การเปรียบเทียบ 6 RTLS ในร่ม (ระบบตำแหน่งเรียลไทม์) เทคโนโลยี

RTLS เป็นตัวย่อสำหรับระบบตำแหน่งแบบเรียลไทม์.

RTLS เป็นวิธีการ radiolocation ตามสัญญาณที่สามารถใช้งานได้หรือแบบพาสซีฟ. ในหมู่พวกเขา, การใช้งานจะถูกแบ่งออกเป็น AOA (การวางตำแหน่งมุมมาถึง) และ tdoa (การวางตำแหน่งความแตกต่างของเวลามาถึง), กล้าหาญ(เวลามาถึง), Tw-tof(เที่ยวบินสองทาง), เกี่ยวกับทะเล(แม่เหล็กไฟฟ้าใกล้สนาม) และอื่น ๆ.

พูดคุยเกี่ยวกับการวางตำแหน่ง, ทุกคนจะนึกถึง GPS ก่อน, ขึ้นอยู่กับ GNSS(ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก) การวางตำแหน่งดาวเทียมมีอยู่ทั่วไป, แต่การวางตำแหน่งดาวเทียมมีข้อ จำกัด: สัญญาณไม่สามารถเจาะอาคารเพื่อให้ได้ตำแหน่งในร่ม.

ดังนั้น, วิธีแก้ปัญหาการวางตำแหน่งในร่ม?

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของความต้องการของตลาดการวางตำแหน่งในร่มที่ขับเคลื่อนด้วยเทคโนโลยีการสื่อสารและไร้สาย, เทคโนโลยีการระบุเซ็นเซอร์และเทคโนโลยีการเชื่อมต่อระหว่างข้อมูลขนาดใหญ่, Internet of Things และเทคโนโลยีอื่น ๆ, ปัญหานี้ค่อยๆแก้ไขแล้ว, และห่วงโซ่อุตสาหกรรมได้รับการเสริมสมรรถนะและเติบโตอย่างต่อเนื่อง.

เทคโนโลยีการวางตำแหน่งในร่มบลูทู ธ

เทคโนโลยีในร่มของบลูทู ธ คือการใช้จุดเชื่อมต่อ LAN บลูทู ธ หลายจุดที่ติดตั้งในห้อง, รักษาเครือข่ายเป็นโหมดการเชื่อมต่อเครือข่ายพื้นฐานที่ใช้ผู้ใช้หลายคน, และตรวจสอบให้แน่ใจว่าจุดเชื่อมต่อบลูทู ธ LAN เป็นอุปกรณ์หลักของเครือข่ายไมโคร, จากนั้นจึงสร้างโหนดตาบอดที่เพิ่มขึ้นใหม่โดยการวัดความแรงของสัญญาณ.

ในปัจจุบัน, มีสองวิธีหลักในการค้นหาบลูทู ธ ibeacon: ขึ้นอยู่กับ RSSI(ตัวบ่งชี้ความแรงของสัญญาณที่ได้รับ) และขึ้นอยู่กับการวางตำแหน่งลายนิ้วมือ, หรือการรวมกันของทั้งคู่.

ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดตามระยะทางคือสภาพแวดล้อมในร่มนั้นซับซ้อน, และบลูทู ธ, เป็นสัญญาณความถี่สูง 2.4GHz, จะถูกแทรกแซงอย่างมาก. นอกเหนือจากการสะท้อนและการหักเหในอาคารต่าง ๆ, ค่า RSSI ที่ได้จากโทรศัพท์มือถือนั้นไม่ได้มีค่าอ้างอิงมากนัก; ในเวลาเดียวกัน, เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการวางตำแหน่ง, ค่า RSSI จะต้องได้รับหลายครั้งเพื่อให้ผลลัพธ์ราบรื่น, ซึ่งหมายความว่าความล่าช้าจะเพิ่มขึ้น. ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดขึ้นอยู่กับการวางตำแหน่งลายนิ้วมือคือต้นทุนแรงงานและค่าใช้จ่ายเวลาในการรับข้อมูลลายนิ้วมือในระยะแรกนั้นสูงมาก, และการบำรุงรักษาฐานข้อมูลเป็นเรื่องยาก. และหากร้านค้าเพิ่มสถานีฐานใหม่หรือทำการปรับเปลี่ยนอื่น ๆ, ข้อมูลลายนิ้วมือดั้งเดิมอาจไม่สามารถใช้ได้อีกต่อไป. ดังนั้น, วิธีการชั่งน้ำหนักและเลือกระหว่างความแม่นยำในการวางตำแหน่ง, ความล่าช้าและค่าใช้จ่ายกลายเป็นปัญหาหลักของการวางตำแหน่งบลูทู ธ.

ข้อเสีย: การส่งบลูทู ธ ไม่ได้รับผลกระทบจากการมองเห็น, แต่สำหรับสภาพแวดล้อมอวกาศที่ซับซ้อน, ความเสถียรของระบบบลูทู ธ นั้นแย่เล็กน้อย, รบกวนด้วยสัญญาณเสียงรบกวน, และราคาอุปกรณ์และอุปกรณ์บลูทู ธ ค่อนข้างแพง;

แอปพลิเคชัน: การวางตำแหน่งในร่มบลูทู ธ ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อค้นหาผู้คนในพื้นที่เล็ก ๆ, เช่นห้องโถงหรือร้านค้าชั้นเดียว.

เทคโนโลยีตำแหน่ง Wi-Fi

เทคโนโลยีการวางตำแหน่ง wifi มีสองชนิด, หนึ่งคือผ่านความแรงของสัญญาณไร้สายของอุปกรณ์มือถือและจุดเชื่อมต่อเครือข่ายไร้สายสามจุด, ผ่านอัลกอริทึมที่แตกต่างกัน, เพื่อสร้างที่ตั้งของผู้คนและยานพาหนะให้แม่นยำยิ่งขึ้น. อีกอย่างคือการบันทึกความแรงของสัญญาณของจุดที่กำหนดตำแหน่งจำนวนมากล่วงหน้า, โดยการเปรียบเทียบความแรงของสัญญาณของอุปกรณ์ที่เพิ่มเข้ามาใหม่กับฐานข้อมูลขนาดใหญ่ของข้อมูลเพื่อกำหนดตำแหน่ง.

ข้อดี: ความแม่นยำสูง, ราคาฮาร์ดแวร์ต่ำ, อัตราการส่งสูง; สามารถนำไปใช้เพื่อให้ได้ตำแหน่งขนาดใหญ่ที่ซับซ้อน, งานติดตามและติดตาม.

ข้อเสีย: ระยะส่งสั้น, การใช้พลังงานสูง, โดยทั่วไปโทโพโลยีดาว.

แอปพลิเคชัน :การวางตำแหน่ง WiFi เหมาะสำหรับการวางตำแหน่งและการนำทางของผู้คนหรือรถยนต์, และสามารถใช้ในสถาบันการแพทย์, สวนสนุก, โรงงาน, ห้างสรรพสินค้าและโอกาสอื่น ๆ ที่ต้องการการวางตำแหน่งและการนำทาง.

เทคโนโลยีการวางตำแหน่งในร่ม RFID

การระบุความถี่วิทยุ (RFID) เทคโนโลยีการวางตำแหน่งในร่มใช้โหมดความถี่วิทยุ, เสาอากาศคงที่เพื่อปรับสัญญาณวิทยุลงในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า, ฉลากที่แนบมากับรายการลงในสนามแม่เหล็กหลังจากกระแสเหนี่ยวนำที่สร้างขึ้นเพื่อส่งข้อมูลออก, เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลในการสื่อสารสองทางหลายทางเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการระบุตัวตนและการวิเคราะห์.

การระบุความถี่วิทยุ (RFID) เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายที่สามารถระบุเป้าหมายเฉพาะโดยสัญญาณวิทยุและอ่านและเขียนข้อมูลที่เกี่ยวข้องโดยไม่จำเป็นต้องสร้างการติดต่อทางกลหรือแสงระหว่างระบบการระบุและเป้าหมายเฉพาะ.

สัญญาณวิทยุส่งข้อมูลจากแท็กที่แนบมากับรายการผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปรับไปยังความถี่วิทยุเพื่อระบุและติดตามรายการโดยอัตโนมัติ. เมื่อมีการรับรู้ฉลากบางอย่าง, พลังงานสามารถรับได้จากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาโดยตัวระบุ, และไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่; นอกจากนี้ยังมีแท็กที่มีแหล่งพลังงานของตัวเองและสามารถปล่อยคลื่นวิทยุได้อย่างแข็งขัน (สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปรับไปยังความถี่วิทยุ). แท็กมีข้อมูลที่เก็บไว้ทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งสามารถระบุได้ภายในไม่กี่เมตร. ไม่เหมือนบาร์โค้ด, แท็ก RF ไม่จำเป็นต้องอยู่ในแนวสายตาของตัวระบุและยังสามารถฝังอยู่ในวัตถุที่ถูกติดตาม.

ข้อดี: เทคโนโลยีการวางตำแหน่งในร่มของ RFID อยู่ใกล้มาก, แต่สามารถรับข้อมูลความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งระดับเซนติเมตรในไม่กี่มิลลิวินาที; ขนาดของฉลากค่อนข้างเล็ก, และค่าใช้จ่ายต่ำ.

ข้อเสีย: ไม่มีความสามารถในการสื่อสาร, ความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงที่ไม่ดี, ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะรวมเข้ากับระบบอื่น ๆ, และการป้องกันความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัวของผู้ใช้และมาตรฐานสากลไม่สมบูรณ์แบบ.

แอปพลิเคชัน: การวางตำแหน่งในร่ม RFID ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในคลังสินค้า, โรงงาน, ห้างสรรพสินค้าในการไหลของสินค้า, การวางตำแหน่งสินค้า.

เทคโนโลยีการวางตำแหน่งในร่ม Zigbee

ซิกเบีย (โปรโตคอล LAN พลังงานต่ำตามมาตรฐาน IEEE802.15.4) เทคโนโลยีการวางตำแหน่งในร่มเป็นเครือข่ายระหว่างจำนวนโหนดที่จะทดสอบและโหนดอ้างอิงและเกตเวย์. โหนดที่จะทดสอบในเครือข่ายส่งข้อมูลออกอากาศ, รวบรวมข้อมูลจากแต่ละโหนดอ้างอิงที่อยู่ติดกัน, และเลือกพิกัด X และ Y ของโหนดอ้างอิงที่มีสัญญาณที่แข็งแกร่งที่สุด. แล้ว, มีการคำนวณพิกัดของโหนดอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับโหนดอ้างอิง. ในที่สุด, ข้อมูลในเอ็นจินการวางตำแหน่งจะถูกประมวลผล, และค่าออฟเซ็ตจากโหนดอ้างอิงที่ใกล้ที่สุดได้รับการพิจารณาเพื่อให้ได้ตำแหน่งจริงของโหนดภายใต้การทดสอบในเครือข่ายขนาดใหญ่.

ชั้นโปรโตคอล Zigbee จากล่างขึ้นไปด้านบนเป็นชั้นกายภาพ (phy), เลเยอร์การเข้าถึงสื่อ (Mac), เลเยอร์เครือข่าย (NWK), เลเยอร์แอปพลิเคชัน (APL) และอื่น ๆ. อุปกรณ์เครือข่ายมีสามบทบาท: ผู้ประสานงาน Zigbee, เราเตอร์ Zigbee, และอุปกรณ์ zigbee end. ทอพอโลยีเครือข่ายสามารถเป็นดาราได้, ต้นไม้, และเครือข่าย.

ข้อดี: การใช้พลังงานต่ำ, ต้นทุนต่ำ, การหน่วงเวลาสั้น ๆ, ความจุสูงและความปลอดภัยสูง, ระยะการส่งสัญญาณระยะยาว; สามารถรองรับโทโพโลยีเครือข่าย, ทอพอโลยีต้นไม้และโครงสร้างโทโพโลยีดาว, เครือข่ายมีความยืดหยุ่น, และสามารถตระหนักถึงการส่งผ่านแบบหลายฮอป.

ข้อเสีย: อัตราการส่งต่ำ, และความแม่นยำในการวางตำแหน่งต้องการอัลกอริทึมที่สูงขึ้น.

แอปพลิเคชัน: การวางตำแหน่งระบบ Zigbee ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการวางตำแหน่งในร่ม, การควบคุมอุตสาหกรรม, การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม, การควบคุมบ้านอัจฉริยะและสาขาอื่น ๆ.

เทคโนโลยีการวางตำแหน่ง UWB

กว้างเป็นพิเศษ (UWB) เทคโนโลยีการวางตำแหน่งเป็นเทคโนโลยีใหม่, ซึ่งแตกต่างจากเทคโนโลยีการวางตำแหน่งการสื่อสารแบบดั้งเดิมมาก. มันใช้โหนดจุดยึดล่วงหน้าและโหนดสะพานที่มีตำแหน่งที่รู้จักเพื่อสื่อสารกับโหนดตาบอดที่เพิ่มเข้ามาใหม่, และใช้การวิเคราะห์หรือ “ลายนิ้วมือ” การวางตำแหน่งเพื่อกำหนดตำแหน่ง.

ไร้สายกว้างเป็นพิเศษ (UWB) เทคโนโลยีเป็นเทคโนโลยีการวางตำแหน่งไร้สายในร่มที่มีความแม่นยำสูงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา, ด้วยความละเอียดของเวลา danosecond สูง, รวมกับอัลกอริทึมที่มาถึงเวลามาถึง, ในทางทฤษฎีสามารถเข้าถึงความแม่นยำในการวางตำแหน่งระดับเซนติเมตร, ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการการวางตำแหน่งของแอปพลิเคชันอุตสาหกรรม.

ระบบทั้งหมดแบ่งออกเป็นสามชั้น: ชั้นการจัดการ, ชั้นบริการและชั้นฟิลด์. ลำดับชั้นของระบบแบ่งออกอย่างชัดเจนและโครงสร้างชัดเจน.

ชั้นฟิลด์ประกอบด้วยจุดยึดตำแหน่งและแท็กตำแหน่ง:

·ค้นหาสมอ

จุดยึดตำแหน่งคำนวณระยะห่างระหว่างแท็กและตัวเอง, และส่งแพ็คเก็ตกลับไปยังเอ็นจินการคำนวณตำแหน่งในโหมด Wired หรือ WLAN.

·แท็กตำแหน่ง

แท็กเกี่ยวข้องกับบุคคลและวัตถุที่อยู่, สื่อสารกับสมอและออกอากาศตำแหน่งของตัวเอง.

ข้อดี: แบนด์วิดธ์ GHZ, ความแม่นยำในตำแหน่งสูง; การรุกที่แข็งแกร่ง, ผลการต่อต้านการรวมกันที่ดี, ความปลอดภัยสูง.

ข้อเสีย: เพราะโหนดที่เพิ่มขึ้นใหม่ยังต้องการการสื่อสารที่ใช้งานอยู่, การใช้พลังงานสูง, และค่าใช้จ่ายของระบบสูง.

แอปพลิเคชัน: เทคโนโลยีความกว้างพิเศษสามารถใช้สำหรับการตรวจจับเรดาร์, เช่นเดียวกับการวางตำแหน่งและการนำทางที่แม่นยำในร่มในสาขาต่างๆ.

ระบบวางตำแหน่งอัลตราโซนิก

เทคโนโลยีการวางตำแหน่งอัลตราโซนิกนั้นใช้ระบบอัลตราโซนิกและพัฒนาโดย transponders และ rangefinder หลักจำนวนมาก: Rangefinder หลักจะถูกวางไว้บนวัตถุที่จะวัด, ช่องสัญญาณส่งสัญญาณวิทยุเดียวกันไปยังตำแหน่งคงที่ของช่องสัญญาณ, ช่องสัญญาณส่งสัญญาณอัลตราโซนิกไปยัง Rangefinder หลักหลังจากได้รับสัญญาณ, และใช้วิธีการสะท้อนกลับและอัลกอริทึมการวิเคราะห์เพื่อกำหนดตำแหน่งของวัตถุ.

ข้อดี: ความแม่นยำในการวางตำแหน่งโดยรวมสูงมาก, ถึงระดับเซนติเมตร; โครงสร้างค่อนข้างง่าย, มีการเจาะบางอย่างและอัลตราโซนิกนั้นมีความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงที่แข็งแกร่ง.

ข้อเสีย: การลดทอนขนาดใหญ่ในอากาศ, ไม่เหมาะสำหรับโอกาสขนาดใหญ่; การสะท้อนกลับได้รับผลกระทบอย่างมากจากเอฟเฟกต์หลายพา ธ และการแพร่กระจายที่ไม่ได้มองเห็น, ซึ่งทำให้เกิดการลงทุนของสิ่งอำนวยความสะดวกด้านฮาร์ดแวร์พื้นฐานที่ต้องการการวิเคราะห์และการคำนวณที่แม่นยำ, และค่าใช้จ่ายสูงเกินไป.

แอปพลิเคชัน: เทคโนโลยีการวางตำแหน่งอัลตราโซนิกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปากกาดิจิตอล, และเทคโนโลยีดังกล่าวยังใช้ในการสำรวจนอกชายฝั่ง, และเทคโนโลยีการวางตำแหน่งในร่มส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวางตำแหน่งวัตถุในการประชุมเชิงปฏิบัติการไร้คนขับ.