RTLS系統主要利用感測器, 利用無線通訊和雲端運算技術來確定帶有標籤的「物體」的位置. 授權使用者可以在追蹤貨物等應用程式中透過本機電腦和雲端平台存取標記物件的位置數據, 汽車, 人們, 寵物, ETC. 這篇文章讓你對RTLS有個清晰的認識!
1. 什麼是即時定位系統?
即時定位系統主要利用感測器, 利用無線通訊和雲端運算技術來確定帶有標籤的「物體」的位置. 授權使用者可以在追蹤貨物等應用程式中透過本機電腦和雲端平台存取標記物件的位置數據, 汽車, 人們, 寵物, ETC.
RTLS適用於覆蓋物流供應鏈的各種應用場景, 物體和人. 然而, 該系統有一些限制. 例如, 部署在偏遠地區的設備需要能夠保證數月穩定運作的電力儲備; 交通樞紐或生產線中快速移動的設備需要更高的更新率; 當談到高價值時 資產追蹤, 安全非常重要.
2. 即時定位系統的工作原理
RTLS 是一種基於訊號的系統，透過無線電技術定位物體或人員. 可分為主動式RTLS與被動式感應式RTLS. 主動RTLS可分為AOA, 總時差, TPA, 時間飛行時間, 國家核能研究中心, ETC.
1. 藍牙即時定位系統
藍牙室內技術利用安裝在室內的藍牙區域網路存取點，使網路保持為基於多用戶的基本網路連線模式，並確保 藍牙區域網路 接入點仍然是這個微網路的主要設備. 然後透過訊號強度測量對新添加的盲節點進行三角測量.
現在, 使用藍牙 iBeacon 進行定位主要有兩種方式: 基於 RSSI 的一種和基於指紋的一種, 或兩者的混合.
2. 無線即時定位系統
定位技術有兩種類型 無線上網. 一類是透過行動裝置的無線訊號強度，透過不同的演算法更精確地對人和汽車進行三角測量 3 無線網路存取點. 另一種是預先記錄多個已確定的位置點的訊號強度，然後透過將新增設備的訊號強度與充滿資料的資料庫進行比較來確定位置。.
優點: 整體精度高, 硬體成本低，傳輸速率高; 適用於進行複雜、大範圍的定位, 偵測和追蹤任務.
適用領域: WiFi定位可用於定位人或車輛，應用於不同需求定位的情況 & 像醫療中心一樣導航, 一個主題樂園, 植物, 購物中心, ETC.
3. 即時定位系統RFID
射頻識別 指一種無線通訊技術，無需系統與特殊物體之間存在機械或光學接觸，即可透過射頻定位特殊物體並讀取相關數據.
RFID室內定位技術利用射頻固定天線的方式將無線電訊號調諧成電磁場. 然後貼在物品上的標籤在產生感應電流後進入磁場將數據傳輸出去，在多對雙向通訊之間交換數據，從而實現識別和三角測量.
無線電訊號是調諧到 RF 的電磁場, 從附加到物件的標籤傳輸資料以自動確定和追蹤它. 多個標籤在識別過程中從識別器發出的電磁場收集能量，無需電池. 有些標籤配備了不同的電源，能夠主動發射無線電波(調諧至射頻電磁場).
標籤, 包含在以電子方式儲存的資訊中, 數米內可識別. 與條碼不同, 射頻標籤可以嵌入被追蹤的物體內，無需處於辨識機器的範圍內.
4. Zigbee 即時定位系統
紫蜂 (基於IEEE802.15.4標準的低功耗LAN協定) 室內定位技術在多個待測量節點與參考節點和網關之間建立一個網絡. 網路中的待測量節點發送廣播訊息並從各個相鄰參考節點收集數據. 然後選擇訊號最強的參考節點的 X 和 Y 座標. 在那之後, 計算與參考節點關聯的更多節點的座標. 最終, 運算定位引擎中的數據，查看最近參考節點的偏移值，取得大型網路中待測節點的真實位置.
5. 超寬頻即時定位系統
超寬頻 (超寬頻) 定位技術是一項與傳統通訊、定位技術有顯著差異的新技術. 它利用預先安排的給定位置的錨定節點和橋接節點來與新添加的盲節點形成連接. 然後它用“指紋”對它們進行三角測量或定位以識別位置.
最近, 超寬頻無線 (超寬頻) 技術已成為一種高精度提出的室內無線定位技術. 其時間解析度可達奈秒. 結合基於到達時間的測距演算法, 理論上可以達到公分級的定位精度, 滿足工業應用的定位需求.
6. 紅外線實時定位系統
紅外線室內定位有兩種. 第一個表示使用紅外線IR標記作為移動點來定位目標, 發射調製紅外線, 透過安裝在房間內的光學感測器進行定位; 第二個是用幾對發射機覆蓋要估計的空間 & 接收器編織紅外線網絡直接判斷運動目標.
7. 超音波即時定位系統
超音波定位技術是根據超音波測距系統開發的. 它由幾個發頻器和主測距儀組成. 工作過程是: 將主要測距儀放在要測量的對像上，並將無線電信號傳輸到固定位置的應答, 發出信號後，將帶有超聲信號轉移到主要測距儀, 可以幫助使用算法（例如反射式範圍方法和三角測量）確定對象的位置.
8. iBeacon 即時定位系統
iBeacon定位
配備藍牙 4.0, iBeacon是一種新的室內微地位技術. 目前可用於iOS, 安卓, 窗戶和黑莓設備, 所有這些都嵌入藍牙低能 (低功耗藍牙) 科技. 當您的手持設備靠近Ibeacon基站時, 該設備能夠獲取iBeacon信號 (UUID和RSSI), 從幾毫米到 50 米, 透過加權三環定位演算法可實現精確定位，精度一般可達2m.
3. 即時定位系統的挑戰
鑑於 RTLS 可以有效追蹤物聯網設備, 為什麼不給每一個都安裝定位功能? 主要原因在於傳統的成本高昂 GPS技術 用於 地理定位, 成功部署的某種技術挑戰以及運行功耗較高.
1. 即時定位系統成本
一套解決方案系統收集設備位置需要多長時間? 位置是每天收集還是每分鐘收集? 設備收集頻率與成本和電池壽命直接相關. 在很多情況下,
傳統的GPS技術無法滿足使用者在這兩個領域的需求.
2. 電池壽命
傳統GPS定位模組功耗極高. 也, 每年必須多次更換模組電池. 在某些情況下, 資產追蹤器安裝在一些難以進行維護的位置或安裝在車隊內部. 這樣的部署導致更換電池的成本極高. 特別是如果現場部署了數千個追蹤器, 更換電池會費時費力.
3. 後期維護
設備維護甚至大規模維修是必不可少的，因為幾個 物聯網設備 壽命為 5 年, 10 乃至 20 年. 然而, 如果連接的裝置因電池耗盡而無法發送通知或更改企業所有權，則可能會“遺失”.
4. 分期付款
部署物聯網設備時很容易出錯. 例如, 當您手動將感測器組裝到建築物中時，很容易出錯. 更重要的是, 定位模組可以從一個地方轉移到另一個地方，無需手動更新追蹤日誌.
4. 即時定位系統的好處
提到定位系統人們會先想到GPS. 基於 GNSS 的 (全球導航衛星系統) 衛星定位已經無所不在. 然而, 衛星定位有其主要缺點, 那是, 訊號無法穿透建築物實現 室內定位.
所以, 如何解決室內定位問題?
隨著室內定位市場需求的不斷成長, 無線通訊技術, 感測器識別技術和大數據互聯技術, 解決方案正在增加. 產業鏈持續發展.
室內定位可分為消費性定位與產業定位.
消費定位主要應用於室內人員引導等商業功能, 消費者推動, 安全監控, 智慧家庭, ETC;
工業級可用於消防安全, 人員監控, 設備指導, 財產安全, 智慧工廠, 以及智慧化工地等.
藍牙室內定位
優勢: 緊湊型設備, 短距離, 低功耗, 輕鬆整合到手機等行動裝置中;
缺點: 藍牙傳輸不受視距影響, 但對於複雜的空間 & 環境, 藍牙系統穩定性較差, 高噪音幹擾, 昂貴的藍牙設備;
WiFi室內定位
優勢: 整體精度較高, 硬體成本低, 高傳輸率; 可用於大範圍定位, 偵測和追蹤任務.
缺點: 傳輸距離短, 高功耗, 一般為星型拓樸結構.
RFID室內定位
優點: RFID室內定位技術在非常近的距離處運行，但它能夠以幾毫秒的速度收集厘米級的定位精度信息; 該標籤的尺寸相對較小，成本較低.
缺點: 沒有溝通能力, 抗干擾能力差, 不容易整合到其他系統和欠發達的安全保護 & 用戶的隱私和全球標準化.
Zigbee 室內定位
好處: 低功耗, 節省成本, 短延遲, 大容量和高安全性, 長傳輸距離; 能夠維持網格拓撲結構, 樹拓撲以及星形拓撲, 適應性網絡, 多跳渠道;
缺點: 傳輸率低, 定位精度的高算法要求.
UWB 室內定位
優點: 帶有GHz帶寬, 高定位精度; 強烈的滲透, 良好的反殺效應和高安全性.
缺點: 但是新添加的盲點節點也需要主動溝通，使功耗更高, 系統成本很高
室內紅外線定位
優點: 室內定位的高精度, 強大的反干擾能力;
缺點: 紅外只能通過視力傳播, 滲透率不佳; 當標籤被阻止時，它無法正常運行，但容易受到照明的影響, 煙和其他環境因素;
超音波室內定位
優點: 高整體定位精度, 達到厘米水平; 相對簡單的結構, 超聲波的良好穿透能力以及強大的抗干擾能力.
缺點: 空中大衰減, 不適用於大型場合; 測量反射距離時，它受到多徑效應和非視覺傳播的極大影響, 在需要底部硬件進行精確分析和計算時，導致高昂的投資成本.
5. RTLS 使用了哪些技術
RTLS技術
RTL通常由三個部分組成: RTLS標籤, 基礎架構和軟件. 解決方案的性能和功能取決於在 即時定位系統 解決方案開發過程.
使用RFID技術, RTLS系統在固定讀取器附近通過標籤確定“對象”的位置, 然後將有關事件的信息發送到服務器.
藍牙RSSI, 也收到了信號強度指示器, 適用於室內場景中的RTL. 從藍牙標籤中部署在受監視區域的“監視和聆聽”中的藍牙信標, 為了提供“室內”定位精度.
類似於藍牙RSSI, Wi-Fi信標可用於檢測附近的Wi-Fi RTLS標籤, 提供“室內”的準確性. 或者, 飛行時間方法可用於提供移動資產的更準確的位置.
蜂窩3G和4G LTE技術提供了基於蜂窩網絡指紋的粗略定位信息, 設備檢測附近的蜂窩基站並將其與已建立地理位置映射的全球指紋數據庫進行比較. 具有更高的精度, 3G和4G LTE實時跟踪解決方案取決於固定和移動網絡基礎架構的不同混合物, 有更多的解決方案作為數量 5G 部署迅速增加.
基於GNSS的RTLS系統取決於GNSS接收器，該接收器通過測量其在GNSS衛星信號上的時間來定義其位置. 由於GNSS信號較弱, 他們無法穿透牆壁和建築物，因此只能在戶外使用.
高精度的超寬帶技術和藍牙室內定位是兩種能夠提供次級水平定位精度的技術.
RTLS標籤可以覆蓋其他傳感器，以收集有關追踪資產的其他消息. 具有慣性感測器的定位模組可以偵測資產何時掉落，或在 GNSS 訊號遺失時補充衛星定位. 同樣地, 溫度感測器檢測可能損壞敏感貨物的溫度變化.
向用戶提供位置數據, RTLS 需要連接到網際網路的資料管道. 戶外即時追蹤解決方案, 包括基於 GNSS 的解決方案, 為某些透過低功耗和最大覆蓋範圍改進的蜂窩通訊提供優質服務 LTE貓 1 或LTE-M.
6. RFID在RTLS的應用
RTLS已經在許多例子中得到了很好的發展, 準確地說，由於技術的變化，這個數字預計在接下來的幾年裡會迅速增加, 更易於訪問並更緊密地整合到營運中.
RTLS 醫療保健 / 醫療的
醫院的工作人員花費大量時間來定位醫療設備, 這給已經緊張的系統帶來了額外的壓力. 醫院中的RTL有利於快速找到床和醫療設備，也可能有助於找到醫生, 員工和患者.
倉庫自動化
RTLS系統對於自動管理庫存並在貨架上找到貨物很有用.
運輸和物流
實時定位服務使企業對與供應和分銷過程有關的各個方面有深刻的了解. 除了改善供應鏈管理, 公司還可以使用RTL提供的數據來減輕瓶頸並簡化其程序，並遠程監控其商品的過程, 從而提高產品質量.
車隊管理
RTL可以提供手 車隊經理跟踪車輛, 包括卡車, 計程車, 汽車, 共享, ETC. 微型移動解決方案提供商(例如那些提供電動踏板車的人) 增加了他們對高度精確的RTLS技術的使用，以迫使自己遵守當地法規，例如在人行道上行駛時禁令.
交通樞紐
運輸 包括機場和火車站在內的樞紐可以跟踪行李拖車, 有特殊要求的乘客, 地面人員和其他乘客通過實時定位系統技術. 可以分析從技術收集的數據以檢測和解決操作問題並改善整體旅行體驗.
7. 即時定位系統解決方案
U-Blox一直進行創新的R&D基於GNSS定位算法, 自RF和信號處理技術以來 1997. 如今, 它一直致力於開發“片段上的雲”上的集成解決方案, 這使自己能夠領導技術創新. U-Blox還成長為具有深厚市場見解的公司，使自己可以準確了解市場和用戶的需求.
除了提供 全球導航衛星系統 定位解決方案, U-Blox很好地掌握了物聯網用戶對設備通信和室內定位的需求不斷增長. 所以, U-Blox不僅擴展了其蜂窩通信和短程通信的產品線，而且還為市場提供了各種模塊的混合物，這些模塊可以實現GNSS定位和蜂窩通信功能，以幫助用戶提出緊湊的RTLS解決方案.
隨著大數據和智能連接技術的快速增長, U-Blox對成為位置和通信技術的硬件提供商不滿意. 該公司正在考慮如何利用服務來最大化物聯網設備中位置信息的業務價值，並通過“硬且軟”的方法向客戶提供一站式服務，以授權各個領域的客戶能夠實現快速的RTLS部署.
通過使用GNSS縮短第一個定位時間，輔助方法可以降低功耗.
當GNSS信號不可用時, Celllocator仍然可以使用蜂窩網絡指紋技術進行粗糙定位.
CloudLocato通過雲計算位置，以便需要不需要連續跟踪的超低功耗的應用場景.
PointPerfect提供GNSS增強數據服務，以秒為單位級的定位精度.
根據行業標準MQTT. 這使客戶能夠將數據從物聯網設備傳輸到公司的雲，而無需額外的通信運營商費.
另外, U-Blox IoT“安全性作為服務”將“端到端”概念帶到現實生活. 它有效阻止敏感數據在中間節點上披露, 平台和服務以確保您的RTLS標籤和其他基礎架構僅操作實際固件，並且操作過程中生成的數據僅對其目標用戶可見.
8. 知名的RTLS公司有哪些
西門子RTL
與技術相對於技術
ubisense Group
空氣
斑馬技術
記錄
國際斧頭
斯坦利醫療保健
Essensium
薩維技術
遙測
Sonitor Technologies
計時群
Identec解決方案
intelleflex
通用電氣醫療集團
WarePoint Corporation
氣息
十
國際商業機器公司
Centrak
