I sistemi di localizzazione in tempo reale possono localizzare e tracciare qualsiasi persona o oggetto all'interno di un'area di copertura RF specificata. La scelta della giusta tecnologia di tracciamento può aiutare le aziende a monitorare i propri dipendenti e le apparecchiature. Questo articolo si concentra sui tipi di sistemi di localizzazione in tempo reale e su alcune applicazioni correlate.
Cosa sono i sistemi di localizzazione in tempo reale?
Un sistema di localizzazione in tempo reale (RTLS) può anche essere definito un sistema di tracciamento in tempo reale. Viene utilizzato principalmente per identificare e tracciare obiettivi specifici attraverso una serie di sistemi in grado di localizzare e gestire gli asset. Gli obiettivi che seguono possono essere persone o oggetti. Può tenere traccia del tempo delle risorse e fare affidamento su diverse applicazioni per utilizzare tali dati in modo diverso. Un tipico esempio: alcune applicazioni forniscono solo un timestamp di quando un asset è passato attraverso una determinata area. Altre applicazioni RTLS potrebbero aver bisogno di ottenere una visibilità in tempo reale e più granulare.
Wikipedia descrive il origine dei sistemi di posizionamento in tempo reale:
Il termine RTLS è stato creato (circa 1998) alla fiera ID EXPO da Tim Harrington (WhereNet), Jay Werb (PinPoint) e Bert Moore (Automatic Identification Manufacturers, Inc., AIM). È stato creato per descrivere e differenziare una tecnologia emergente che non solo ha fornito le capacità di identificazione automatica dei tag RFID attivi, ma ha anche aggiunto la possibilità di visualizzare la posizione sullo schermo di un computer.
La maggior parte degli RTLS è incorporata in prodotti come smartphone o alcuni sistemi di navigazione. RTLS è costituito da un nodo wireless che trasmette il segnale e da un lettore che lo riceve. Si basa principalmente su tecnologie wireless come Bluetooth, RFID, GPS, ecc.
RTLS può essere utilizzato in diversi settori. Questi settori possono essere sanitari, militari, vendita al dettaglio e intrattenimento. Sono applicabili anche alcune industrie con applicazioni specifiche, come la produzione e l'estrazione mineraria.
Parti del sistema RTLS
Le soluzioni del sistema di localizzazione in tempo reale tracciano automaticamente persone, attrezzature o risorse attraverso una struttura o un'area. Un sistema RTLS è costituito da pochi componenti principali, tra cui:
- Transponder: Piccoli tag o etichette attaccati agli elementi che desideri individuare. I transponder trasmettono un segnale in radiofrequenza codificato in modo univoco che identifica l'ID e la posizione del transponder.
- Ricevitori: Posizionato in tutta l'area di interesse per rilevare i segnali dei transponder vicini. I ricevitori traducono i segnali in dati sulla posizione che determinano la posizione di ciascun transponder.
- Software RTLS: Integra i dati dai ricevitori per calcolare le posizioni utilizzando algoritmi come la trilaterazione. Il software visualizza le posizioni e i movimenti dei transponder su mappe o diagrammi, consentendo il monitoraggio in tempo reale delle loro posizioni.
Le tecnologie e la progettazione del sistema utilizzate dipendono dall'accuratezza e dalla copertura necessarie per l'applicazione specifica. Le opzioni includono:
- Radiofrequenza (RF) – Utilizza le onde radio per il tracciamento a corto raggio. Buono per gli spazi interni.
- Banda ultralarga (UWB) – Utilizza impulsi radio per un tracciamento preciso della localizzazione. Opzione ad alta precisione, anche per distribuzioni dense.
- Wifi – Sfrutta l'infrastruttura di rete wireless esistente per la localizzazione. Precisione limitata ma basso costo.
- Infrarossi – Utilizza segnali luminosi per il tracciamento della linea di vista. A corto raggio, ma non è necessaria alcuna licenza di radiofrequenza.
- Zigbee – Utilizza una rete di ricetrasmettitori a bassa potenza per il tracciamento. Portata e precisione moderate, basso costo.
- RTLS basato su cloud – Combina i segnali di più tecnologie e algoritmi nel cloud per una maggiore precisione, portata e scalabilità.
Come funziona un sistema di localizzazione in tempo reale?
La specifica modalità di funzionamento dei sistemi di localizzazione in tempo reale varia a seconda del sistema selezionato. Tutto ha in comune il fatto che tutti gli RTLS utilizzano una rete di componenti hardware e software connessi. Tracceranno la posizione di persone o oggetti all'interno di un'area specificata. La maggior parte degli RTLS si affiderà alla tecnologia RFID.
Queste tecnologie a radiofrequenza possono essere UWB, Bluetooth, WiFi e RFID. Possono eseguire comunicazioni wireless tra un insieme di trasmissione. E ricevendo dispositivi o in un dispositivo che trasmette e riceve. Principalmente determinano la posizione del bersaglio. Quando il tag emette un segnale radio, il ricevitore lo riceve immediatamente e lo invia al server. Il software RTLS in background lo elaborerà in modo sincrono. Quando l'ancora riceve un segnale, utilizza la triangolazione o altri metodi simili per calcolare la posizione esatta del tag. Questo calcolo viene eseguito da un motore di localizzazione designato, parte del software RTLS.
La maggior parte delle applicazioni di tracciamento di camion, persone, animali domestici e industriali utilizza RTLS. Gli utenti autorizzati possono generalmente ottenere i dati sulla posizione degli elementi contrassegnati tramite un computer locale o una piattaforma cloud.
Quanto è lontano il raggio di tracciamento dei sistemi di localizzazione in tempo reale?
La portata di un sistema di localizzazione in tempo reale può variare a seconda della tecnologia RF sottostante e del tipo di implementazione. Alcuni utenti necessitano di precisione nel tracciamento all'interno di un'area ristretta, ad esempio la posizione esatta di una parte specifica mentre si sposta lungo una catena di montaggio. Alcuni utenti hanno bisogno di una gamma più ampia per tenere traccia di risorse come container, attrezzature o persone in determinate aree difficili da raggiungere.
L'intervallo varia a seconda dei sistemi di localizzazione in tempo reale utilizzati. I sistemi basati su chirp e WiFi possono fornire accesso remoto a più di 300 metri. Le altre tecnologie, come UWB e BLE, possono tenere traccia degli elementi solo in misura limitata.
Quali sono i tipi di RTLS?
Molte tecnologie possono implementare applicazioni RTLS. Quando si implementa RTLS, la scelta della tecnologia giusta in base ai requisiti è fondamentale.
Tag dei sistemi di localizzazione in tempo reale radio: tag RFID passivo
L'RFID passivo ad altissima frequenza (UHF) offre modi per creare efficienza RTLS. Possiamo farlo nel modo più semplice possibile. Cioè coprendo i punti di strozzatura all'ingresso/uscita di una particolare stanza o edificio. Abbiamo installato un lettore RFID e un'antenna nella posizione del punto di blocco e abbiamo utilizzato tag RFID per contrassegnare questa risorsa. Questa operazione ci consente di ottenere la posizione dell'elemento in un momento di lettura specifico. Possiamo anche ottenere una copertura zonale dividendo l'area e posizionando strategicamente le antenne RFID. Le antenne RFID in quell'area invieranno segnali alla risorsa etichettata. L'RFID UHF passivo, d'altra parte, utilizza gli stessi metodi di codifica delle altre tecnologie RTLS. Entrambi possono determinare la posizione di una risorsa etichettata installando antenne ogni pochi metri ed effettuando molte misurazioni. Possono persino utilizzare metodi di codifica più granulari all'interno dell'area di tracciamento.
- Applicazioni RFID passive: Monitoraggio della catena di approvvigionamento, monitoraggio dell'inventario, monitoraggio delle risorse
- RFID passivo Adatto per: Copertura dell'area locale, copertura del punto di strozzatura, copertura regionale
- Vantaggi RFID passivi: Tag relativamente economici, tecnologia standardizzata
- Svantaggi RFID passivi: Suscettibile alle interferenze di metalli e liquidi, ambienti a percorsi multipli
Articoli Correlati: A cosa servono i tag RFID passivi?
Tag dei sistemi di localizzazione in tempo reale radio: tag RFID attivo
Il nostro comune RFID UHF attivo viene utilizzato principalmente per RTLS in grandi ambienti esterni. L'RFID attivo ha un raggio di lettura fino a centinaia di metri. A differenza dei tag RFID passivi, i tag RFID attivi non richiedono che un lettore invii un segnale per ottenere energia. Contiene una batteria all'interno, che consente la trasmissione continua del segnale. L'utente può impostare la lunghezza dell'intervallo tra le trasmissioni di tag in base alle opzioni del produttore.
Il tag ha inviato al ricevitore il suo numero ID univoco e le informazioni sui dati programmati. Queste informazioni sui dati possono essere l'intensità del segnale o misurazioni ambientali. Quando un lettore installato in una posizione specifica riceve un segnale di tag RFID attivo, ne registra le informazioni e la posizione. Quindi sincronizza le informazioni sulla posizione e le carica su un host o su un database in rete/cloud.
- Applicazioni RFID attive: Monitoraggio dei veicoli, estrazione mineraria
- RFID attivo Adatto per: Copertura dell'area, copertura dell'area locale
- Vantaggi RFID attivi: Opzioni di tagging estremamente robuste, opzioni di telemetria
- Svantaggi RFID attivi: Costoso, nessuno standard per RFID attivo
Articoli Correlati: Cosa sono i tag RFID attivi?
Sistemi di localizzazione in tempo reale Bluetooth a bassa potenza
La maggior parte delle persone utilizza il Bluetooth a bassa potenza (BLE) per le funzioni di localizzazione in tempo reale. In base alle impostazioni dell'utente, i tag BLE possono propagare i segnali all'area circostante senza interruzioni. Qualsiasi dispositivo elettronico abilitato Bluetooth può ricevere questi segnali. Alcuni comuni dispositivi abilitati Bluetooth sono ricevitori Bluetooth, beacon e dispositivi intelligenti. L'utente può utilizzare un ricevitore Bluetooth per impostare l'RTLS utilizzando BLE o un beacon montato in una posizione fissa con coordinate specifiche.
Dopo che l'utente ha impostato la funzione RTLS di BLE, verrà eseguita automaticamente. Il transponder BLE entra nel campo di ricezione specificato. Il transponder comunicherà le sue informazioni sulla posizione direttamente al ricevitore. Successivamente, il ricevitore invierà le informazioni al gateway BLE tramite WiFi. Il gateway BLE registrerà le informazioni sulla sua posizione in modo sincrono e invierà i dati all'host o al database in rete/cloud.
- Applicazioni BLE: Tagging della posizione, tracciamento delle risorse, sensori medici
- Adatto a: Copertura del punto di blocco, copertura dell'area
- BLE Vantaggi: Tecnologia standardizzata, funziona con dispositivi Bluetooth, opzioni di telemetria
- BLE Svantaggi: Le etichette sono molto richieste, costo elevato
Sistema di posizionamento globale (GPS)
Il Global Positioning System (GPS) è anche conosciuto come il Global Navigation Satellite System (GNSS). Ha un'area di copertura abbastanza ampia, quasi in tutto il mondo. Il GPS prende il nome dal sistema satellitare GPS NAVSTAR. È il sistema satellitare più noto utilizzato per la navigazione o il posizionamento GNSS negli Stati Uniti. Nella maggior parte dei casi, è possibile utilizzare i tag GNSS per contrassegnare le risorse per capacità di posizionamento in tempo reale. Questi tag avranno anche la tecnologia di connessione Wi-Fi, Bluetooth o cellulare.
I satelliti in orbita non-stop sulla Terra trasmetteranno segnali a tag GNSS o dispositivi intelligenti tramite onde radio. I segnali emessi porteranno informazioni sulla loro posizione orbitale e sull'ora di un preciso orologio atomico. Il tag riceve informazioni da questi satelliti. Calcola anche la posizione del tag abbinando questi dati alle coordinate globali. Queste informazioni sulle coordinate vengono inviate al computer host tramite una tecnologia assistiva sul tag (ad esempio, Bluetooth).
- Applicazioni GPS: Posizionamento, Navigazione
- GPS Adatto per: Copertura locale, copertura globale (fino a 98%)
- Vantaggi GPS: Segna solo il costo, le opzioni di telemetria
- Svantaggi GPS: Elevato costo di etichettatura, tracciamento esterno limitato
Radiazione infrarossa
Lo spettro elettromagnetico della radiazione infrarossa è piuttosto basso e inferiore alla luce visibile che l'occhio umano può rilevare. Ha alcune limitazioni. Ad esempio, per alcuni oggetti solidi spessi, la radiazione infrarossa non può passare direttamente. Tuttavia, è adatto anche per l'uso in diverse aree e stanze. Quando il tag a infrarossi viene utilizzato con tecnologie come WiFi o Bluetooth, può fornire una notevole precisione su una vasta area. Il corpo a infrarossi contiene una piccola batteria che trasmette un segnale modulato dal suo ID univoco in una stanza o area designata. Gli utenti possono installare il ricevitore a infrarossi in una posizione fissa per ricevere informazioni sui dati dal tag in base alle proprie esigenze. Il ricevitore si collegherà tramite WiFi o LAN e inoltrerà queste informazioni di dati al computer host o al database.
- Applicazioni di radiazione infrarossa: Radar a infrarossi, rilevatore a infrarossi
- Radiazione infrarossa Adatto per: Copertura dell'area
- Vantaggi della radiazione infrarossa: basso costo, alta precisione
- Svantaggi della radiazione infrarossa: Problemi multi-percorso, nessuno standard
Qual è la differenza tra RFID e RTLS?
RFID e RTLS sono due tipi di tecnologie di tracciamento utilizzate per localizzare oggetti o persone. Ecco le principali differenze tra loro:
- Allineare: L'RFID può tracciare solo gli oggetti entro pochi metri, mentre l'RTLS può coprire aree molto più grandi, come centinaia di metri.
- Precisione: RFID può tracciare con precisione un oggetto o una persona entro pochi centimetri. RTLS è generalmente accurato entro pochi metri.
- Monitoraggio in tempo reale: RTLS fornisce aggiornamenti istantanei della posizione, mentre RFID richiede che un lettore sia nelle vicinanze per rilevare la posizione del tag.
- Costo: i tag RFID sono generalmente più economici, ma la creazione dell'infrastruttura può essere più costosa per i sistemi più grandi. RTLS è generalmente più costoso nel complesso.
- Applicazione: RFID viene spesso utilizzato per la gestione dell'inventario, il controllo degli accessi e il monitoraggio dei singoli articoli. RTLS viene utilizzato maggiormente per i servizi basati sulla posizione, la gestione della flotta e il monitoraggio delle risorse in strutture di grandi dimensioni.
Questa tabella delinea le differenze tra RFID e RTLS:
| Caratteristica | RFID | RTL |
|---|---|---|
| Modulo completo | Identificazione a radiofrequenza | Sistema di localizzazione in tempo reale |
| Utilizzo | Utilizzato per identificare e tracciare gli oggetti | Utilizzato per tracciare e localizzare persone, oggetti e risorse in tempo reale |
| Tecnologia | Utilizza le onde radio per leggere e acquisire dati dai tag RFID attaccati agli oggetti | Utilizza varie tecnologie tra cui GPS, Wi-Fi e Bluetooth per tracciare e localizzare gli oggetti |
| Precisione | Può avere una precisione fino a 99% | Può avere una precisione fino a 10 cm |
| Distanza | Può leggere i tag a diversi metri di distanza | Può localizzare oggetti entro pochi metri |
| Costo | Costo generalmente inferiore rispetto a RTLS | Tipicamente costo più elevato rispetto a RFID |
| Implementazione | Può essere implementato in vari settori, tra cui vendita al dettaglio, sanità e logistica | Comunemente utilizzato in settori come la produzione, lo stoccaggio e l'assistenza sanitaria |
| Monitoraggio in tempo reale | Non progettato per il monitoraggio in tempo reale | Progettato per il monitoraggio e il monitoraggio in tempo reale |
| Dati | Acquisisce dati limitati sull'oggetto | Acquisisce dati più dettagliati sull'oggetto, inclusi posizione, movimento e condizioni ambientali |
In sintesi, RFID e RTLS vengono utilizzati per tracciare oggetti o persone, ma differiscono per portata, precisione, capacità di tracciamento in tempo reale, costo e applicazione. Naturalmente, la scelta della tecnologia dipende dalle esigenze specifiche dell'applicazione.
Articoli Correlati: RTLS vs RFID: la differenza tra tracciamento RFID e RTLS
Esempi applicativi di sistemi di localizzazione in tempo reale
Chiamata d'emergenza
Le aziende possono monitorare la posizione dei dipendenti durante le evacuazioni di emergenza con il badge RTLS. In caso di emergenza, il sistema di adunata registra automaticamente i dipendenti in arrivo come al sicuro. In questa crisi, i responsabili dell'emergenza non devono affrettarsi a fare un appello per ottenere un elenco di persone che potrebbero essere a rischio. Possono fornire ai primi soccorritori informazioni sulla posizione in tempo reale dei dipendenti a rischio. Li assisteranno nei soccorsi.
Sistemi di localizzazione in tempo reale in ambito sanitario: monitoraggio dei pazienti
La velocità con cui i dati vengono elaborati è fondamentale per il settore sanitario: la differenza tra la vita e la morte. Le persone possono utilizzare sistemi di localizzazione in tempo reale nei sistemi di monitoraggio del paziente (ad esempio, cardiofrequenzimetri). I dati rilevati dal sistema aiutano i medici a garantire la sicurezza e la salute del paziente. Quando la vita di un paziente è in pericolo, il sistema emette un allarme. Il medico sarà il primo ad arrivare e fornire assistenza.
Articoli Correlati: Unità di telemetria in un ospedale
Sistemi di localizzazione in tempo reale nella logistica
I sistemi di localizzazione in tempo reale (RTLS) sono diventati uno strumento essenziale nella gestione della logistica e della supply chain. Fornisce visibilità in tempo reale sulla posizione e sul movimento di risorse, veicoli e personale all'interno di una rete logistica. Questo aiuta le organizzazioni a ottimizzare le operazioni, ridurre i costi e migliorare la soddisfazione del cliente.
Un comune sistema di localizzazione in tempo reale che vediamo è la navigazione. Fornisce informazioni su come andare dal punto A al punto B per quanto riguarda la posizione. GPS, mappe e tecnologia cellulare mobile sono ancora più potenti. Può fornire servizi di navigazione più complessi.
Sistemi di localizzazione in tempo reale nelle applicazioni industriali
È adatto per applicazioni industriali in cui la produzione continua non viene interrotta. Questi sistemi monitorano dati e processi per la risoluzione dei problemi. Aiutano le aziende a mantenere la qualità del prodotto e a migliorare le prestazioni. La maggior parte delle aziende del settore petrolifero e del gas sceglie di utilizzare sistemi di controllo di processo. Consente alle aziende di essere più efficienti e di gestire in sicurezza le proprie strutture. Aiuta anche le aziende a ridurre le perdite dovute ai tempi di inattività.
Sistemi di localizzazione in tempo reale nel monitoraggio delle risorse
Il monitoraggio e il monitoraggio del movimento delle apparecchiature e degli strumenti è una funzione essenziale di RTLS. Con la giusta tecnologia di tracciamento, puoi trovare gli strumenti lasciati dai lavoratori in grandi strutture. Mantiene inoltre l'attrezzatura al sicuro e garantisce che nessuna attrezzatura lasci l'area designata.
Tendenze del mercato dei sistemi di localizzazione in tempo reale
I sistemi di localizzazione in tempo reale (RTLS) tracciano e localizzano risorse, apparecchiature e persone in tempo reale. Il mercato globale RTLS si sta espandendo rapidamente e si prevede che crescerà a un CAGR di circa 25% tra il 2021 e il 2026. Diamo un'occhiata più da vicino ad alcune delle tendenze significative nel mercato RTLS:
- Nel settore sanitario, RTLS sta diventando sempre più diffuso. Il settore sanitario è uno dei settori in più rapida crescita nel mercato RTLS, con applicazioni nel monitoraggio dei pazienti, del monitoraggio delle risorse e del personale. Con l'inizio della pandemia di COVID-19, gli ospedali utilizzano RTLS per monitorare i pazienti e le apparecchiature mediche in tempo reale.
- Nella produzione e nella logistica, RTLS è sempre più popolare. I settori manifatturiero e logistico utilizzano RTLS da diversi anni per tenere traccia dell'inventario, monitorare le catene di approvvigionamento e ottimizzare il flusso di lavoro. L'adozione delle tecnologie Industry 4.0 ha ulteriormente aumentato la domanda di RTLS in questi settori.
- Le funzionalità RTLS sono migliorate con 5G e IoT. L'emergere del 5G e dell'Internet of Things (IoT) ha notevolmente migliorato le capacità dei sistemi RTLS. Con il 5G, sono possibili velocità di trasferimento dati più elevate, latenza inferiore e maggiore connettività dei dispositivi. Ciò consentirà soluzioni RTLS più efficienti e accurate.
- Integrazione con altre tecnologie. I sistemi RTLS vengono integrati con altre tecnologie come l'intelligenza artificiale, l'apprendimento automatico e l'analisi dei Big Data. Questa integrazione consente un'analisi dei dati più sofisticata e aiuta le aziende a prendere decisioni migliori.
- Le soluzioni wireless RTLS sono sempre più popolari. Le soluzioni wireless RTLS stanno diventando sempre più popolari grazie alla loro flessibilità, scalabilità e facilità di implementazione. Queste soluzioni utilizzano tecnologie come Wi-Fi, Bluetooth e RFID, che sono ampiamente disponibili e facili da usare.
Con il progresso della scienza, ci sono numerose opzioni per i sistemi di localizzazione in tempo reale. Le persone possono scegliere tecnologie di tracciamento come Bluetooth, RFID e ottiche per determinare la posizione di persone o oggetti. Fornisce un modo più conveniente per le persone di individuare la propria posizione. Ha molti vantaggi per vari settori. Lo vedremo presto in più posti.
*Sorgente video:
Domande e risposte sul sistema di localizzazione in tempo reale
-
Che cos'è un sistema di localizzazione in tempo reale e come funziona?
Un sistema di localizzazione in tempo reale (RTLS) è una tecnologia che utilizza una combinazione di hardware e software per tracciare la posizione in tempo reale di persone o oggetti all'interno di un'area definita. RTLS utilizza segnali wireless come Wi-Fi, Bluetooth, RFID, GPS e altre tecnologie per trasmettere i dati sulla posizione a una piattaforma software centrale.
-
Quali sono i diversi tipi di sistemi di localizzazione in tempo reale disponibili e quali sono i loro vantaggi e svantaggi?
I diversi tipi di sistemi di localizzazione in tempo reale disponibili includono sistemi basati su Wi-Fi, Bluetooth, RFID, GPS e ibridi. Ognuno ha i suoi vantaggi e svantaggi, a seconda del caso d'uso specifico. Ad esempio, i sistemi basati su Wi-Fi hanno un'elevata precisione e sono più adatti per il tracciamento indoor, mentre i sistemi basati su GPS sono più precisi per il tracciamento all'aperto.
-
Quanto sono accurati i sistemi di localizzazione in tempo reale e quali fattori influenzano la loro accuratezza?
La precisione di RTLS può variare in base alla tecnologia utilizzata, all'ambiente e ad altri fattori. I sistemi basati su Wi-Fi possono raggiungere una precisione di pochi metri, mentre i sistemi basati su GPS possono raggiungere una precisione inferiore al metro. I fattori che influiscono sulla precisione includono la potenza del segnale, le interferenze e il numero e la posizione dei punti di accesso o dei tag.
-
Quali sono alcune delle applicazioni più comuni per i sistemi di localizzazione in tempo reale e in che modo apportano vantaggi alle organizzazioni?
RTLS è utilizzato in molti settori, tra cui sanità, logistica, vendita al dettaglio e produzione. Le applicazioni comuni includono il monitoraggio delle risorse, la gestione dell'inventario, il monitoraggio del personale e il monitoraggio della sicurezza. RTLS può aiutare le organizzazioni a migliorare l'efficienza, ridurre i costi e migliorare la sicurezza.
-
Quali sono le considerazioni chiave quando si seleziona un sistema di localizzazione in tempo reale per un caso d'uso specifico?
Le considerazioni chiave includono l'accuratezza e l'affidabilità del sistema, il costo di implementazione e manutenzione, la compatibilità con l'infrastruttura ei sistemi esistenti e il livello di supporto offerto dal fornitore.
