비교 6 실내 RTLS (실시간 위치 시스템) 기술

RTLS는 Real Time Location Systems의 약자입니다..

RTLS는 능동 또는 수동일 수 있는 신호 기반 무선 측위 방법입니다.. 그 중, 활동이 AOA로 나누어져 있어요 (도착 각도 위치) 그리고 TDOA (도착 시간차 포지셔닝), 토아(도착 시간), TW-TOF(왕복 비행 시간), 해상(근거리 전자기 범위) 등.

포지셔닝에 대해 이야기하기, 누구나 가장 먼저 GPS를 떠올릴 것입니다., GNSS 기반(지구항법위성시스템) 위성 위치 확인은 어디에나 있었습니다., 하지만 위성 위치 확인에는 한계가 있습니다.: 신호는 실내 위치 확인을 위해 건물을 관통할 수 없습니다..

그래서, 실내 측위 문제를 해결하는 방법?

실내 측위 시장 수요 중심의 무선 통신 기술의 지속적인 발전으로, 센서 식별 기술 및 빅데이터 상호연동 기술, 사물 인터넷 및 기타 기술, 이 문제는 점차 해결되었습니다, 산업 체인은 지속적으로 풍부해지고 성숙해졌습니다..

블루투스 실내 측위 기술

블루투스 실내 기술은 실내에 설치된 여러 개의 블루투스 LAN 액세스 포인트를 사용하는 것입니다., 다중 사용자 기반의 기본 네트워크 연결 모드로 네트워크를 유지합니다., Bluetooth LAN 액세스 포인트가 항상 마이크로 네트워크의 주요 장치인지 확인하십시오., 그런 다음 신호 강도를 측정하여 새로 추가된 블라인드 노드를 삼각측량합니다..

현재, Bluetooth iBeacon을 찾는 두 가지 주요 방법이 있습니다.: RSSI 기반(수신된 신호 강도 표시) 위치 지정 지문을 기반으로, 아니면 둘 다의 조합.

거리에 따른 가장 큰 문제는 실내 환경이 복잡하다는 점이다., 그리고 Bluetooth, 2.4GHZ 고주파 신호로, 크게 방해받게 된다. 다양한 실내 반사, 굴절 외에도, 휴대폰에서 얻은 RSSI 값은 그다지 참고값이 아닙니다.; 동시에, 위치 정확도를 높이기 위해, 결과를 평활화하려면 RSSI 값을 여러 번 얻어야 합니다., 이는 지연이 증가한다는 것을 의미합니다.. 지문 위치 파악에 따른 가장 큰 문제점은 초기에 지문 데이터를 획득하는 데 드는 인건비와 시간 비용이 매우 높다는 점이다., 데이터베이스 유지 관리가 어렵습니다.. 그리고 매장에서 새로운 기지국을 추가하거나 기타 수정을 가하는 경우, 원래 지문 데이터가 더 이상 적용되지 않을 수 있습니다.. 그러므로, 무게를 측정하고 포지셔닝 정확도를 선택하는 방법, 지연과 비용이 Bluetooth 포지셔닝의 주요 문제가 되었습니다..

단점: Bluetooth 전송은 가시선의 영향을 받지 않습니다., 하지만 복잡한 우주 환경에서는, 블루투스 시스템의 안정성이 약간 좋지 않습니다., 잡음 신호의 방해를 받음, 블루투스 장치 및 장비의 가격은 상대적으로 비쌉니다.;

애플리케이션: 블루투스 실내 측위는 주로 좁은 지역에 있는 사람들의 위치를 ​​찾는 데 사용됩니다., 단층 홀이나 상점과 같은.

Wi-Fi 위치 기술

WiFi 포지셔닝 기술에는 두 가지 종류가 있습니다., 하나는 모바일 장치의 무선 신호 강도와 3개의 무선 네트워크 액세스 포인트를 통하는 것입니다., 미분 알고리즘을 통해, 사람과 차량의 위치를 ​​보다 정확하게 삼각 측량하기 위해. 다른 하나는 위치가 결정된 다수의 지점의 신호 강도를 미리 기록하는 것입니다., 새로 추가된 장비의 신호 강도를 대규모 데이터 데이터베이스와 비교하여 위치를 파악합니다..

장점: 높은 정확도, 낮은 하드웨어 비용, 높은 전송률; 복잡한 대규모 포지셔닝을 달성하는 데 적용할 수 있습니다., 작업 모니터링 및 추적.

단점: 짧은 전송 거리, 높은 전력 소비, 일반적으로 스타 토폴로지.

애플리케이션 :WiFi 포지셔닝은 사람이나 자동차의 위치 파악 및 내비게이션에 적합합니다., 의료기관에서도 사용 가능, 테마파크, 공장, 위치 및 탐색이 필요한 쇼핑몰 및 기타 행사.

RFID 실내 측위 기술

무선 주파수 식별 (RFID) 실내 측위 기술은 무선 주파수 모드를 사용합니다., 무선 신호를 전자기장으로 조정하는 고정 안테나, 물품에 부착된 라벨은 유도 전류가 발생한 후 자기장 속으로 데이터를 전송합니다., 식별 및 삼각 측량 목적을 달성하기 위해 여러 양방향 통신으로 데이터를 교환하기 위해.

무선 주파수 식별 (RFID) 식별 시스템과 특정 표적 사이에 기계적 또는 광학적 접촉을 구축할 필요 없이 무선 신호로 특정 표적을 식별하고 관련 데이터를 읽고 쓸 수 있는 무선 통신 기술입니다..

무선 신호는 무선 주파수에 맞춰진 전자기장을 통해 품목에 부착된 태그의 데이터를 전송하여 품목을 자동으로 식별하고 추적합니다.. 일부 라벨이 인식되는 경우, 식별자가 방출하는 전자기장에서 에너지를 얻을 수 있습니다., 그리고 배터리는 필요하지 않습니다; 자체 전원을 갖고 활발하게 전파를 방출할 수 있는 태그도 있다. (무선 주파수에 맞춰진 전자기장). 태그에는 몇 미터 이내에서 식별할 수 있는 전자적으로 저장된 정보가 포함되어 있습니다.. 바코드와는 다르게, RF 태그는 식별자의 시야 내에 있을 필요가 없으며 추적 중인 개체에 내장될 수도 있습니다..

장점: RFID 실내 포지셔닝 기술은 매우 가깝습니다., 하지만 몇 밀리초 안에 센티미터 수준의 위치 정확도 정보를 얻을 수 있습니다.; 라벨의 크기는 상대적으로 작습니다., 그리고 비용도 저렴해요.

단점: 의사소통 능력이 없다, 약한 간섭 방지 능력, 다른 시스템에 통합하기가 쉽지 않음, 이용자의 보안과 개인정보 보호, 국제 표준화가 완벽하지 않습니다..

애플리케이션: RFID 실내 포지셔닝은 창고에서 널리 사용되었습니다., 공장, 상품 흐름 속의 쇼핑몰, 상품 포지셔닝.

Zigbee 실내 측위 기술

지그비 (IEEE802.15.4 표준 기반의 저전력 LAN 프로토콜) 실내 측위 기술은 테스트할 다수의 노드와 참조 노드, 게이트웨이 사이에 네트워크를 형성합니다.. 네트워크에서 테스트할 노드는 브로드캐스트 정보를 보냅니다., 인접한 각 참조 노드에서 데이터 수집, 신호가 가장 강한 참조 노드의 X 및 Y 좌표를 선택합니다.. 그 다음에, 참조 노드와 관련된 다른 노드의 좌표가 계산됩니다.. 마지막으로, 포지셔닝 엔진의 데이터가 처리됩니다., 가장 가까운 참조 노드로부터의 오프셋 값을 고려하여 대규모 네트워크에서 테스트 중인 노드의 실제 위치를 얻습니다..

아래에서 위로 ZigBee 프로토콜 계층은 물리적 계층입니다. (PHY), 미디어 액세스 계층 (스코틀랜드 사람), 네트워크 계층 (NWK), 애플리케이션 계층 (APL) 등. 네트워크 장치에는 세 가지 역할이 있습니다: 지그비 코디네이터, 지그비 라우터, 및 ZigBee 단말 장치. 네트워크 토폴로지는 스타일 수 있습니다., 나무, 그리고 네트워크.

장점: 낮은 전력 소비, 저렴한 비용, 짧은 지연, 대용량과 높은 보안, 긴 전송 거리; 네트워크 토폴로지를 지원할 수 있습니다., 트리 토폴로지와 스타 토폴로지 구조, 네트워크는 유연하다, 멀티홉 전송을 실현할 수 있습니다..

단점: 전송률이 낮습니다., 포지셔닝 정확도에는 더 높은 알고리즘이 필요합니다..

애플리케이션: 지그비 시스템 포지셔닝은 실내 포지셔닝에 널리 사용되었습니다., 산업 제어, 환경 모니터링, 스마트 홈 제어 및 기타 분야.

UWB 포지셔닝 기술

초광대역 (UWB) 포지셔닝 기술은 새로운 기술이다, 기존의 통신 포지셔닝 기술과는 매우 다릅니다.. 미리 배열된 앵커 노드와 위치가 알려진 브리지 노드를 사용하여 새로 추가된 블라인드 노드와 통신합니다., 삼각측량을 사용하거나 “지문” 위치를 결정하기 위한 포지셔닝.

초광대역 무선 (UWB) 기술은 최근 제안된 고정밀 실내 무선 측위 기술입니다., 높은 다노초 수준의 시간 분해능, 도착 시간 기반 거리 측정 알고리즘과 결합, 이론적으로 센티미터 수준의 위치 정확도에 도달할 수 있습니다., 산업용 애플리케이션의 포지셔닝 요구 사항을 충족할 수 있습니다..

전체 시스템은 3개의 레이어로 나누어져 있습니다.: 관리 계층, 서비스 레이어와 필드 레이어. 시스템 계층 구조가 명확하게 구분되어 있고 구조가 명확합니다..

필드 레이어는 포지셔닝 앵커 포인트와 포지셔닝 태그로 구성됩니다.:

· 앵커 찾기

위치 앵커는 태그와 태그 자체 사이의 거리를 계산합니다., 유선 또는 WLAN 모드에서 위치 계산 엔진으로 패킷을 다시 보냅니다..

· 위치 태그

태그는 찾고 있는 사람 및 물건과 연결되어 있습니다., 앵커와 통신하여 자신의 위치를 ​​방송합니다..

장점: GHz 대역폭, 높은 위치 정확도; 강력한 침투력, 좋은 다중 경로 방지 효과, 높은 안전성.

단점: 새로 추가된 블라인드 노드도 활발한 통신이 필요하기 때문에, 전력 소모가 크다, 그리고 시스템 비용이 높다.

애플리케이션: 초광대역 기술을 레이더 ​​탐지에 사용할 수 있습니다., 다양한 분야의 실내 정확한 측위 및 내비게이션.

초음파 포지셔닝 시스템

초음파 측위 기술은 초음파 거리 측정 시스템을 기반으로 하며 다수의 트랜스폰더와 주 거리 측정기에 의해 개발되었습니다.: 주 거리 측정기가 측정 대상에 배치됩니다., 트랜스폰더는 동일한 무선 신호를 트랜스폰더의 고정 위치로 전송합니다., 트랜스폰더는 신호를 수신한 후 초음파 신호를 주 거리계로 전송합니다., 반사 거리 측정 방법과 삼각 측량 알고리즘을 사용하여 물체의 위치를 ​​결정합니다..

장점: 전반적인 포지셔닝 정확도가 매우 높습니다., 센티미터 수준에 도달; 구조는 비교적 간단하다, 특정 침투력이 있고 초음파 자체에는 강력한 간섭 방지 능력이 있습니다..

단점: 공기 중 큰 감쇠, 대규모 행사에는 적합하지 않습니다.; 반사 범위는 다중 경로 효과 및 비가시선 전파에 의해 크게 영향을 받습니다., 정확한 분석과 계산이 필요한 기반 하드웨어 설비의 투자가 발생하게 됩니다., 그리고 비용이 너무 비싸요.

애플리케이션: 초음파 포지셔닝 기술은 디지털 펜에 널리 사용되었습니다., 이러한 기술은 해양 탐사에도 사용됩니다., 실내 포지셔닝 기술은 주로 무인 작업장에서 물체 포지셔닝에 사용됩니다..