O sistema de posicionamento interno permite que os gerentes identifiquem com precisão a localização de pessoas ou ativos, dentro de um prédio usando smartphone, Faróis Bluetooth, tags de rastreamento, gateways ou outros dispositivos IoT. É uma das aplicações básicas da Internet das Coisas. Quando o posicionamento por satélite é difícil de ser usado em ambientes internos complexos, como túneis e porões, um sistema de posicionamento interno pode ser usado como um posicionamento auxiliar de posicionamento por satélite para localizar a localização atual de objetos e resolver o problema de que os sinais de satélite não conseguem penetrar nos edifícios. Com base no cenário de aplicação, o sistema de posicionamento por satélite pode facilitar a operação das empresas e proporcionar aos usuários uma experiência mais satisfatória. O objetivo deste artigo é fornecer uma compreensão preliminar das técnicas de posicionamento interno.
1. Qual é o sistema de posicionamento interno?
O sistema funciona como exterior GPS para fornecer serviços de posicionamento. A diferença é que o GPS só pode ser usado em ambientes externos e não tem sinal quando entra em ambientes internos.. Assim, o posicionamento interno surgiu para resolver os serviços de posicionamento de espaços internos das pessoas.. Atualmente, tecnologia de posicionamento interno geralmente se refere a alguns meios de tecnologia de posicionamento interno baseados em tecnologia de comunicação sem fio (como Wi-Fi, Bluetooth BLE de baixa potência, ZigBee, UWB, etc.), através do qual a pessoa que trabalha e vive no espaço interior pode receber posicionamento e navegação, posicionamento de pessoal, acompanhamento de bens, e outros serviços.
O Sistema de Posicionamento Interno é uma aplicação popular da tecnologia de posicionamento interno. Ele pode fornecer orientação de localização em tempo real para as pessoas, para que os usuários possam saber sua localização e orientação a qualquer momento. Pode atender às necessidades de shoppings, hospitais, aeroportos, e até mesmo grandes estádios e outros grandes edifícios públicos de orientação ao usuário.
Pessoal/ativos Supervisão de localização ou rastreamento de localização interna é atender às necessidades de gerenciamento de segurança de pessoal/ativos no espaço interno. É necessário entender a localização de pessoas ou objetos no espaço interno em tempo real para que o gestor possa programar e comandar melhor. Atualmente, o posicionamento de pessoal é comumente usado em túneis, corredores de tubulação, fábricas, parques, etc., enquanto o posicionamento de ativos é frequentemente usado em armazenamento, logística, e outros campos.
2. Como funciona o sistema de posicionamento interno?
Com o rápido desenvolvimento da tecnologia, existem inúmeras técnicas de posicionamento sem fio interno que foram inventadas, incluindo Wi-Fi, Bluetooth, infravermelho, UWB, RFID, ZigBee, captura de movimento e posicionamento de ultrassom, e assim por diante.
01. Tecnologia de posicionamento Wi-Fi
A tecnologia de posicionamento WiFi depende da rede WLAN existente e utiliza a intensidade do sinal recebido para rastrear e monitorar o ambiente complexo. Com base nas informações de localização dos nós da rede (pontos de acesso sem fio), ele usa a combinação de teste de experiência e modelo de propagação de sinal para localizar a posição dos dispositivos móveis conectados, com a maior precisão de cerca 1 medidor para 20 metros. A maior vantagem da tecnologia de localização WiFi é a sua conveniência e baixo custo. No entanto, ao mesmo tempo, o sinal recebido por WIFI é suscetível à interferência do ambiente circundante, o que reduz a precisão do posicionamento. Portanto, A tecnologia de posicionamento WIFI não é adequada para cenários de rastreamento em tempo real com requisitos de alta precisão. Além disso, o Wi-fi O alcance de cobertura do ponto de acesso é relativamente limitado e geralmente só pode cobrir um raio de cerca de 90 metros.
02. Tecnologia de posicionamento Bluetooth
A tecnologia “Bluetooth” é uma nova tecnologia de comunicação sem fio anunciada conjuntamente por cinco empresas de renome mundial em maio 1998. O posicionamento do Bluetooth é baseado em valores RSSI, e localiza através do princípio da triangulação. Um sistema de posicionamento que usa Bluetooth para confirmar a localização física de um dispositivo envolve um complexo arranjo de infraestrutura.
Tecnologia de posicionamento interno Bluetooth é instalar um certo número de pontos de referência de beacon Bluetooth na área que precisa ser localizada. Usando a etiqueta de posicionamento, o pessoal enviará os dados de intensidade do sinal para a estação base em tempo real e transmitirá os dados para a solução através da estação base. No servidor de cálculo, o algoritmo de cálculo de posicionamento instalado no servidor de cálculo realiza o cálculo da posição e realiza o posicionamento em tempo real do ponto alvo.
03. Tecnologia de posicionamento infravermelho
A tecnologia de posicionamento infravermelho é usada principalmente em sensores ópticos. Sua tecnologia é muito madura, enquanto o preço também é baixo. É muito adequado para atualizações moderadas e transformação do equipamento existente, com precisão de posicionamento interno relativamente alta.
No entanto, porque a luz não pode passar pelos obstáculos, o raio infravermelho só pode se propagar na linha de visão, que é fácil de ser interferido por outras luzes. Além disso, a distância de transmissão dos raios infravermelhos é curta, então o efeito de posicionamento interno é muito ruim. Quando os dispositivos móveis são colocados em bolsos ou escondidos nas paredes, eles não funcionam corretamente. Requer a instalação de antenas receptoras em todas as salas e corredores, resultando em um alto custo geral.
04. Tecnologia de posicionamento de banda ultralarga
A tecnologia de posicionamento UWB é uma nova tecnologia muito diferente da tecnologia tradicional de posicionamento de comunicação. Ele não só possui precisão de posicionamento em nível centimétrico, mas também possui super resistência a interferências ambientais. Pode ser usado para posicionamento preciso interno. Por exemplo, pode ser amplamente utilizado em centros de detenção, hospitais, fábricas, e outros lugares, de modo a obter informações precisas de localização de pessoas ou objetos no espaço em tempo real. É favorável ao posicionamento, monitorando, ou navegação de objetos em movimento internos. Além disso, a etiqueta UVB é recarregável e tem um longo tempo de espera, normalmente durando cerca de três meses.
05. Tecnologia de posicionamento RFID
RFID é tecnologia de posicionamento de identificação por radiofrequência. O sistema não requer contato mecânico ou óptico com o alvo. Portanto, RFID também é chamada de tecnologia de identificação automática sem contato. É muito adequado para rastreamento e gerenciamento de longo prazo da pessoa ou objeto alvo. Com o rápido desenvolvimento Tecnologia IoT, A tecnologia RFID também será a tecnologia da informação mais promissora no novo século.
06. Tecnologia de posicionamento ZigBee
Tecnologia ZigBee tem a vantagem de baixo consumo de energia. Zigbee possui cenários de aplicação extensos e ricos, e o mercado-alvo inclui principalmente periféricos de PC, controle inteligente doméstico, cuidados médicos, controle industrial, e outros campos. ZigBee e Bluetooth também possuem características de consumo de energia extremamente baixo e transmissão bidirecional. Todos fazem parte da Rede de Área Pessoal (FRIGIDEIRA) arquitetura. Quando há demanda por transmissão de dados, é imediatamente transmitido. E os sistemas Zigbee não requerem suporte de hardware adicional, o que está reduzindo muito o custo.
07. Tecnologia de posicionamento ultrassônico
Atualmente, a maior parte da localização ultrassônica é baseada no método de alcance de reflexão. Existem duas tecnologias populares de posicionamento interno baseadas em ultrassom. Uma delas é a combinação de tecnologia ultrassônica e de radiofrequência para posicionamento. Porque a taxa de transmissão do sinal de radiofrequência está próxima da velocidade da luz, que é muito maior do que a taxa de radiofrequência, então você pode usar o sinal de radiofrequência para ativar a etiqueta eletrônica e então fazê-la receber o sinal ultrassônico usando o método de diferença de tempo variando. Essa tecnologia tem baixo custo, Baixo consumo de energia, e recursos de alta precisão. A outra é a tecnologia de posicionamento multi-ultrassônico. A tecnologia utiliza posicionamento global e pode ser instalada no robô móvel em 4 direções com 4 sensores ultrassônicos. Em geral, ele pode captar os dados, tendo forte anti-interferência e alta precisão, e pode resolver o problema da perda do robô. A precisão do posicionamento ultrassônico pode atingir o nível centimétrico, e a precisão é relativamente alta.
08. Tecnologia de localização de captura de movimento
O sistema de captura de movimento NOKOV pertence ao posicionamento visual. Ele cobre a área de captura do espaço interno através das lentes de captura de movimento dispostas no espaço e captura com precisão a posição espacial tridimensional dos marcadores reflexivos (Marcadores) colocado no alvo de captura. Após processamento e computação, o sistema pode obter as coordenadas espaciais tridimensionais (X, S, Z) dos pontos marcadores reflexivos. O sistema também pode definir o corpo rígido do alvo, e processar e calcular ainda mais os dados por meio de software de análise profissional. A tecnologia de posicionamento de captura de movimento pode obter a posição e postura precisas do objeto alvo, que é adequado para pesquisa científica.
3. Quão preciso é o sistema de posicionamento interno?
01. Tecnologia de posicionamento WiFi
A aquisição de dados de posicionamento WIFI requer muitos custos de mão de obra. Além disso, Os sistemas WIFI requerem manutenção regular, então a tecnologia é difícil de escalar. Outra desvantagem bem conhecida da tecnologia de posicionamento WIFI é que ela tem uma capacidade anti-interferência relativamente fraca para o meio ambiente.. É fácil ser afetado pelo ambiente circundante ao coletar dados, então a precisão do posicionamento de objetos ou pessoas em movimento é relativamente lenta.
02. Tecnologia de posicionamento RFID
O sistema cobre uma curta distância, e a distância mais longa pode ser de dezenas de metros. Ele pode obter precisão de posicionamento em nível centimétrico a um custo baixo. Ao mesmo tempo, devido às suas vantagens sem contato e sem linha de visão, espera-se que se torne a tecnologia preferida de posicionamento interno.
03. Tecnologia infravermelha
Esta tecnologia pode alcançar alta precisão em uma sala aberta. A desvantagem significativa da tecnologia infravermelha é que a distância de transmissão é relativamente curta, e os obstáculos no ambiente são fáceis de bloquear o infravermelho durante a transmissão. Portanto, os sensores precisam ser implantados densamente, resultando em altos custos de hardware e construção.
04. Tecnologia de ondas ultrassônicas
A precisão do posicionamento ultrassônico pode atingir o nível centimétrico, e a precisão é relativamente alta. Mas o alcance efetivo da localização ultrassônica é relativamente limitado, a atenuação ultrassônica é óbvia no processo de transmissão ambiental.
Com o aumento do tempo de caminhada, o erro desse posicionamento também está se acumulando. Uma fonte de dados externa de maior precisão é necessária para calibrá-lo. Portanto, a navegação inercial é geralmente combinada com impressão digital WiFi, e a localização interna é solicitada através de WiFi a cada período, para corrigir o erro causado pelo MEMS. Atualmente, a aplicação comercial desta tecnologia também é relativamente madura, e é amplamente utilizado em robôs de varredura.
06. Banda ultralarga (UWB) tecnologia de posicionamento
UWB pode ser usado para posicionamento interno preciso, como a localização dos soldados no campo de batalha, rastreamento de movimento do robô, e assim por diante. Como uma tecnologia de posicionamento interno recentemente desenvolvida, A tecnologia de posicionamento UWB usa pulsos estreitos não senoidais de nível de nanossegundo a microssegundo para transmitir dados e realizar o posicionamento, que tem as vantagens de alta precisão, alta capacidade, e baixo consumo de energia. Também possui melhor anti-interferência e segurança do que o sistema tradicional de banda estreita. Portanto, A tecnologia UWB pode ser usada onde são necessárias necessidades de posicionamento muito precisas. Como prisões, estações de segurança pública, e outros lugares.
4. Por que o sistema de posicionamento interno é importante?
01. Melhorar o consumo e a experiência de serviço dos usuários
O posicionamento indoor proporciona aos consumidores uma boa experiência de consumo, como procurar assentos vazios e procurar carros na direção reversa ao estacionar. Há muitos consumidores e mercadorias nos shoppings. Pesquisa de mercado do Google aponta que os consumidores desejam mais informações sobre os produtos e uma experiência personalizada na hora das compras.
Além de guias de compras em shoppings e caça reversa em estacionamentos, o posicionamento interno também pode ser usado em salas de exposição, museus, pontos turísticos, aeroportos, estações, hospitais, centros governamentais, tribunais, e outras cenas para permitir que os usuários tenham uma melhor experiência de serviço.
02. Melhore o marketing corporativo e a eficiência operacional
O posicionamento interno monitora o fluxo de pessoas e apresenta linhas de movimento em locais movimentados, como shoppings e aeroportos. Através dos dados coletados, as empresas podem descobrir o comportamento de consumo do usuário com mais precisão, e entender a preferência de interesse por trás disso, de modo a melhorar a eficiência da tomada de decisões operacionais e obter maior valor comercial.
5. Como configurar um sistema de posicionamento interno?
01. Tecnologia de posicionamento WiFi
Como uma tecnologia de posicionamento interno relativamente madura, A tecnologia WIFI foi colocada em uso por muitas empresas nos últimos anos. O posicionamento WiFi geralmente adota o método do “vizinho mais próximo” para julgar, aquilo é, qual ponto de acesso ou estação base está mais próximo.
02. Posicionamento RFID
Localização RFID é o que chamamos de etiqueta eletrônica. O posicionamento RFID obtém as informações da etiqueta RFID alvo através de leitores. Esta informação inclui ID, intensidade do sinal recebido, e assim por diante. De forma similar, o método do vizinho mais próximo, método de posicionamento multilateral, intensidade do sinal recebido, e outros métodos podem ser usados para determinar a localização da etiqueta.
Atualmente, o avanço urgente da tecnologia RFID reside em como proteger melhor a segurança e a privacidade do usuário, e estabelecer padronização internacional. Comparado com outras tecnologias de posicionamento, tecnologia RFID tem as vantagens de utilizar pequenas etiquetas eletrônicas e baixo custo. No entanto, a etiqueta eletrônica só pode funcionar a uma curta distância e não pode se comunicar com outros dispositivos. Portanto, é difícil integrar dados e obter um posicionamento preciso.
03. Tecnologia infravermelha
Existem dois tipos principais de métodos de implementação específicos de segmentação por infravermelho. Uma maneira é colocar uma lata de lançamento de etiqueta eletrônica infravermelha de posicionamento no objeto alvo, e detectar o ângulo infravermelho emitido pela etiqueta eletrônica e a distância instalando sensores infravermelhos internos para calcular a posição do objeto. Atualmente, a tecnologia é usada principalmente para posicionamento passivo de fontes de radiação infravermelha, como aeronaves, tanques, e mísseis nas forças armadas, e também para o posicionamento de robôs autopropelidos internos.
04. Técnica de ondas ultrassônicas
Atualmente, a maior parte da localização ultrassônica é baseada no método de alcance de reflexão. O sistema de tecnologia ultrassônica consiste em um telêmetro central e múltiplas etiquetas eletrônicas. O telêmetro principal está conectado ao alvo de posicionamento móvel, e as etiquetas eletrônicas são colocadas em uma posição fixa dentro da faixa de monitoramento.
05. Tecnologia Bluetooth
O posicionamento Bluetooth depende do princípio de posicionamento RSSI. De acordo com diferentes terminais de localização, A localização do Bluetooth pode ser dividida em localização de rede e localização do terminal. O processo de posicionamento específico pode ser concluído como:
● Em primeiro lugar, coloque o gateway Bluetooth e o farol na zona;
● Quando os usuários entram na área, a transmissão do Beacon será transmitida para calcular a distância entre os usuários e o beacon (que pode ser calculado por RSSI).
O sistema de posicionamento de terminal consiste em dispositivos terminais e beacons. O princípio de posicionamento específico é o seguinte:
● Coloque primeiro o sinalizador Bluetooth na zona;
● Beacons transmitem constantemente sinais e pacotes ao redor;
● Quando o dispositivo terminal entra no alcance do sinal, o farol medirá seu valor RSSI, e então calcule a localização específica do dispositivo através do telefone celular
06. Banda ultralarga (UWB) tecnologia de posicionamento
A tecnologia de banda ultralarga é uma nova tecnologia de comunicação sem fio muito diferente da tecnologia de comunicação tradicional. Pode ser usado para posicionamento preciso interno. Por exemplo, pode ser amplamente utilizado em centros de detenção, hospitais, fábricas, e outros lugares, de modo a obter informações precisas de localização de pessoas ou objetos no espaço em tempo real. É favorável ao posicionamento, monitorando, ou navegação de objetos em movimento internos. Atualmente, muitos países estão estudando esta tecnologia, que tem boas perspectivas na área de localização interna sem fio.
(UWB) a tecnologia de posicionamento tem recebido grande atenção no campo de posicionamento interno devido à sua alta taxa de transmissão e forte capacidade de penetração.
6. Aplicações do sistema de posicionamento interno
01. Serviço de posicionamento interno
Nos supermercados, aeroportos, hotéis, museus, pavilhões, e outras grandes cenas internas, posicionamento interno é amplamente utilizado. Em um supermercado com layout complexo, os usuários podem encontrar a localização das mercadorias que precisam comprar e planejar o caminho através da navegação de rota no terminal móvel. Em shoppings, museus, exposições, locais de entretenimento, e lojas que permitem aos usuários localizar e navegar rapidamente em seus alvos.
02. Busca reversa de carro no estacionamento
No estacionamento subterrâneo, o posicionamento interno e a navegação ajudam os consumidores a encontrar seus carros facilmente.
03. Posicionamento inteligente de edifícios
Para um edifício inteligente, o principal aspecto do aplicativo é o gerenciamento de visitantes e o rastreamento da trajetória dos visitantes em tempo real por meio de cartões de visitantes.
04. Gestão de posicionamento de idosos e pessoal de serviço em lares de idosos
A instalação de sistemas de posicionamento interno em lares de idosos é necessária porque os movimentos dos idosos necessitam de atenção constante para garantir a sua segurança. A tecnologia de posicionamento interno pode realizar monitoramento em tempo real de idosos. Enquanto isso, o sistema pode reproduzir a trajetória de movimento do idoso e o idoso pode pedir ajuda de emergência ao enfrentar situações perigosas.
05. Posicionamento e gestão de guardas prisionais
O posicionamento interno também é amplamente utilizado na área de prisões judiciais. Com a ajuda de tecnologia de posicionamento interno, o modo tradicional de gestão de pessoal prisional se tornará simples, rápido, e eficaz. Ao usar pulseiras de posicionamento anti-desmontagem para guardas e prisioneiros, os prisioneiros podem ser localizados em tempo real, e o rastreamento de atividades históricas pode ser reproduzido e consultado.
06. Gestão de posicionamento de pessoal em indústrias de alto risco
Em fábricas de produtos químicos, construção de metrô, construção de túnel, e outros locais de construção de alto risco, o gerenciamento de posicionamento de pessoal é uma necessidade crítica. Por um lado, a equipe precisa estar posicionada nesses cenários. Quando um funcionário está em perigo e pede ajuda, a equipe de resgate pode localizar o funcionário a tempo, o que garante muito sua segurança. Por outro lado, locais de alto risco precisam monitorar os visitantes para evitar que eles entrem em áreas perigosas. O sistema de posicionamento interno também possui muitos cenários de aplicação. Por exemplo, logística de armazenamento.
