Comparaison de 6 RTLS intérieur (Systèmes de localisation en temps réel) Technologies

RTLS est l'abréviation de Real Time Location Systems.

RTLS est une méthode de radiolocalisation basée sur un signal qui peut être active ou passive. Parmi eux, l'actif est divisé en AOA (Positionnement de l'angle d'arrivée) et TDOA (positionnement par décalage horaire d'arrivée), TOA(heure d'arrivée), TW-TOF(temps de vol aller-retour), Nautique(télémétrie électromagnétique en champ proche) et ainsi de suite.

Parler de positionnement, tout le monde pensera d'abord au GPS, basé sur le GNSS(Système mondial de navigation par satellite) le positionnement par satellite est présent partout, mais le positionnement par satellite a ses limites: le signal ne peut pas pénétrer dans le bâtiment pour obtenir un positionnement intérieur.

Donc, comment résoudre le problème de positionnement en intérieur?

Avec le développement continu de la technologie de communication sans fil et axée sur la demande du marché du positionnement intérieur, technologie d'identification des capteurs et technologie d'interconnexion des mégadonnées, l'Internet des objets et d'autres technologies, ce problème a été progressivement résolu, et la chaîne industrielle s'est continuellement enrichie et mature.

Technologie de positionnement intérieur Bluetooth

La technologie Bluetooth intérieure consiste à utiliser plusieurs points d'accès Bluetooth LAN installés dans la pièce, maintenir le réseau en tant que mode de connexion réseau de base multi-utilisateurs, et assurez-vous que le point d'accès Bluetooth LAN est toujours le périphérique principal du micro-réseau, puis triangulez le nœud aveugle nouvellement ajouté en mesurant la force du signal.

À présent, il existe deux manières principales de localiser Bluetooth iBeacon: basé sur RSSI(indication de la force du signal reçu) et basé sur le positionnement de l'empreinte digitale, ou une combinaison des deux.

Le plus gros problème lié à la distance est que l'environnement intérieur est complexe, et Bluetooth, comme signal haute fréquence 2,4 GHz, sera grandement perturbé. En plus de diverses réflexions et réfractions intérieures, Les valeurs RSSI obtenues par les téléphones mobiles ne constituent pas une grande valeur de référence; En même temps, afin d'améliorer la précision du positionnement, la valeur RSSI doit être obtenue plusieurs fois pour lisser les résultats, ce qui veut dire que le délai augmente. Le plus gros problème lié au positionnement des empreintes digitales est que le coût de la main-d'œuvre et le temps nécessaires à l'obtention des données d'empreintes digitales à un stade précoce sont très élevés., et la maintenance de la base de données est difficile. Et si le magasin ajoute une nouvelle borne d'accès ou apporte d'autres modifications, les données d'empreintes digitales originales peuvent ne plus être applicables. Donc, comment peser et choisir entre la précision du positionnement, le délai et le coût sont devenus le principal problème du positionnement Bluetooth.

Inconvénients: La transmission Bluetooth n'est pas affectée par la ligne de vue, mais pour les environnements spatiaux complexes, la stabilité du système Bluetooth est légèrement mauvaise, perturbé par des signaux de bruit, et le prix des appareils et équipements Bluetooth est relativement cher;

Application: Le positionnement intérieur Bluetooth est principalement utilisé pour localiser des personnes dans une petite zone, comme un hall ou un magasin de plain-pied.

Technologie de localisation Wi-Fi

Il existe deux types de technologie de positionnement WiFi, l'une grâce à la force du signal sans fil des appareils mobiles et à trois points d'accès au réseau sans fil, grâce à l'algorithme différentiel, pour trianguler plus précisément la localisation des personnes et des véhicules. L'autre consiste à enregistrer à l'avance la force du signal d'un grand nombre de points déterminés par l'emplacement., en comparant la force du signal de l'équipement nouvellement ajouté avec une grande base de données de données pour déterminer l'emplacement.

Avantages: haute précision, faible coût du matériel, taux de transmission élevé; Il peut être appliqué pour réaliser un positionnement complexe à grande échelle, tâches de surveillance et de suivi.

Inconvénients: Distance de transmission courte, consommation d'énergie élevée, topologie généralement en étoile.

Application :Le positionnement WiFi convient au positionnement et à la navigation de personnes ou de voitures, et peut être utilisé dans les établissements médicaux, parcs à thème, usines, centres commerciaux et autres occasions nécessitant un positionnement et une navigation.

Technologie de positionnement intérieur RFID

Identification par radiofréquence (RFID) la technologie de positionnement intérieur utilise le mode radiofréquence, l'antenne fixe pour ajuster le signal radio dans le champ électromagnétique, l'étiquette attachée à l'article dans le champ magnétique après le courant d'induction généré pour transmettre les données, afin d'échanger des données dans plusieurs communications bidirectionnelles pour atteindre l'objectif d'identification et de triangulation.

Identification par radiofréquence (RFID) est une technologie de communication sans fil qui peut identifier une cible spécifique par des signaux radio et lire et écrire des données associées sans qu'il soit nécessaire d'établir un contact mécanique ou optique entre le système d'identification et la cible spécifique..

Les signaux radio transmettent les données d'une étiquette attachée à un article via un champ électromagnétique réglé sur une fréquence radio pour identifier et suivre automatiquement l'article.. Quand certaines étiquettes sont reconnues, l'énergie peut être obtenue à partir du champ électromagnétique émis par l'identifiant, et les piles ne sont pas nécessaires; Il existe également des tags dotés de leur propre source d'alimentation et pouvant émettre activement des ondes radio. (champs électromagnétiques réglés sur les fréquences radio). Les tags contiennent des informations stockées électroniquement qui peuvent être identifiées à quelques mètres. Contrairement aux codes-barres, Les balises RF n'ont pas besoin d'être dans le champ de vision de l'identifiant et peuvent également être intégrées dans l'objet suivi..

Avantages: La technologie de positionnement intérieur RFID est très proche, mais il peut obtenir des informations de précision de positionnement au niveau centimétrique en quelques millisecondes; La taille de l'étiquette est relativement petite, et le coût est faible.

Inconvénients: aucune capacité de communication, mauvaise capacité anti-interférence, pas facile à intégrer dans d'autres systèmes, et la sécurité et la protection de la vie privée de l'utilisateur ainsi que la normalisation internationale ne sont pas parfaites.

Application: Le positionnement intérieur RFID a été largement utilisé dans les entrepôts, usines, centres commerciaux dans le flux de marchandises, positionnement des matières premières.

Technologie de positionnement intérieur Zigbee

ZigBee (protocole LAN basse consommation basé sur la norme IEEE802.15.4) la technologie de positionnement en intérieur forme un réseau entre un certain nombre de nœuds à tester et de référence et la passerelle. Les nœuds à tester dans le réseau envoient des informations de diffusion, collecter des données de chaque nœud de référence adjacent, et sélectionnez les coordonnées X et Y du nœud de référence avec le signal le plus fort. Alors, les coordonnées des autres nœuds associés au nœud de référence sont calculées. Enfin, les données du moteur de positionnement sont traitées, et la valeur de décalage par rapport au nœud de référence le plus proche est considérée pour obtenir la position réelle du nœud testé dans le grand réseau.

La couche de protocole ZigBee de bas en haut est la couche physique (PHY), couche d'accès aux médias (Mac), couche réseau (NWK), couche d'application (APL) et ainsi de suite. Les périphériques réseau ont trois rôles: Coordinateur ZigBee, Routeur ZigBee, et dispositif final ZigBee. Les topologies de réseau peuvent être en étoile, arbre, et réseau.

Avantages: faible consommation d'énergie, faible coût, court délai, haute capacité et haute sécurité, longue distance de transmission; Il peut prendre en charge la topologie du réseau, topologie arborescente et structure de topologie en étoile, le réseau est flexible, et peut réaliser une transmission multi-sauts.

Inconvénients: Le taux de transmission est faible, et la précision du positionnement nécessite des algorithmes plus élevés.

Application: Le positionnement du système zigbee a été largement utilisé dans le positionnement en intérieur, contrôle industriel, surveillance environnementale, contrôle de la maison intelligente et autres domaines.

Technologie de positionnement UWB

Ultra large bande (UWB) la technologie de positionnement est une nouvelle technologie, ce qui est très différent de la technologie de positionnement de communication traditionnelle. Il utilise des nœuds d'ancrage pré-arrangés et des nœuds de pont avec des positions connues pour communiquer avec les nœuds aveugles nouvellement ajoutés., et utilise la triangulation ou “empreinte digitale” positionnement pour déterminer la position.

Sans fil ultra large bande (UWB) La technologie est une technologie de positionnement sans fil intérieur de haute précision proposée ces dernières années, avec un niveau de résolution temporelle élevé en danosecondes, combiné avec l'algorithme de télémétrie basé sur l'heure d'arrivée, peut théoriquement atteindre une précision de positionnement centimétrique, qui peut répondre aux besoins de positionnement des applications industrielles.

L'ensemble du système est divisé en trois couches: couche de gestion, couche de service et couche de champ. La hiérarchie du système est clairement divisée et la structure est claire.

La couche de champ est composée d'un point d'ancrage de positionnement et d'une balise de positionnement.:

· Localiser l'ancre

L'ancre de localisation calcule la distance entre le Tag et lui-même, et renvoie les paquets au moteur de calcul de localisation en mode filaire ou WLAN.

· Balise de localisation

Le tag est associé à la personne et à l'objet localisés, communique avec Anchor et diffuse son propre emplacement.

Avantages: Bande passante GHz, haute précision de positionnement; Forte pénétration, bon effet anti-trajets multiples, haute sécurité.

Inconvénients: Parce que le nœud aveugle nouvellement ajouté a également besoin d'une communication active, la consommation d'énergie est élevée, et le coût du système est élevé.

Application: La technologie ultra-large bande peut être utilisée pour la détection radar, ainsi qu'un positionnement et une navigation précis en intérieur dans divers domaines.

Système de positionnement par ultrasons

La technologie de positionnement par ultrasons est basée sur le système de télémétrie par ultrasons et développée par un certain nombre de transpondeurs et de télémètre principal.: le télémètre principal est placé sur l'objet à mesurer, le transpondeur transmet le même signal radio à la position fixe du transpondeur, le transpondeur transmet le signal ultrasonique au télémètre principal après avoir reçu le signal, et utilise la méthode de télémétrie par réflexion et l'algorithme de triangulation pour déterminer l'emplacement de l'objet.

Avantages: La précision globale du positionnement est très élevée, atteindre le niveau centimétrique; La structure est relativement simple, a une certaine pénétration et les ultrasons eux-mêmes ont une forte capacité anti-interférence.

Inconvénients: grande atténuation dans l'air, ne convient pas aux grandes occasions; La plage de réflexion est grandement affectée par l'effet de trajets multiples et la propagation hors ligne de visée, ce qui entraîne l'investissement d'installations matérielles sous-jacentes nécessitant une analyse et un calcul précis, et le coût est trop élevé.

Application: La technologie de positionnement par ultrasons a été largement utilisée dans les stylos numériques, et cette technologie est également utilisée dans la prospection offshore, et la technologie de positionnement intérieur est principalement utilisée pour le positionnement d'objets dans des ateliers sans personnel.