Das Indoor-Positionierungssystem ermöglicht es Managern, den Standort von Personen oder Vermögenswerten genau zu bestimmen, Innerhalb eines Gebäudes per Smartphone, Bluetooth-Beacons, Tracking-Tags, Gateways oder andere IoT-Geräte. Es ist eine der Grundanwendungen des Internets der Dinge. Wenn die Satellitenortung in komplexen Innenräumen wie Tunneln und Kellern nur schwer einsetzbar ist, Ein Indoor-Positionierungssystem kann als Hilfspositionierung der Satellitenpositionierung verwendet werden, um den aktuellen Standort von Objekten zu lokalisieren und das Problem zu lösen, dass Satellitensignale Gebäude nicht durchdringen können. Basierend auf dem Anwendungsszenario, Das Satellitenortungssystem kann den Betrieb von Unternehmen erleichtern und den Benutzern ein zufriedenstellenderes Erlebnis bieten. Der Zweck dieses Artikels besteht darin, Ihnen ein erstes Verständnis der Indoor-Positionierungstechniken zu vermitteln.
1. Was ist das Indoor-Positionierungssystem??
Das System funktioniert wie im Außenbereich Geographisches Positionierungs System Bereitstellung von Ortungsdiensten. Der Unterschied besteht darin, dass GPS nur im Freien verwendet werden kann und in Innenräumen kein Signal empfängt. Daher wurde die Indoor-Positionierung ins Leben gerufen, um die Innenraum-Positionierungsdienste für Menschen zu lösen. Derzeit, Indoor-Positionierungstechnologie bezieht sich normalerweise auf einige Indoor-Positionierungstechnologien, die auf drahtloser Kommunikationstechnologie basieren (wie WLAN, Bluetooth BLE mit geringem Stromverbrauch, ZigBee, UWB, usw.), Dadurch kann der im Innenraum arbeitenden und lebenden Person eine Positionierung und Navigation ermöglicht werden, Personalpositionierung, Nachverfolgung von Gütern, und andere Dienstleistungen.
Das Indoor-Positionierungssystem ist eine beliebte Anwendung der Indoor-Positionierungstechnologie. Es kann Personen eine Echtzeit-Standortführung bieten, sodass Benutzer jederzeit ihren Standort und ihre Orientierung kennen. Es kann die Bedürfnisse von Einkaufszentren erfüllen, Krankenhäuser, Flughäfen, und sogar große Stadien und andere große öffentliche Gebäude der Benutzerführung.
Personal/Assets Standortüberwachung bzw Standortverfolgung in Innenräumen besteht darin, den Anforderungen des Personal-/Anlagensicherheitsmanagements im Innenbereich gerecht zu werden. Es ist notwendig, den Standort von Personen oder Objekten im Innenraum in Echtzeit zu verstehen, damit der Manager besser planen und steuern kann. Derzeit, Personenpositionierung wird häufig in Tunneln eingesetzt, Rohrkorridore, Fabriken, Parks, usw., während die Vermögenspositionierung häufig in der Lagerhaltung eingesetzt wird, Logistik, und anderen Bereichen.
2. Wie funktioniert das Indoor-Positionierungssystem??
Mit der rasanten Entwicklung der Technologie, Es wurden zahlreiche drahtlose Positionierungstechniken für den Innenbereich erfunden, inklusive WLAN, Bluetooth, Infrarot, UWB, RFID, ZigBee, Bewegungserfassung und Ultraschallpositionierung, und so weiter.
01. Wi-Fi-Positionierungstechnologie
Die WiFi-Ortungstechnologie ist auf das vorhandene WLAN-Netzwerk angewiesen und nutzt die empfangene Signalstärke, um die komplexe Umgebung zu verfolgen und zu überwachen. Basierend auf den Standortinformationen von Netzwerkknoten (drahtlose Zugangspunkte), Es nutzt die Kombination aus Erfahrungstest und Signalausbreitungsmodell, um die Position der angeschlossenen Mobilgeräte zu lokalisieren, mit der höchsten Genauigkeit von ca 1 Meter zu 20 Meter. Der größte Vorteil der WiFi-Ortungstechnologie ist ihr Komfort und ihre geringen Kosten. Jedoch, gleichzeitig, Das über WLAN empfangene Signal ist anfällig für Störungen durch die Umgebung, was die Genauigkeit der Positionierung verringert. daher, Die WLAN-Ortungstechnologie eignet sich nicht für Echtzeit-Tracking-Szenarien mit hohen Genauigkeitsanforderungen. Zusätzlich, Die W-lan Der Abdeckungsbereich des Access Points ist relativ begrenzt und kann im Allgemeinen nur einen Radius von etwa 10 m abdecken 90 Meter.
02. Bluetooth-Positionierungstechnologie
„Bluetooth“-Technologie ist eine neue drahtlose Kommunikationstechnologie, die im Mai von fünf weltbekannten Unternehmen gemeinsam angekündigt wurde 1998. Die Bluetooth-Positionierung basiert auf RSSI-Werten, und es lokalisiert durch das Prinzip der Triangulation. Ein Ortungssystem, das Bluetooth verwendet, um den physischen Standort eines Geräts zu bestätigen, erfordert eine komplexe Infrastrukturanordnung.
Bluetooth-Indoor-Positionierungstechnologie besteht darin, eine bestimmte Anzahl von Bluetooth-Beacon-Referenzpunkten in dem Bereich zu installieren, der lokalisiert werden muss. Durch das Tragen des Positionierungsetiketts, Das Personal sendet die Signalstärke-Entfernungsdaten in Echtzeit an die Basisstation und überträgt die Daten über die Basisstation an die Lösung. Im Berechnungsserver, Der im Berechnungsserver installierte Positionierungsberechnungsalgorithmus führt die Positionsberechnung und die Echtzeitpositionierung des Zielpunkts durch.
03. Infrarot-Positionierungstechnologie
Die Infrarot-Ortungstechnologie wird hauptsächlich in optischen Sensoren eingesetzt. Seine Technologie ist sehr ausgereift, während der Preis auch niedrig ist. Es eignet sich sehr gut für moderate Upgrades und Umbauten der vorhandenen Ausrüstung, mit relativ hoher Indoor-Positionierungsgenauigkeit.
Jedoch, weil das Licht die Hindernisse nicht durchdringen kann, Der Infrarotstrahl kann sich nur in Sichtweite ausbreiten, was leicht durch andere Lichter gestört werden kann. Darüber hinaus, Die Übertragungsentfernung von Infrarotstrahlen ist kurz, Daher ist der Positionierungseffekt in Innenräumen sehr schlecht. Wenn mobile Geräte in Taschen gesteckt oder von Wänden verdeckt werden, sie funktionieren nicht richtig. Es erfordert die Installation von Empfangsantennen in jedem Raum und Flur, was zu hohen Gesamtkosten führt.
04. Ultra-Breitband-Positionierungstechnologie
Die UWB-Positionierungstechnologie ist eine neue Technologie, die sich stark von der herkömmlichen Kommunikationspositionierungstechnologie unterscheidet. Es verfügt nicht nur über eine Positionierungsgenauigkeit im Zentimeterbereich, sondern ist auch äußerst widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse. Es kann zur präzisen Positionierung im Innenbereich verwendet werden. Zum Beispiel, Es kann in Haftanstalten weit verbreitet eingesetzt werden, Krankenhäuser, Fabriken, und andere orte, um in Echtzeit genaue Standortinformationen von Personen oder Objekten im Raum zu erhalten. Es ist förderlich für die Positionierung, Verfolgung, oder Navigation von sich bewegenden Objekten in Innenräumen. Zusätzlich, Der UVB-Tag ist wiederaufladbar und hat eine lange Standby-Zeit, dauert typischerweise etwa drei Monate.
05. RFID-Positionierungstechnologie
RFID ist eine Positionierungstechnologie zur Radiofrequenzidentifikation. Das System erfordert keinen mechanischen oder optischen Kontakt mit dem Ziel. daher, RFID wird auch als kontaktlose automatische Identifikationstechnologie bezeichnet. Es eignet sich sehr gut für die langfristige Verfolgung und Verwaltung der Zielperson oder des Zielobjekts. Mit der rasanten Entwicklung von IoT-Technologie, Die RFID-Technologie wird auch im neuen Jahrhundert die vielversprechendste Informationstechnologie sein.
06. ZigBee-Positionierungstechnologie
ZigBee-Technologie hat den Vorteil eines geringen Stromverbrauchs. Zigbee verfügt über umfangreiche und reichhaltige Anwendungsszenarien, und der Zielmarkt umfasst hauptsächlich PC-Peripheriegeräte, Intelligente Heimsteuerung, medizinische Versorgung, Industrielle Steuerung, und anderen Bereichen. ZigBee und Bluetooth zeichnen sich außerdem durch einen extrem geringen Stromverbrauch und eine bidirektionale Übertragung aus. Sie sind alle Teil des Personal Area Network (PFANNE) die Architektur. Wenn Bedarf an Datenübertragung besteht, es wird sofort übermittelt. Und Zigbee-Systeme benötigen keine zusätzliche Hardwareunterstützung, was die Kosten erheblich senkt.
07. Ultraschall-Positionierungstechnologie
Derzeit, Die meisten Ultraschallortungen basieren auf der Reflexionsentfernungsmethode. Es gibt zwei beliebte Indoor-Positionierungstechnologien, die auf Ultraschall basieren. Eine davon ist die Kombination von Ultraschall- und Radiofrequenztechnologie zur Positionierung. Weil die Übertragungsrate von Hochfrequenzsignalen nahe an der Lichtgeschwindigkeit liegt, Das ist weitaus höher als die Radiofrequenzrate, Dann können Sie das Funkfrequenzsignal verwenden, um das elektronische Etikett zu aktivieren und es dann mithilfe der Zeitdifferenzmethode zum Empfang des Ultraschallsignals zu veranlassen. Diese Technologie ist kostengünstig, Energieeffizient, und hochpräzise Funktionen. Die andere ist die Multi-Ultraschall-Positionierungstechnologie. Die Technologie nutzt die globale Positionierung und kann in den mobilen Roboter eingebaut werden 4 Wegbeschreibung mit 4 Ultraschallsensoren. Es kann die Daten insgesamt erfassen, mit starker Entstörung und hoher Präzision, und es kann das Problem des Roboterverlusts lösen. Die Präzision der Ultraschallpositionierung kann bis in den Zentimeterbereich reichen, und die Präzision ist relativ hoch.
08. Motion-Capture-Lokalisierungstechnologie
Das NOKOV-Motion-Capture-System gehört zur visuellen Positionierung. Es deckt den Erfassungsbereich des Innenraums durch die im Raum angeordneten Bewegungserfassungslinsen ab und erfasst präzise die dreidimensionale Raumposition der reflektierenden Markierungen (Markierungen) auf das Eroberungsziel gelegt. Nach der Verarbeitung und Berechnung, Das System kann die dreidimensionalen Raumkoordinaten erhalten (X, Y, Z) der reflektierenden Markierungspunkte. Das System kann auch den starren Körper des Ziels festlegen, und die Daten durch professionelle Analysesoftware weiterverarbeiten und berechnen. Die Motion-Capture-Positionierungstechnologie kann die genaue Position und Haltung des Zielobjekts ermitteln, die für wissenschaftliche Forschung geeignet ist.
3. Wie genau ist das Indoor-Positionierungssystem??
01. WiFi-Positionierungstechnologie
Die Datenerfassung der WLAN-Positionierung erfordert einen hohen Personalaufwand. Zusätzlich, WLAN-Systeme bedürfen einer regelmäßigen Wartung, Daher ist die Technologie schwer zu skalieren. Ein weiterer bekannter Nachteil der WIFI-Positionierungstechnologie besteht darin, dass sie eine relativ schwache Fähigkeit zur Entstörung der Umgebung aufweist. Beim Sammeln von Daten kann es leicht zu Beeinträchtigungen durch die Umgebung kommen, Daher ist die Positionierungsgenauigkeit von sich bewegenden Objekten oder Personen relativ langsam.
02. RFID-Positionierungstechnologie
Das System deckt eine kurze Distanz ab, und die längste Entfernung kann mehrere zehn Meter betragen. Es kann zu geringen Kosten eine Positionierungsgenauigkeit im Zentimeterbereich erreichen. Gleichzeitig, aufgrund seiner berührungslosen und nicht sichtbaren Vorteile, Es wird erwartet, dass es die bevorzugte Indoor-Positionierungstechnologie wird.
03. Infrarot-Technologie
Mit dieser Technologie kann in einem offenen Raum eine hohe Präzision erreicht werden. Der wesentliche Nachteil der Infrarot-Technologie besteht darin, dass die Übertragungsdistanz relativ kurz ist, und die Hindernisse in der Umgebung blockieren leicht das Infrarot während der Übertragung. daher, Die Sensoren müssen dicht verteilt sein, Dies führt zu hohen Hardware- und Baukosten.
04. Ultraschallwellentechnologie
Die Präzision der Ultraschallpositionierung kann bis in den Zentimeterbereich reichen, und die Präzision ist relativ hoch. Der effektive Bereich der Ultraschalllokalisierung ist jedoch relativ begrenzt, Die Ultraschalldämpfung ist bei der Übertragung in die Umgebung offensichtlich.
Mit der Erhöhung der Gehzeit, Auch der Fehler dieser Positionierung häuft sich. Zur Kalibrierung ist eine externe Datenquelle mit höherer Präzision erforderlich. daher, Trägheitsnavigation wird im Allgemeinen mit WiFi-Fingerabdruck kombiniert, und der Standort im Innenbereich wird zu jedem Zeitpunkt über WLAN abgefragt, um den durch MEMS verursachten Fehler zu beheben. Derzeit, Auch die kommerzielle Anwendung dieser Technologie ist relativ ausgereift, und es wird häufig in Kehrrobotern eingesetzt.
06. Ultra-Breitband (UWB) Positionierungstechnik
UWB kann für eine genaue Positionierung in Innenräumen verwendet werden, wie zum Beispiel die Position von Soldaten auf dem Schlachtfeld, Roboterbewegungsverfolgung, und so weiter. Als neu entwickelte Indoor-Positionierungstechnologie, Die UWB-Positionierungstechnologie verwendet nicht-sinusförmige schmale Impulse im Nanosekunden- bis Mikrosekundenbereich, um Daten zu übertragen und die Positionierung zu realisieren, was die Vorteile einer hohen Präzision hat, hohe Kapazität, und geringer Stromverbrauch. Es verfügt außerdem über eine bessere Entstörung und Sicherheit als das herkömmliche Schmalbandsystem. daher, Die UWB-Technologie kann dort eingesetzt werden, wo sehr präzise Positionierungsanforderungen erforderlich sind. Zum Beispiel Gefängnisse, öffentliche Sicherheitsstationen, und andere orte.
4. Warum ist ein Indoor-Positionierungssystem wichtig??
01. Verbessern Sie das Konsum- und Serviceerlebnis der Benutzer
Die Indoor-Positionierung bietet Verbrauchern ein gutes Konsumerlebnis, B. die Suche nach freien Plätzen und die Suche nach rückwärts fahrenden Autos beim Parken. In Einkaufszentren gibt es viele Konsumgüter und Waren. Die Marktforschung von Google zeigt, dass sich Verbraucher beim Einkaufen mehr Informationen über Produkte und ein personalisiertes Erlebnis wünschen.
Neben Einkaufsführern in Einkaufszentren und der umgekehrten Autosuche auf Parkplätzen, Die Indoor-Positionierung kann auch in Messehallen eingesetzt werden, Museen, malerische Orte, Flughäfen, Stationen, Krankenhäuser, Regierungszentren, Gerichte, und andere Szenen, um Benutzern ein besseres Serviceerlebnis zu ermöglichen.
02. Verbessern Sie das Unternehmensmarketing und die betriebliche Effizienz
Indoor-Positionierung überwacht den Personenfluss und stellt Bewegungslinien an überfüllten Orten wie Einkaufszentren und Flughäfen dar. Durch die gesammelten Daten, Die Unternehmen können das Konsumverhalten des Nutzers genauer ermitteln, und die dahinter stehende Interessenpräferenz verstehen, um die Effizienz der betrieblichen Entscheidungsfindung zu verbessern und einen höheren Geschäftswert zu erzielen.
5. So richten Sie ein Indoor-Positionierungssystem ein?
01. WiFi-Positionierungstechnologie
Als relativ ausgereifte Indoor-Positionierungstechnologie, Die WLAN-Technologie wurde in den letzten Jahren von vielen Unternehmen eingesetzt. Bei der WiFi-Positionierung wird im Allgemeinen die Methode des „nächsten Nachbarn“ zur Beurteilung herangezogen, das ist, welcher Hotspot oder welche Basisstation am nächsten ist.
02. RFID-Positionierung
Der RFID-Standort ist das, was wir als elektronisches Tag bezeichnen. Die RFID-Positionierung erhält die Informationen des Ziel-RFID-Tags über Lesegeräte. Zu diesen Informationen gehört auch die ID, empfangene Signalstärke, und so weiter. Ähnlich, die Methode des nächsten Nachbarn, multilaterale Positionierungsmethode, empfangene Signalstärke, und andere Methoden können verwendet werden, um die Position des Etiketts zu bestimmen.
Derzeit, Der dringende Durchbruch der RFID-Technologie liegt darin, die Sicherheit und Privatsphäre des Benutzers besser zu schützen, und eine internationale Standardisierung etablieren. Im Vergleich zu anderen Positionierungstechnologien, RFID-Technologie hat die Vorteile der Verwendung kleiner elektronischer Tags und geringer Kosten. Jedoch, Das elektronische Etikett kann nur auf kurze Distanz funktionieren und nicht mit anderen Geräten kommunizieren. daher, Es ist schwierig, Daten zu integrieren und eine genaue Positionierung zu erreichen.
03. Infrarot-Technologie
Es gibt zwei Haupttypen von spezifischen Implementierungsmethoden für die Infrarot-Targetierung. Eine Möglichkeit besteht darin, ein elektronisches Infrarot-Tag zur Positionsbestimmung auf dem Zielobjekt anzubringen, Ermitteln Sie den Winkel und die Entfernung, die das elektronische Etikett aussendet, indem Sie Infrarotsensoren für den Innenbereich installieren, um die Position des Objekts zu berechnen. Derzeit, Die Technologie wird hauptsächlich zur passiven Positionierung von Infrarotstrahlungsquellen wie Flugzeugen eingesetzt, Panzer, und Raketen im Militär, und auch für die Positionsbestimmung von selbstfahrenden Robotern im Innenbereich.
04. Ultraschallwellentechnik
Derzeit, Die meisten Ultraschallortungen basieren auf der Reflexionsentfernungsmethode. Das System der Ultraschalltechnologie besteht aus einem Kernentfernungsmesser und mehreren elektronischen Tags. Der Hauptentfernungsmesser ist am mobilen Positionierungsziel befestigt, und die elektronischen Tags werden an einer festen Position innerhalb des Überwachungsbereichs platziert.
05. Bluetooth-Technologie
Die Bluetooth-Ortung basiert auf dem RSSI-Ortungsprinzip. Je nach Standort unterschiedlicher Terminals, Der Bluetooth-Standort kann in Netzwerkstandort und Terminalstandort unterteilt werden. Der spezifische Positionierungsprozess kann wie folgt abgeschlossen werden::
● Erstens, Legen Sie das Bluetooth-Gateway und den Beacon in der Zone fest;
● Wenn Benutzer den Bereich betreten, Die Beacon-Übertragung wird übertragen, um die Entfernung zwischen Benutzern und dem Beacon zu berechnen (was durch RSSI berechnet werden kann).
Das Terminalpositionierungssystem besteht aus Endgeräten und Beacons. Das spezifische Positionierungsprinzip ist wie folgt:
● Legen Sie zuerst den Bluetooth-Beacon in die Zone;
● Beacons senden ständig Signale und Pakete;
● Wenn das Endgerät in den Signalbereich gelangt, Der Beacon misst seinen RSSI-Wert, und berechnen Sie dann den spezifischen Standort des Geräts über das Mobiltelefon
06. Ultra-Breitband (UWB) Positionierungstechnik
Die Ultrabreitbandtechnologie ist eine neue drahtlose Kommunikationstechnologie, die sich stark von der herkömmlichen Kommunikationstechnologie unterscheidet. Es kann zur präzisen Positionierung im Innenbereich verwendet werden. Zum Beispiel, Es kann in Haftanstalten weit verbreitet eingesetzt werden, Krankenhäuser, Fabriken, und andere orte, um in Echtzeit genaue Standortinformationen von Personen oder Objekten im Raum zu erhalten. Es ist förderlich für die Positionierung, Verfolgung, oder Navigation von sich bewegenden Objekten in Innenräumen. Derzeit, Viele Länder studieren diese Technologie, das im Bereich der drahtlosen Indoor-Ortung gute Aussichten hat.
(UWB) Aufgrund ihrer hohen Übertragungsrate und starken Durchdringungsfähigkeit hat die Positionierungstechnologie im Bereich der Indoor-Positionierung große Aufmerksamkeit erhalten.
6. Anwendungen des Indoor-Positionierungssystems
01. Indoor-Ortungsdienst
In Supermärkten, Flughäfen, Hotels, Museen, Pavillons, und andere große Innenszenen, Indoor-Positionierung ist weit verbreitet. In einem Supermarkt mit komplexem Layout, Über die Routennavigation auf dem mobilen Endgerät können Nutzer den Standort der zu kaufenden Waren ermitteln und den Weg planen. In Einkaufszentren, Museen, Ausstellungen, Unterhaltungsstätten, und Shops, die es Benutzern ermöglichen, ihre Ziele schnell zu finden und zu navigieren.
02. Rückwärtssuche nach Autos auf dem Parkplatz
In der Tiefgarage, Indoor-Positionierung und Navigation helfen Verbrauchern, ihr Auto leicht zu finden.
03. Intelligente Gebäudepositionierung
Für ein smartes Gebäude, Der Hauptanwendungsaspekt ist das Besuchermanagement und die Echtzeitverfolgung der Besucherwege mithilfe von Besucherkarten.
04. Positionierung des Senioren- und Servicepersonals in Pflegeheimen
Die Installation von Indoor-Ortungssystemen in Pflegeheimen ist notwendig, da die Bewegungen älterer Menschen ständige Aufmerksamkeit erfordern, um ihre Sicherheit zu gewährleisten. Die Indoor-Positionierungstechnologie kann eine Echtzeitüberwachung alter Menschen realisieren. In der Zwischenzeit, Das System kann den Bewegungsverlauf älterer Menschen wiedergeben und in gefährlichen Situationen können ältere Menschen Nothilfe rufen.
05. Positionierung und Management von Gefängniswärtern
Auch im Bereich von Justizvollzugsanstalten wird die Indoor-Ortung häufig eingesetzt. Mit der Hilfe von Indoor-Positionierungstechnologie, Der traditionelle Verwaltungsmodus für Gefängnispersonal wird einfacher, schnell, und effektiv. Durch das Tragen der Anti-Demontage-Positionierungsarmbänder für die Wärter und Gefangenen, Die Gefangenen können in Echtzeit lokalisiert werden, und der Verlauf historischer Aktivitäten kann abgespielt und abgefragt werden.
06. Personalpositionierungsmanagement in Hochrisikobranchen
In Chemieanlagen, U-Bahn-Bau, Tunnelbau, und andere Hochrisikobaustellen, Personalpositionierungsmanagement ist ein entscheidender Bedarf. Einerseits, In diesen Szenarien muss das Personal positioniert werden. Wenn ein Mitarbeiter in Gefahr ist und um Hilfe ruft, Das Rettungspersonal kann den Mitarbeiter rechtzeitig lokalisieren, was ihre Sicherheit erheblich gewährleistet. Andererseits, Orte mit hohem Risiko müssen Besucher überwachen, um zu verhindern, dass Besucher gefährliche Bereiche betreten. Auch das Indoor-Positionierungssystem hat viele Anwendungsszenarien. Zum Beispiel, Lagerlogistik.
