemkostnaden hög.
Användning: Ultrabredbandsteknik kan användas för radardetektering, såväl som inomhus noggrann positionering och navigering inom olika områden.
Ultraljudspositioneringssystem
Ultraljudspositioneringstekniken är baserad på ultraljudsavståndssystemet och utvecklad av ett antal transpondrar och huvudavståndsmätare: huvudavståndsmätaren placeras på objektet som ska mätas, transpondern sänder samma radiosignal till transponderns fasta position, transpondern sänder ultraljudssignalen till huvudavståndsmätaren efter att ha tagit emot signalen och använder reflektionsavståndsmetoden och trianguleringsalgoritmen för att bestämma objektets plats.
Fördelar: Den totala positioneringsnoggrannheten är mycket hög och når centimeternivån; Strukturen är relativt enkel, har en viss penetration och själva ultraljudet har en stark anti-interferensförmåga.
Nackdelar: stor dämpning i luften, inte lämplig för stora tillfällen; Reflektionsräckvidden påverkas i hög grad av flervägseffekt och icke-siktlinjeutbredning, vilket orsakar investeringar i underliggande hårdvaruanläggningar som kräver noggrann analys och beräkning, och kostnaden är för hög.
Användning: Ultraljudspositioneringsteknik har använts i stor utsträckning i digitala pennor, och sådan teknik används också vid offshore-prospektering, och inomhuspositioneringsteknik används främst för objektpositionering i obemannade verkstäder.
