Het RTLS-systeem maakt voornamelijk gebruik van sensoren, draadloze communicatie en cloud computing-technologie om de locatie van “objecten” met tags te bepalen. Geautoriseerde gebruikers hebben toegang tot de locatiegegevens van getagde objecten via een lokale computer en een cloudplatform in toepassingen zoals het volgen van goederen, voertuigen, mensen, huisdieren, enz. Dit artikel geeft u een duidelijk inzicht in RTLS!
1. Wat is RTLS?
Een real-time lokalisatiesysteem maakt vooral gebruik van sensoren, draadloze communicatie en cloud computing-technologie om de locatie van “objecten” met tags te bepalen. Geautoriseerde gebruikers hebben toegang tot de locatiegegevens van getagde objecten via een lokale computer en een cloudplatform in toepassingen zoals het volgen van goederen, voertuigen, mensen, huisdieren, enz.
RTLS is toepasbaar op verschillende toepassingsscènes die betrekking hebben op logistieke toeleveringsketens, voorwerpen en mensen. Echter, het systeem heeft enkele beperkingen. Bijvoorbeeld, Apparaten die in afgelegen gebieden worden ingezet, hebben stroomreserves nodig die maandenlang stabiele werking kunnen garanderen; Snel bewegende apparaten in transportknooppunten of productielijnen vereisen hogere updatesnelheden; en als het om hoge waarde gaat Behaalde resultaat, veiligheid is van groot belang.
2. Hoe het Teal-Time-locatiesysteem werkt
RTLS is een signaalgebaseerd systeem dat objecten of mensen lokaliseert via radiotechnologie. Het kan worden onderverdeeld in actieve RTLS en passief-inductieve RTLS. De actieve RTLS kan worden onderverdeeld in AOA, TDOS, TPA, TW-TOF, NFER, enz.
1. Bluetooth-RTLS
Binnentechnologie met Bluetooth maakt gebruik van Bluetooth LAN-toegangspunten die binnenshuis zijn geïnstalleerd om het netwerk als een basismodel met netwerkverbinding te houden op basis van meerdere gebruikers en zorgt ervoor dat Bluetooth-LAN toegangspunten blijven het belangrijkste apparaat van dit micronetwerk. Vervolgens trianguleert het de nieuw toegevoegde blinde knooppunten via de sterktemeting van het signaal.
Momenteel, er zijn twee belangrijke manieren om te lokaliseren met behulp van Bluetooth iBeacon: RSSI-gebaseerd en vingerafdruk-gebaseerd, of een mengsel van de twee.
2. WiFi-RTLS
Er zijn twee soorten positioneringstechnologieën Wifi. Een type is om een persoon en auto's nauwkeuriger te trianguleren door een ander algoritme via de draadloze signaalsterkte van een mobiel apparaat en 3 draadloze netwerktoegangspunten. Een ander type is om de signaalsterkte van veel bevestigde positiepunten vooraf vast te leggen en vervolgens de positie te bepalen door de signaalsterkte van de nieuw toegevoegde apparaten te vergelijken met de database die vol staat met gegevens.
Voordelen: Hoge algehele precisie, lage kosten voor hardware en hoge transmissiesnelheid; Het is toepasbaar voor het uitvoeren van complexe en brede positionering, detectie- en volgtaken.
Toepasselijke gebieden: WiFi-lokalisatie kan worden gebruikt om mensen of voertuigen te lokaliseren en kan worden gebruikt in verschillende gevallen waarin lokalisatie nodig is & navigatie zoals medische centra, een themapark, planten, winkelcentra, enz.
3. RTLS-RFID
RFID verwijst naar een draadloze communicatietechnologie die speciale objecten kan lokaliseren en gerelateerde gegevens kan lezen via RF zonder mechanisch of optisch contact tussen het systeem en de speciale objecten.
RFID-technologie voor binnenlokalisatie maakt gebruik van RF-manier om antennes te bevestigen om radiosignalen af te stemmen op elektromagnetische velden. Vervolgens komt de tag die aan items is bevestigd het veld binnen na het genereren van inductiestroom om gegevens uit te zenden om gegevens uit te wisselen tussen multi-pair tweerichtingscommunicatie om identificatie en triangulatie te bereiken.
Het radiosignaal is het elektromagnetische veld afgestemd op RF, het overbrengen van gegevens van tags die aan objecten zijn bevestigd om deze automatisch te bepalen en te volgen. Verschillende tags verzamelen energie uit elektromagnetische velden die door de identificatie worden uitgezonden zonder batterijen tijdens het identificatieproces. Sommige tags zijn uitgerust met verschillende voedingen en kunnen op een actieve manier radiogolven uitzenden(afgestemd op RF-elektromagnetische velden).
De tags, die deel uitmaken van informatie die elektronisch wordt opgeslagen, kan binnen enkele meters worden geïdentificeerd. Anders dan streepjescodes, De RF-tags kunnen worden ingebed in gevolgde objecten zonder dat ze zich in het bereik van identificatiemachines hoeven te bevinden.
4. Zigbee RTLS
ZigBee (een low-power LAN-protocol gebaseerd op de IEEE802.15.4-standaard) Indoor positioneringstechnologie creëert een netwerk tussen verschillende te meten knooppunten en referentieknooppunten en gateways. De te meten knooppunten in het netwerk verzenden broadcastberichten en verzamelen gegevens van elk naburig referentieknooppunt. Vervolgens kiest het zowel X- als Y-coördinaten van referentieknooppunten die het sterkste signaal hebben. Daarna, de coördinaten van meer knooppunten die zijn geassocieerd met referentieknooppunten worden geteld. Uiteindelijk, gegevens in de lokalisatie-engine worden gebruikt en de offsetwaarde van de dichtstbijzijnde referentieknooppunten wordt bekeken om de echte locatie te verkrijgen van te meten knooppunten in grote netwerken.
5. UWB RTLS
Ultrabreedband (UWB) positioneringstechnologie is een nieuwe technologie die aanzienlijk verschilt van traditionele communicatie- en positioneringstechnologieën. Het maakt gebruik van vooraf aangebrachte verankerde en overbrugde knooppunten met bepaalde locaties om verbindingen te vormen met nieuw toegevoegde blinde knooppunten. Vervolgens trianguleert het of lokaliseert het ze met “vingerafdrukken” om de locatie te identificeren.
Onlangs, Ultrabreedband draadloos (UWB) technologie is een draadloze locatietechnologie voor binnenshuis geworden die met hoge precisie wordt voorgesteld. De tijdresolutie kan worden bereikt tot op het niveau van nanoseconden. Gecombineerd met het op tijd van aankomst gebaseerde bereikalgoritme, het kan theoretisch positioneringsprecisie op centimeterniveau bereiken, die kunnen voldoen aan de positioneringsvereisten van industriële toepassingen.
6. Infrarood RTLS
Er zijn twee soorten infrarood lokalisatie binnenshuis. De eerste vertegenwoordigt dat het doel is gepositioneerd met behulp van infrarood IR-markeringen als bewegende punten, gemoduleerde infraroodstralen uitzenden, die worden opgenomen door optische sensoren die in ruimten zijn geïnstalleerd voor lokalisatie; de tweede is om de te schatten ruimte te bestrijken met meerdere paren zenders & ontvangers die een infraroodnetwerk weven om bewegende doelen direct te bepalen.
7. Ultrasone RTLS
De ultrasone lokalisatietechnologie is ontwikkeld volgens het ultrasone bereiksysteem. Het bestaat uit verschillende transponders en belangrijkste afstandsmeters. Het werkproces is: hoofdafstandsmeters worden op een te meten object geplaatst en zenden radiosignalen uit naar transponders op een vaste locatie, en transponders brengen ultrasone signalen over naar de hoofdafstandsmeters nadat ze het signaal hebben ontvangen, die kunnen helpen bij het bepalen van de locatie van de objecten met behulp van algoritmen zoals de reflectieve bereikmethode en triangulatie.
8. iBeacon RTLS
iBeacon-positionering
Uitgerust met Bluetooth 4.0, iBeacon is een nieuwe microlocatietechnologie voor binnenshuis. Het is momenteel beschikbaar voor iOS, Android, Windows- en Blackberry-apparaten, die allemaal zijn ingebed met Bluetooth Low Energy (BLE) technologie. Wanneer uw handheld-apparaat in de buurt van een iBeacon-basisstation komt, het apparaat kan het iBeacon-signaal ontvangen (UUID en RSSI), die kan variëren van enkele millimeters tot 50 meter, en de precieze locatie kan worden verkregen via een gewogen positioneringsalgoritme met drie lussen dat normaal gesproken een nauwkeurigheid van 2 meter bereikt.
3. De uitdagingen van RTLS
Gezien het feit dat RTLS IoT-apparaten effectief kan volgen, waarom installeert u niet voor elk ervan positioneringsfuncties?? De belangrijkste reden ligt in het kostbare traditionele GPS-technologie gebruikt voor geolocatie, bepaalde technische uitdagingen van de succesvolle implementatie en het hogere energieverbruik voor de werking ervan.
1. RTLS-kosten
Hoe lang duurt het voordat een systeem met oplossingen de locatie van apparaten verzamelt? Of de locaties nu dagelijks of elke minuut worden verzameld? De frequentie waarmee apparaten worden opgehaald, is rechtstreeks gekoppeld aan de kosten en de levensduur van de batterij. In veel omstandigheden,
Traditionele GPS-technologieën zijn niet in staat om aan de behoeften van de gebruiker op deze twee gebieden te voldoen.
2. Batterijduur
Het stroomverbruik van traditionele GPS-positioneringsmodules is buitengewoon hoog. Ook, de batterij van de module moet meerdere keren per jaar worden vervangen. In bepaalde gevallen, Op sommige locaties die moeilijk uit te voeren zijn, worden asset trackers geïnstalleerd of in wagenparken geïnstalleerd. Een dergelijke toepassing leidt tot extreem hoge kosten voor het vervangen van batterijen. Zeker als er duizenden trackers op het veld worden ingezet, het vervangen van de batterij zal tijdrovend en moeiterovend zijn.
3. Onderhoud in een later stadium
Apparaatonderhoud en zelfs grootschalige reparaties zijn sindsdien onmisbaar IoT-apparaten hebben een levensduur van 5 jaren, 10 en zelfs 20 jaren. Echter, aangesloten apparaten kunnen ‘verloren gaan’ als ze geen meldingen kunnen verzenden of van eigenaar van het bedrijf kunnen veranderen vanwege een lege batterij.
4. Afbetaling
Het zal gemakkelijk zijn om fouten te maken bij de implementatie van IoT-apparaten. Bijvoorbeeld, het zal gevoelig zijn voor fouten wanneer u een sensor handmatig in een gebouw monteert. Bovendien, de positioneringsmodule kan van de ene plaats naar de andere worden overgebracht zonder de trackinglogs handmatig bij te werken.
4. Voordelen van RTLS
Mensen zullen eerst aan GPS denken als ze het hebben over positioneringssystemen. Het op GNSS gebaseerde (Wereldwijd navigatiesatellietsysteem) satellietpositionering is alomtegenwoordig geworden. Echter, satellietpositionering heeft zijn belangrijkste nadeel, dat is, signalen kunnen niet in gebouwen doordringen om te realiseren positionering binnenshuis.
Dus, hoe de problemen met betrekking tot binnenlocaties kunnen worden aangepakt?
Met de constante groei van de vraag op de markt voor indoor positionering, draadloze communicatietechnologie, sensoridentificatietechnologie en big data-interconnectietechnologie, oplossingen zijn in opkomst. De industriële keten blijft zich ontwikkelen.
Indoor positionering kan worden onderverdeeld in op consumptie gebaseerde en op industrie gebaseerde locatiebepaling.
De verbruiksgebaseerde positionering kan vooral worden toegepast in commerciële functies zoals personeelsbegeleiding binnenshuis, consumentendrang, veiligheidsmonitoring, slimme woning, enz;
Het op de industrie gebaseerde exemplaar kan worden gebruikt in de brandbeveiligingsveiligheid, personeelsbewaking, begeleiding van apparatuur, beveiliging van eigendommen, slimme fabriek, en intelligente bouwplaatsen enzovoort.
Indoor positionering met Bluetooth
Sterke punten: compact apparaat, korte afstand, laag energieverbruik, eenvoudige integratie in mobiele apparaten zoals een mobiele telefoon;
Nadelen: Bluetooth-transmissie wordt niet beïnvloed door zichtafstand, maar voor de complexe ruimte & omgeving, het minder stabiele Bluetooth-systeem, hoge geluidsinterferentie, dure Bluetooth-apparaten;
Indoor positionering met WiFi
Sterke punten: relatief hoge algehele precisie, lage kosten voor hardware, hoge transmissiesnelheid; kan worden gebruikt voor grootschalige positionering, detectie- en volgtaken.
Nadelen: korte transmissieafstand, hoog stroomverbruik, en in het algemeen met een stertopologiestructuur.
Indoor positionering met RFID
Voordelen: RFID-technologie voor indoor positionering werkt op zeer korte afstand, maar is in staat om binnen enkele milliseconden positioneringsnauwkeurigheidsinformatie op centimeterniveau te verzamelen; Het label is relatief klein van formaat en goedkoop.
Nadelen: geen communicatiemogelijkheid, slecht anti-interferentievermogen, geen gemakkelijke integratie in andere systemen en onderontwikkelde beveiliging & privacy en wereldwijde standaardisatie van gebruikers.
Indoor positionering met Zigbee
Voordelen: laag energieverbruik, kostenbesparend, korte vertraging, grote capaciteit en hoge veiligheid, lange transmissieafstand; in staat zijn om structuren van mesh-topologie te ondersteunen, zowel boomtopologie als stertopologie, aanpasbaar netwerken, multi-hop channeling;
Nadelen: lage transmissiesnelheid, hoge algoritmevereisten voor positioneringsprecisie.
Indoor positionering met UWB
Voordelen: met GHz-bandbreedte, hoge positioneringsnauwkeurigheid; sterke penetratie, goed anti-multipath-effect en hoge beveiliging.
Tekortkomingen: Maar de nieuw toegevoegde blinde knooppunten hebben ook actieve communicatie nodig, waardoor het stroomverbruik hoger wordt, en het systeem is duur
Indoor positionering met infrarood
Voordelen: hoge precisie voor lokalisatie binnenshuis, krachtig anti-interferentievermogen;
Nadelen: Infrarood kan alleen via het zicht worden overgedragen, slechte penetratieprestaties; Wanneer de tag geblokkeerd is, kan deze niet goed functioneren, maar is deze wel kwetsbaar voor verlichting, rook en andere omgevingsfactoren;
Indoor positionering met echografie
Voordelen: hoge algehele positioneringsprecisie, het centimeterniveau bereiken; relatief eenvoudige structuur, goed penetratievermogen en een sterk anti-interferentievermogen voor de echografie.
Nadelen: grote verzwakking in de lucht, niet van toepassing op grote gelegenheden; het wordt sterk beïnvloed door multipath-effecten en niet-visuele voortplanting bij het meten van de reflectieafstand, Dit resulteert in hoge investeringskosten wanneer er hardware nodig is voor nauwkeurige analyse en berekening.
5. Welke technologieën worden gebruikt in RTLS
RTLS-technologie
RTLS bestaat doorgaans uit drie delen: de RTLS-tag, infrastructuur als software. De prestaties en functionaliteit van de oplossingen zijn afhankelijk van de specifieke technologische keuzes die tijdens de ontwikkeling zijn gemaakt RTLS ontwikkelingsproces van oplossingen.
Gebruik van RFID-technologie, RTLS-systemen bepalen de locatie van “objecten” met tags wanneer deze in de buurt van een vaste lezer passeren, en stuur vervolgens informatie over de gebeurtenis naar een server.
Bluetooth-RSSI, ook signaalsterkte-indicator ontvangen, is van toepassing op RTLS in binnenscènes. Een Bluetooth-baken dat in het bewaakte gebied wordt ingezet, 'bewaakt en luistert' naar het signaal van de Bluetooth-tag om te bepalen of het getagde object of de getagde persoon zich binnen het bereik van het Bluetooth-signaal bevindt, om positioneringsprecisie op kamerniveau te bieden.
Vergelijkbaar met Bluetooth RSSI, Wi-Fi-bakens kunnen worden toegepast om Wi-Fi RTLS-tags in de buurt te detecteren, voor nauwkeurigheid op kamerniveau. Of, time-of-flight-methoden kunnen worden gebruikt om een nauwkeurigere locatie van mobiele activa te verkrijgen.
Mobiele 3G- en 4G LTE-technologieën bieden ruwe locatie-informatie op basis van vingerafdrukken van mobiele netwerken, waar apparatuur nabijgelegen mobiele basisstations detecteert en deze vergelijkt met de wereldwijde vingerafdrukdatabase die geografische locatiekaarten heeft opgesteld. Met hogere precisie, 3G- en 4G LTE real-time trackingoplossingen zijn afhankelijk van verschillende combinaties van immobiele en mobiele netwerkinfrastructuur, met meer oplossingen als het aantal 5G inzet neemt snel toe.
Op GNSS gebaseerde RTLS-systemen zijn afhankelijk van GNSS-ontvangers die hun locaties bepalen door de tijd te meten die het besteedt aan het GNSS-satellietsignaal om ze vanuit een baan om de aarde te benaderen. Vanwege zwakke GNSS-signalen, ze kunnen niet door muren en gebouwen dringen en mogen daarom alleen buitenshuis worden gebruikt.
Ultrabreedbandtechnologie en Bluetooth-binnenpositionering met hoge precisie zijn twee technologieën die positioneringsprecisie op minder dan een meter niveau kunnen bieden.
Een RTLS-tag is mogelijk om extra sensoren af te dekken om extra berichten te verzamelen over het item dat wordt gevolgd. Positioneringsmodules met traagheidssensoren kunnen detecteren wanneer een item valt of een aanvulling vormen op satellietgebaseerde positionering wanneer GNSS-signalen verloren gaan. Insgelijks, temperatuursensoren detecteren temperatuurschommelingen die gevoelige lading kunnen bederven.
Om locatiegegevens aan gebruikers aan te bieden, RTLS vereist een datapijplijn die is verbonden met internet. Outdoor real-time trackingoplossingen, inclusief op GNSS gebaseerde oplossingen, bieden uitstekende diensten voor bepaalde mobiele communicatie, verbeterd door een laag stroomverbruik en een maximale dekking LTE-kat 1 of LTE-M.
6. De toepassing van RFID in RTLS
RTLS is in veel voorbeelden goed ontwikkeld, en naar schatting zal het aantal de komende jaren snel toenemen, omdat de technologie verandert om precies te zijn, toegankelijker te maken en een nauwere integratie in de bedrijfsvoering te bewerkstelligen.
RTLS-gezondheidszorg / Medisch
Het personeel in ziekenhuizen besteedt een aanzienlijk deel van de tijd aan het lokaliseren van medische apparatuur, waardoor een toch al onder druk staand systeem extra onder druk komt te staan. RTLS in ziekenhuizen is bevorderlijk voor het snel lokaliseren van bedden en medische apparatuur en kan ook helpen bij het lokaliseren van artsen, personeel en patiënten.
Magazijnautomatisering
Het RTLS-systeem is handig om de voorraad automatisch te beheren en goederen in de schappen te lokaliseren.
Transport en logistiek
Real-time lokalisatiediensten geven bedrijven een diepgaand inzicht in alle aspecten die verband houden met het leverings- en distributieproces. Naast het verbeteren van het supply chain management, bedrijven kunnen ook de gegevens van RTLS gebruiken om knelpunten te verlichten en de procedure te vereenvoudigen, en om op afstand het proces van hun goederen te monitoren, waardoor de productkwaliteit wordt verhoogd.
Beheer van de vloot
RTLS kan de handen uit de mouwen steken wagenparkbeheerders om hun voertuigen te volgen, inclusief vrachtwagens, taxi's, auto's, gedeelde, enz. Aanbieders van micro-mobiele oplossingen(zoals degenen die gedeelde elektrische scooters leveren) hebben hun gebruik van zeer nauwkeurige RTLS-technologie vergroot om zichzelf te dwingen zich te houden aan lokale regelgeving, zoals rijverboden op trottoirs.
Transport hub
Vervoer hubs, waaronder een luchthaven en treinstation, kunnen bagagetrailers volgen, passagiers met bijzondere eisen, grondpersoneel en andere passagiers via Real-Time Locating System-technologie. Gegevens die met de technologie worden verzameld, kunnen worden geanalyseerd om bedieningsproblemen op te sporen en aan te pakken en de algehele reiservaring te verbeteren.
7. RTLS-oplossingen
U-Blox heeft altijd innovatieve R&D gebaseerd op GNSS-positioneringsalgoritmen, de RF- en signaalverwerkingstechnologieën sinds de oprichting in 1997. Tegenwoordig, het is toegewijd aan het ontwikkelen van integratieoplossingen op “cloud-on-a-chip”, die zichzelf in staat heeft gesteld het voortouw te nemen op het gebied van technologische innovatie. U-Blox is ook uitgegroeid tot een bedrijf met diepgaande marktinzichten, waardoor het de behoeften van markten en gebruikers nauwkeurig kan begrijpen.
Naast het verstrekken GNSS positioneringsoplossingen, U-Blox heeft een goed inzicht in de toenemende vraag naar apparaatcommunicatie en indoor positionering van IoT-gebruikers. Daarom, u-Blox heeft niet alleen zijn productlijn van mobiele communicatie en korteafstandscommunicatie uitgebreid, maar heeft de markt ook voorzien van een mix van modules die zowel GNSS-positionering als mobiele communicatiefuncties kunnen realiseren om gebruikers te helpen compacte RTLS-oplossingen te bedenken.
Met de snelle groei van big data en slimme connectiviteitstechnologieën, u-Blox is niet tevreden als hardwareleverancier van locatie- en communicatietechnologieën. Het bedrijf overweegt hoe diensten kunnen worden ingezet om de bedrijfswaarde van locatie-informatie in IoT-apparaten te maximaliseren en one-stop-diensten aan klanten te bieden via een “harde en zachte” aanpak om klanten op verschillende gebieden in staat te stellen een snelle RTLS-implementatie te realiseren..
AssistNow verlaagt het energieverbruik door de eerste positioneringstijd te verkorten met behulp van GNSS.
wanneer GNSS-signalen niet beschikbaar zijn, CellLocate kan nog steeds ruwe lokalisatie uitvoeren met behulp van vingerafdruktechnologie voor mobiele netwerken.
CloudLocate berekent de locatie via de cloud voor toepassingsscènes die een ultralaag stroomverbruik vereisen en waarbij continue tracking niet vereist is.
PointPerfect biedt GNSS-verbeterde datadiensten voor positioneringsprecisie op centimeterniveau in seconden.
U-Blox Thingstream ondersteunt klanten bij het aanpakken van complexe uitdagingen op het gebied van IoT-connectiviteit met een uitgebreide end-to-end-oplossing volgens de industriestandaard MQTT. Hierdoor kunnen klanten gegevens van IoT-apparatuur naar de cloud van bedrijven overbrengen zonder extra kosten voor de communicatieprovider.
Aanvullend, U-Blox IoT “Security as a Service” brengt het “end-to-end” concept tot leven op basis van een unieke en onveranderlijke apparaatidentiteit en een betrouwbare basis van vertrouwen. Het voorkomt effectief dat gevoelige gegevens worden vrijgegeven op tussenliggende knooppunten, platforms en services om ervoor te zorgen dat uw RTLS-tags en andere infrastructuur alleen daadwerkelijke firmware gebruiken en dat de gegevens die tijdens de operatie worden gegenereerd alleen zichtbaar zijn voor de beoogde gebruikers.
8. Wat zijn de bekende RTLS-bedrijven
Siemens RTLS
versus technologie
Ubisense-groep
AirRISTA
Zebra-technologieën
BeSpoon
Axcess Internationaal
Stanley Gezondheidszorg
van essentie
Savi-technologie
TeleTracking
Sonitor-technologieën
Tijd domein
Identec-oplossingen
Intelflex
GE Gezondheidszorg
Awarepoint Corporation
Ademhalingen
Tien
IBM
CenTrak
