Параўнанне 6 RTLS для памяшканняў (Сістэмы вызначэння месцазнаходжання ў рэжыме рэальнага часу) Тэхналогіі

RTLS - гэта абрэвіятура ад Real Time Location Systems.

RTLS - гэта метад радыёлакацыі на аснове сігналу, які можа быць актыўным і пасіўным. Сярод іх, актыў падзяляецца на AOA (пазіцыянаванне кута прыбыцця) і TDOA (пазіцыянаванне розніцы ў часе прыбыцця), TOA(час прыбыцця), TW-TOF(час палёту ў два бакі), Марскі(электрамагнітнае выпраменьванне блізкага поля) і гэтак далей.

Размова пра пазіцыянаванне, кожны спачатку падумае пра GPS, на аснове GNSS(Глабальная навігацыйная спадарожнікавая сістэма) спадарожнікавае пазіцыянаванне было ўсюды, але спадарожнікавае пазіцыянаванне мае свае абмежаванні: сігнал не можа пранікаць у будынак для дасягнення размяшчэння ў памяшканні.

Такім чынам, як вырашыць праблему размяшчэння ў памяшканні?

З бесперапынным развіццём унутранага пазіцыянавання рынкавы попыт і тэхналогіі бесправадной сувязі, тэхналогія ідэнтыфікацыі датчыкаў і тэхналогія ўзаемазлучэння вялікіх дадзеных, Інтэрнэт рэчаў і іншыя тэхналогіі, гэтая праблема была паступова вырашана, і прамысловая ланцужок пастаянна ўзбагачаецца і сталай.

Тэхналогія пазіцыянавання ў памяшканні Bluetooth

Тэхналогія Bluetooth для памяшканняў заключаецца ў выкарыстанні некалькіх кропак доступу да лакальнай сеткі Bluetooth, устаноўленых у пакоі, падтрымліваць сетку як шматкарыстальніцкі рэжым базавага сеткавага злучэння, і пераканайцеся, што кропка доступу да лакальнай сеткі Bluetooth заўсёды з'яўляецца галоўнай прыладай мікрасеткі, а затым трыангуляваць толькі што дададзены сляпы вузел, вымераючы сілу сігналу.

У цяперашні час, ёсць два асноўных спосабу знайсці Bluetooth iBeacon: на аснове RSSI(індыкацыя атрыманага сігналу) і на аснове пазіцыянавання адбітка пальца, або спалучэнне абодвух.

Самая вялікая праблема, заснаваная на адлегласці, заключаецца ў тым, што ўнутранае асяроддзе складанае, і Bluetooth, як высокачашчынны сігнал 2,4 ГГц, будзе моцна перашкаджаць. У дадатак да розных адлюстраванняў і праламленняў у памяшканні, Значэнні RSSI, атрыманыя мабільнымі тэлефонамі, не з'яўляюцца эталоннымі значэннямі; Пры гэтым, для павышэння дакладнасці пазіцыянавання, значэнне RSSI павінна быць атрымана некалькі разоў, каб згладзіць вынікі, што азначае, што затрымка павялічваецца. Самая вялікая праблема, звязаная з пазіцыянаваннем адбіткаў пальцаў, заключаецца ў тым, што выдаткі на працу і час на атрыманне дадзеных адбіткаў пальцаў на ранняй стадыі вельмі высокія, і абслугоўванне базы дадзеных складана. І калі крама дадае новую базавую станцыю або ўнясе іншыя мадыфікацыі, зыходныя даныя адбіткаў пальцаў могуць больш не прымяняцца. Вось чаму, як важыць і выбіраць паміж дакладнасцю пазіцыянавання, затрымка і кошт сталі галоўнай праблемай пазіцыянавання Bluetooth.

Недахопы: Прамая бачнасць не ўплывае на перадачу Bluetooth, але для складаных касмічных умоў, стабільнасць сістэмы Bluetooth крыху нізкая, перашкаджаюць шумавыя сігналы, а кошт прылад і абсталявання Bluetooth адносна высокі;

Прымяненне: Вызначэнне месцазнаходжання ў памяшканні па Bluetooth у асноўным выкарыстоўваецца для вызначэння месцазнаходжання людзей на невялікай тэрыторыі, напрыклад, аднапавярховы хол або крама.

Тэхналогія вызначэння месцазнаходжання Wi-Fi

Ёсць два віды тэхналогіі пазіцыянавання WiFi, адна - праз сілу бесправаднога сігналу мабільных прылад і трох кропак доступу да бесправадной сеткі, праз дыферэнцыяльны алгарытм, каб больш дакладна трыангуляваць месцазнаходжанне людзей і транспартных сродкаў. Іншы - загадзя запісаць сілу сігналу вялікай колькасці пунктаў, вызначаных месцазнаходжаннем, шляхам параўнання магутнасці сігналу нядаўна дададзенага абсталявання з вялікай базай дадзеных для вызначэння месцазнаходжання.

Перавагі: Высокая дакладнасць, нізкі кошт абсталявання, высокая хуткасць перадачы; Ён можа быць ужыты для дасягнення складанага буйнамаштабнага пазіцыянавання, задачы маніторынгу і адсочвання.

Недахопы: Кароткая адлегласць перадачы, высокае энергаспажыванне, звычайна зорная тапалогія.

Прымяненне :Пазіцыянаванне па Wi-Fi падыходзіць для пазіцыянавання і навігацыі людзей або аўтамабіляў, і можа выкарыстоўвацца ў медыцынскіх установах, тэматычныя паркі, фабрыкі, гандлёвыя цэнтры і іншыя выпадкі, якія патрабуюць пазіцыянавання і навігацыі.

Тэхналогія пазіцыянавання ў памяшканні RFID

Радыёчастотная ідэнтыфікацыя (Rfid) тэхналогія пазіцыянавання ў памяшканні выкарыстоўвае радыёчастотны рэжым, стацыянарная антэна для рэгулявання радыёсігналу ў электрамагнітным полі, этыкетка, прымацаваная да элемента, у магнітнае поле пасля індукцыйнага току, які ствараецца для перадачы дадзеных, для таго, каб абменьвацца дадзенымі ў некалькіх двухбаковай сувязі для дасягнення мэты ідэнтыфікацыі і трыянгуляцыі.

Радыёчастотная ідэнтыфікацыя (Rfid) гэта тэхналогія бесправадной сувязі, якая можа ідэнтыфікаваць пэўную мэту па радыёсігналах і чытаць і запісваць адпаведныя даныя без неабходнасці ўстанаўлення механічнага або аптычнага кантакту паміж сістэмай ідэнтыфікацыі і канкрэтнай мэтай.

Радыёсігналы перадаюць даныя з біркі, прымацаванай да прадмета, праз электрамагнітнае поле, настроенае на радыёчастоту, каб аўтаматычна ідэнтыфікаваць і адсочваць прадмет. Калі некаторыя этыкеткі распазнаюцца, энергія можа быць атрымана з электрамагнітнага поля, выпраменьванага ідэнтыфікатарам, і батарэі не патрэбныя; Існуюць таксама тэгі, якія маюць уласны крыніца харчавання і могуць актыўна выпраменьваць радыёхвалі (электрамагнітныя палі, настроеныя на радыёчастоты). Тэгі ўтрымліваюць захаваную ў электронным выглядзе інфармацыю, якую можна ідэнтыфікаваць на адлегласці некалькіх метраў. У адрозненне ад штрых-кодаў, Радыёчастотныя тэгі не павінны знаходзіцца ў прамой бачнасці ідэнтыфікатара і могуць быць убудаваны ў аб'ект, які адсочваецца.

Перавагі: Тэхналогія пазіцыянавання ў памяшканні RFID вельмі блізкая, але ён можа атрымаць інфармацыю аб дакладнасці пазіцыянавання на сантыметровым узроўні за некалькі мілісекунд; Памер этыкеткі адносна невялікі, і кошт невысокі.

Недахопы: няма здольнасці да зносін, дрэнная здольнасць супраць перашкод, няпроста інтэграваць у іншыя сістэмы, а бяспека і абарона канфідэнцыяльнасці карыстальніка і міжнародная стандартызацыя не ідэальныя.

Прымяненне: RFID-пазіцыянаванне ў памяшканнях шырока выкарыстоўваецца на складах, фабрыкі, гандлёвыя цэнтры ў патоку тавараў, таварнае пазіцыянаванне.

Тэхналогія пазіцыянавання ў памяшканні Zigbee

ZigBee (маламагутны пратакол лакальнай сеткі на аснове стандарту IEEE802.15.4) тэхналогія пазіцыянавання ў памяшканні фармуе сетку паміж шэрагам вузлоў, якія падлягаюць тэсціраванню, і эталоннымі вузламі і шлюзам. Вузлы ў сетцы, якія падлягаюць тэсціраванню, рассылаюць шырокавяшчальную інфармацыю, збіраць дадзеныя з кожнага суседняга эталоннага вузла, і абярыце каардынаты X і Y апорнага вузла з самым моцным сігналам. Затым, разлічваюцца каардынаты іншых вузлоў, звязаных з апорным вузлом. На заканчэнне, даныя ў механізме пазіцыянавання апрацоўваюцца, і значэнне зрушэння ад бліжэйшага эталоннага вузла лічыцца для атрымання фактычнага становішча тэставанага вузла ў вялікай сетцы.

Узровень пратаколу ZigBee знізу ўверх - гэта фізічны ўзровень (Фія), ўзровень доступу да медыя (MAC), сеткавы ўзровень (NWK), прыкладны пласт (APL) і гэтак далей. Сеткавыя прылады выконваюць тры ролі: Каардынатар ZigBee, Маршрутызатар ZigBee, і канчатковая прылада ZigBee. Тапалогіі сеткі могуць быць зорнымі, дрэва, і сеткі.

Перавагі: нізкае энергаспажыванне, нізкі кошт, кароткая затрымка, высокая ёмістасць і высокая бяспека, вялікая адлегласць перадачы; Ён можа падтрымліваць тапалогію сеткі, дрэвападобная тапалогія і структура зорнай тапалогіі, сетка гнуткая, і можа рэалізаваць шматскачковую перадачу.

Недахопы: Хуткасць перадачы нізкая, а дакладнасць пазіцыянавання патрабуе больш высокіх алгарытмаў.

Прымяненне: пазіцыянаванне сістэмы zigbee шырока выкарыстоўваецца ў пазіцыянаванні ўнутры памяшканняў, прамысловы кантроль, экалагічны маніторынг, кіраванне разумным домам і іншыя сферы.

Тэхналогія пазіцыянавання UWB

Ультрашырокапалосны (УВБ) тэхналогія пазіцыянавання - гэта новая тэхналогія, што моцна адрозніваецца ад традыцыйнай тэхналогіі пазіцыянавання сувязі. Ён выкарыстоўвае загадзя арганізаваныя вузлы прывязкі і вузлы моста з вядомымі пазіцыямі для сувязі з нядаўна дададзенымі сляпымі вузламі, і выкарыстоўвае трыянгуляцыю або “адбітак пальца” пазіцыянаванне для вызначэння пазіцыі.

Звышшырокапалосная бесправадная сетка (УВБ) тэхналогія - гэта высокадакладная тэхналогія бесправаднога пазіцыянавання ў памяшканнях, прапанаваная ў апошнія гады, з высокім данасекундным узроўнем часовага дазволу, у спалучэнні з алгарытмам ранжыравання на аснове часу прыбыцця, тэарэтычна можа дасягаць сантыметровай дакладнасці пазіцыянавання, якія могуць задаволіць патрэбы пазіцыянавання прамысловых прыкладанняў.

Уся сістэма падзелена на тры пласта: ўзровень кіравання, сэрвісны ўзровень і палявы ўзровень. Сістэмная іерархія выразна падзелена і структура зразумелая.

Узровень поля складаецца з кропкі прывязкі пазіцыянавання і тэга пазіцыянавання:

· Знайдзіце якар

Якар месцазнаходжання вылічвае адлегласць паміж тэгам і ім самім, і адпраўляе пакеты назад у механізм вылічэння месцазнаходжання ў правадным або WLAN рэжыме.

· Тэг месцазнаходжання

Тэг звязаны з чалавекам і прадметам, які знаходзіцца, мае зносіны з Anchor і перадае сваё месцазнаходжанне.

Перавагі: Прапускная здольнасць ГГц, высокая дакладнасць пазіцыянавання; Моцнае пранікненне, добры анты-шматпрамянёвы эфект, высокая бяспека.

Недахопы: Паколькі нядаўна дададзены сляпы вузел таксама патрабуе актыўнага зносін, энергаспажыванне высокае, і кошт сістэмы высокая.

Прымяненне: Звышшырокапалосная тэхналогія можа выкарыстоўвацца для радыёлакацыйнага выяўлення, а таксама дакладнае пазіцыянаванне і навігацыя ўнутры памяшканняў у розных галінах.

Ультрагукавая сістэма пазіцыянавання

Ультрагукавая тэхналогія пазіцыянавання заснавана на ультрагукавой сістэме дальнамера і распрацавана шэрагам транспондераў і галоўным далямерам: асноўны далямер размяшчаюць на аб'екце вымярэння, транспондер перадае той жа радыёсігнал на фіксаванае месца транспондера, транспондер перадае ультрагукавой сігнал на галоўны далямер пасля атрымання сігналу, і выкарыстоўвае для вызначэння месцазнаходжання аб'екта метад дальнасці адлюстравання і алгарытм трыангуляцыі.

Перавагі: Агульная дакладнасць пазіцыянавання вельмі высокая, даходзячы да сантыметровага ўзроўню; Структура адносна простая, мае пэўнае пранікненне, а сам ультрагук мае моцную здольнасць супраць перашкод.

Недахопы: вялікае згасанне ў паветры, не падыходзіць для вялікіх мерапрыемстваў; На далёкасць адлюстравання ў значнай ступені ўплывае эфект шматшляхоўнасці і распаўсюджванне па-за межамі прамой бачнасці, што выклікае інвестыцыі ў асноўныя апаратныя сродкі, якія патрабуюць дакладнага аналізу і разліку, і кошт занадта высокі.

Прымяненне: Тэхналогія ультрагукавога пазіцыянавання шырока выкарыстоўваецца ў лічбавых ручках, і такая тэхналогія таксама выкарыстоўваецца ў афшорнай разведцы, і тэхналогія пазіцыянавання ў памяшканні ў асноўным выкарыстоўваецца для пазіцыянавання аб'ектаў у беспілотных майстэрнях.