Системы определения местоположения в режиме реального времени могут обнаруживать и отслеживать любого человека или предмет в пределах определенной зоны радиочастотного покрытия. Выбор правильной технологии отслеживания может помочь компаниям отслеживать своих сотрудников и оборудование. В этой статье основное внимание уделяется типам систем определения местоположения в реальном времени и некоторым связанным с ними приложениям.
Что такое системы определения местоположения в реальном времени?
Систему определения местоположения в реальном времени (RTLS) также можно назвать системой отслеживания в реальном времени. Он в основном используется для идентификации и отслеживания конкретных целей с помощью ряда систем, которые могут находить активы и управлять ими. Целями, которые они отслеживают, могут быть люди или объекты. Он может отслеживать время активов и полагаться на разные приложения, чтобы использовать эти данные по-разному. Типичный пример: некоторые приложения предоставляют временную метку только того, когда актив прошел через определенную область. Другим приложениям RTLS может потребоваться более детальная визуализация в реальном времени.
Википедия описывает происхождение систем позиционирования в реальном времени:
Термин RTLS был создан (около 1998 г.) на выставке ID EXPO Тимом Харрингтоном (WhereNet), Джеем Вербом (PinPoint) и Бертом Муром (Automatic Identification Manufacturers, Inc., AIM). Он был создан для описания и дифференциации новой технологии, которая не только обеспечивала возможности автоматической идентификации активных RFID-меток, но и добавляла возможность просмотра местоположения на экране компьютера.
Большинство RTLS встроено в такие продукты, как смартфоны или некоторые навигационные системы. RTLS состоит из беспроводного узла, который передает сигнал, и считывателя, который его получает. Он в основном основан на беспроводных технологиях, таких как Bluetooth, RFID, GPS и т.д.
RTLS можно использовать в нескольких отраслях. Эти отрасли могут быть здравоохранением, военными, розничной торговлей и развлечениями. Некоторые отрасли со специфическими приложениями, такие как производство и горнодобывающая промышленность, также применимы.
Части системы RTLS
Решения системы определения местоположения в режиме реального времени автоматически отслеживают людей, оборудование или активы на объекте или территории. Система RTLS состоит из нескольких основных компонентов, в том числе:
- Транспондеры: Небольшие бирки или этикетки, прикрепленные к элементам, которые вы хотите найти. Транспондеры транслируют радиочастотный сигнал с уникальным кодом, идентифицирующий идентификатор транспондера и его местоположение.
- Приемники: Размещаются по всей интересующей области для обнаружения сигналов от близлежащих транспондеров. Приемники преобразуют сигналы в данные о местоположении, которые определяют положение каждого транспондера.
- Программное обеспечение РТЛС: Интегрирует данные от приемников для расчета местоположения с использованием таких алгоритмов, как трилатерация. Программное обеспечение отображает местоположение и перемещения транспондеров на картах или схемах, что позволяет отслеживать их положение в режиме реального времени.
Используемые технологии и конструкция системы зависели от точности и охвата, необходимых для вашего конкретного приложения. Варианты включают:
- Радиочастота (РЧ) – Использует радиоволны для отслеживания на ближнем расстоянии. Хорошо подходит для закрытых помещений.
- Сверхширокополосный (UWB) – Использует радиоимпульсы для точного отслеживания местоположения. Опция высокой точности даже для плотных развертываний.
- Wi-Fi – Использует существующую инфраструктуру беспроводной сети для локализации. Ограниченная точность, но низкая стоимость.
- Инфракрасный – Использует световые сигналы для отслеживания прямой видимости. Короткий радиус действия, но лицензия на радиочастоту не требуется.
- Зигби – Использует сеть маломощных приемопередатчиков для отслеживания. Умеренная дальность и точность, низкая стоимость.
- Облачный RTLS – Объединяет сигналы от нескольких технологий и алгоритмов в облаке для повышения точности, диапазона и масштабируемости.
Как работает система определения местоположения в реальном времени?
Конкретный режим работы систем определения местоположения в реальном времени зависит от выбранной системы. Общим для всех является то, что все RTLS используют сеть связанных аппаратных и программных компонентов. Они будут отслеживать местоположение людей или объектов в пределах заданной области. Большинство RTLS будут полагаться на технологию RFID.
Эти радиочастотные технологии могут быть UWB, Bluetooth, WiFi и RFID. Они могут осуществлять беспроводную связь между набором передающих устройств. И приемные устройства или в устройстве, которое является одновременно и передающим, и принимающим. В основном они определяют местонахождение цели. Когда метка излучает радиосигнал, получатель немедленно его получает и отправляет на сервер. Программное обеспечение RTLS в фоновом режиме будет обрабатывать его синхронно. Когда якорь получает сигнал, он использует триангуляцию или другие подобные методы для вычисления точного местоположения метки. Этот расчет выполняется специальным механизмом определения местоположения, который является частью программного обеспечения RTLS.
Большинство приложений для отслеживания грузовиков, людей, домашних животных и промышленных объектов используют RTLS. Авторизованные пользователи обычно могут получать данные о местоположении отмеченных элементов через локальный компьютер или облачную платформу.
Как далеко дальность отслеживания систем определения местоположения в реальном времени?
Диапазон систем определения местоположения в реальном времени может варьироваться в зависимости от базовой радиочастотной технологии и типа развертывания. Некоторым пользователям требуется точность отслеживания в пределах узкой области, например, точное местоположение конкретной детали по мере ее движения по сборочной линии. Некоторым пользователям требуется более широкий диапазон для отслеживания активов, таких как контейнеры, оборудование или люди в определенных труднодоступных местах.
Диапазон варьируется в зависимости от используемых систем определения местоположения в реальном времени. Системы на основе Chirp и WiFi могут обеспечить удаленный доступ на расстояние более 300 метров. Другие технологии, такие как UWB и BLE, могут отслеживать элементы только в ограниченной степени.
Какие существуют типы RTLS?
Многие технологии могут реализовывать приложения RTLS. При внедрении RTLS выбор правильной технологии в зависимости от требований имеет решающее значение.
Радиосистемы определения местоположения в реальном времени Тег: Пассивные RFID-метки
Пассивная сверхвысокочастотная (UHF) RFID предлагает способы повышения эффективности RTLS. Мы можем сделать это самым простым способом. То есть, прикрывая узкие места на входе / выходе из конкретной комнаты или здания. Мы установили считыватель RFID и антенну в месте расположения точки блокировки и использовали метки RFID для маркировки этого актива. Эта операция позволяет нам получить позицию элемента в определенное время чтения. Мы также можем добиться зонального покрытия, разделив территорию и стратегически разместив RFID-антенны. Антенны RFID в этой области будут посылать сигналы на помеченный актив. С другой стороны, пассивная UHF RFID использует те же методы маркировки, что и другие технологии RTLS. Они могут определять местоположение помеченного актива, устанавливая антенны через каждые несколько метров и выполняя множество измерений. Они могут даже использовать более детальные методы маркировки в области отслеживания.
- Пассивные RFID-приложения: Отслеживание цепочки поставок, отслеживание запасов, отслеживание активов
- Пассивный RFID Подходит для: Локальное покрытие, покрытие узкой зоны, региональное покрытие
- Преимущества пассивной RFID: Относительно недорогие метки, стандартизированная технология
- Недостатки пассивной RFID: Восприимчивость к воздействию металлов и жидкостей, среда с многолучевым распространением
Статьи по Теме: Для чего используются пассивные RFID-метки?
Тег систем радиолокации в реальном времени: Active RFID Tag
Наша обычная активная UHF RFID в основном используется для RTLS в больших наружных условиях. Активный RFID имеет дальность считывания до сотен метров. В отличие от пассивных RFID-меток, активные RFID-метки не требуют от считывателя отправки сигнала для получения энергии. Он содержит внутри батарею, позволяющую непрерывно транслировать сигнал. Пользователь может установить длину интервала между рассылками тегов в соответствии с параметрами производителя.
Метка отправила получателю свой уникальный идентификационный номер и информацию о запрограммированных данных. Эти данные могут быть данными об уровне сигнала или измерениями окружающей среды. Когда считыватель, установленный в указанном месте, получает активный сигнал RFID-метки, он записывает свою информацию и местоположение. Затем он синхронизирует информацию о местоположении и загружает ее на хост или в сетевую/облачную базу данных.
- Активные RFID-приложения: Отслеживание транспорта, майнинг
- Активный RFID Подходит для: Зональное покрытие, Локальное покрытие
- Активные преимущества RFID: Чрезвычайно надежные параметры тегов, параметры телеметрии
- Недостатки активной RFID: Дорого, Нет стандарта для активной RFID
Статьи по Теме: Что такое активные RFID-метки?
Системы Bluetooth с низким энергопотреблением в режиме реального времени
Большинство людей используют маломощный Bluetooth (BLE) для функций определения местоположения в реальном времени. В зависимости от пользовательских настроек теги BLE могут беспрепятственно распространять сигналы в окружающее пространство. Любое электронное устройство с поддержкой Bluetooth может принимать эти сигналы. Некоторыми распространенными устройствами с поддержкой Bluetooth являются приемники Bluetooth, маяки и интеллектуальные устройства. Пользователь может использовать приемник Bluetooth для настройки RTLS с помощью BLE или маяка, установленного в фиксированном месте с определенными координатами.
После того, как пользователь настроит функцию RTLS BLE, она запустится автоматически. Транспондер BLE входит в указанный диапазон приема. Транспондер будет передавать информацию о своем местонахождении непосредственно приемнику. Затем получатель отправит информацию на шлюз BLE через WiFi. Шлюз BLE будет синхронно записывать информацию о своем местоположении и отправлять данные на хост или в сетевую/облачную базу данных.
- BLE-приложения: Маркировка местоположения, отслеживание активов, медицинские датчики
- Подходит для: Покрытие точки блокировки, Покрытие территории
- Преимущества БЛЭ: Стандартизированная технология, Работает с устройствами Bluetooth, Параметры телеметрии
- Недостатки BLE: Этикетки пользуются большим спросом, Высокая стоимость
Спутниковая система навигации (GPS)
Глобальная система позиционирования (GPS) также известна как Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS). Он имеет довольно широкую зону покрытия, практически по всему миру. GPS получил свое название от спутниковой системы NAVSTAR GPS. Это самая известная спутниковая система, используемая для навигации или позиционирования GNSS в Соединенных Штатах. В большинстве случаев можно использовать теги GNSS для маркировки активов для возможности позиционирования в реальном времени. Эти теги также будут иметь Wi-Fi, Bluetooth или технологию сотовой связи.
Спутники, непрерывно вращающиеся вокруг Земли, будут передавать сигналы на метки GNSS или интеллектуальные устройства с помощью радиоволн. Излучаемые сигналы будут нести информацию об их орбитальном положении и точном времени атомных часов. Метка получает информацию от этих спутников. Он также вычисляет положение тега, сопоставляя эти данные с глобальными координатами. Эта информация о координатах отправляется на главный компьютер через вспомогательную технологию на метке (например, Bluetooth).
- GPS-приложения: Позиционирование, навигация
- GPS подходит для: Локальное покрытие, глобальное покрытие (до 98%)
- Преимущества GPS: Только отметьте стоимость, параметры телеметрии
- Недостатки GPS: Высокая стоимость маркировки, ограниченное отслеживание вне помещений
Инфракрасная радиация
Электромагнитный спектр инфракрасного излучения довольно низок и ниже, чем видимый свет, который может обнаружить человеческий глаз. Он имеет определенные ограничения. Например, через некоторые толстые твердые объекты инфракрасное излучение не может проходить напрямую. Тем не менее, он также подходит для использования в различных областях и помещениях. Когда инфракрасная метка используется с такими технологиями, как WiFi или Bluetooth, она может обеспечить значительную точность на большой площади. Инфракрасный корпус содержит небольшую батарею, которая передает сигнал, модулированный своим уникальным идентификатором, в указанную комнату или зону. Пользователи могут установить инфракрасный приемник в фиксированном месте для получения информации о данных от метки в соответствии со своими потребностями. Приемник подключается через Wi-Fi или локальную сеть и передает эту информацию на главный компьютер или в базу данных.
- Применение инфракрасного излучения: Инфракрасный радар, Инфракрасный детектор
- Инфракрасное излучение Подходит для: Покрытие территории
- Преимущества инфракрасного излучения: низкая стоимость, высокая точность
- Недостатки инфракрасного излучения: Проблемы с несколькими путями, отсутствие стандартов
В чем разница между RFID и RTLS?
RFID и RTLS — это два типа технологий отслеживания, используемых для обнаружения объектов или людей. Вот основные различия между ними:
- Диапазон: RFID может отслеживать предметы только в пределах нескольких метров, в то время как RTLS может охватывать гораздо большие площади, например, сотни метров.
- Точность: RFID может точно отслеживать объект или человека с точностью до нескольких сантиметров. RTLS обычно имеет точность в пределах нескольких метров.
- Отслеживание в реальном времени: RTLS обеспечивает мгновенные обновления местоположения, в то время как RFID требует, чтобы считыватель находился поблизости, чтобы определить местоположение метки.
- Расходы: Метки RFID обычно дешевле, но настройка инфраструктуры может быть дороже для более крупных систем. RTLS обычно дороже в целом.
- Приложение: RFID часто используется для управления запасами, контроля доступа и отслеживания отдельных предметов. RTLS больше используется для услуг на основе местоположения, управления автопарком и отслеживания активов на крупных объектах.
В этой таблице показаны различия между RFID и RTLS:
| Особенность | RFID | RTLS |
|---|---|---|
| Полная форма | Определение радиочастоты | Система определения местоположения в реальном времени |
| Применение | Используется для идентификации и отслеживания объектов | Используется для отслеживания и определения местоположения людей, объектов и активов в режиме реального времени. |
| Технология | Использует радиоволны для считывания и захвата данных с RFID-меток, прикрепленных к объектам. | Использует различные технологии, включая GPS, Wi-Fi и Bluetooth, для отслеживания и определения местоположения объектов. |
| Точность | Может иметь точность до 99% | Может иметь точность до 10 см |
| Расстояние | Может читать метки с расстояния в несколько футов | Может находить объекты в пределах нескольких метров |
| Расходы | Обычно более низкая стоимость, чем RTLS | Обычно более высокая стоимость, чем RFID |
| Выполнение | Может быть реализован в различных отраслях, включая розничную торговлю, здравоохранение и логистику. | Обычно используется в таких отраслях, как производство, складирование и здравоохранение. |
| Отслеживание в реальном времени | Не предназначен для отслеживания в реальном времени | Предназначен для отслеживания и мониторинга в режиме реального времени |
| Данные | Собирает ограниченные данные об объекте | Собирает более подробные данные об объекте, включая местоположение, движение и условия окружающей среды. |
Таким образом, RFID и RTLS используются для отслеживания объектов или людей, но различаются по дальности, точности, возможностям отслеживания в реальном времени, стоимости и применению. Конечно, выбор технологии зависит от конкретных потребностей приложения.
Статьи по Теме: RTLS против RFID: разница между отслеживанием RFID и RTLS
Примеры применения системы определения местоположения в реальном времени
Экстренный вызов
Предприятия могут отслеживать местонахождение сотрудников во время экстренной эвакуации с помощью значка RTLS. В экстренной ситуации система сбора автоматически регистрирует прибывающих сотрудников как безопасных. В этом кризисе менеджерам по чрезвычайным ситуациям не нужно спешить с перекличкой, чтобы получить список людей, которые могут подвергаться риску. Они могут предоставлять службам быстрого реагирования информацию о местонахождении сотрудников, подвергающихся риску, в режиме реального времени. Они помогут им в спасении.
Системы определения местоположения в режиме реального времени в здравоохранении: мониторинг пациентов
Скорость, с которой обрабатываются данные, имеет решающее значение для отрасли здравоохранения — это разница между жизнью и смертью. Люди могут использовать системы определения местоположения в реальном времени в системах наблюдения за пациентами (например, мониторы сердечного ритма). Данные, обнаруженные системой, помогают клиницистам обеспечивать безопасность и здоровье пациентов. Когда жизнь пациента находится в опасности, система подает сигнал тревоги. Врач приедет первым и окажет помощь.
Статьи по Теме: Телеметрическое отделение в больнице
Системы определения местоположения в реальном времени в логистике
Системы определения местоположения в реальном времени (RTLS) стали важным инструментом в логистике и управлении цепочками поставок. Он обеспечивает видимость в реальном времени местонахождения и перемещения активов, транспортных средств и персонала в логистической сети. Это помогает организациям оптимизировать операции, сократить расходы и повысить удовлетворенность клиентов.
Обычная система определения местоположения в реальном времени, которую мы видим, — это навигация. Он предоставляет информацию о том, как добраться из точки А в точку Б относительно местоположения. GPS, карты и технологии мобильной сотовой связи еще более эффективны. Он может предоставлять более сложные навигационные услуги.
Системы определения местоположения в реальном времени в промышленных приложениях
Он подходит для промышленных применений, где непрерывное производство не прерывается. Эти системы отслеживают данные и процессы для устранения неполадок. Они помогают компаниям поддерживать качество продукции и повышать производительность. Большинство компаний нефтегазовой отрасли предпочитают использовать системы управления технологическими процессами. Это позволяет компаниям быть более эффективными и безопасно управлять своими объектами. Это также помогает компаниям сократить потери из-за простоев.
Системы определения местоположения в реальном времени в отслеживании активов
Мониторинг и отслеживание перемещения вашего оборудования и инструментов — важная функция RTLS. С помощью правильной технологии отслеживания вы можете найти инструменты, оставленные работниками на крупных предприятиях. Он также обеспечивает безопасность оборудования и гарантирует, что ни одно оборудование не покинет установленную зону.
Тенденции рынка систем определения местоположения в реальном времени
Системы определения местоположения в реальном времени (RTLS) отслеживают и определяют местонахождение активов, оборудования и людей в режиме реального времени. Мировой рынок RTLS быстро расширяется, и, по прогнозам, среднегодовой темп роста составит около 25% в период с 2021 по 2026 год. Давайте подробнее рассмотрим некоторые важные тенденции на рынке RTLS:
- В здравоохранении RTLS становится все более распространенным. Отрасль здравоохранения — один из самых быстрорастущих секторов на рынке RTLS с приложениями для отслеживания пациентов, активов и персонала. С началом пандемии COVID-19 больницы используют RTLS для отслеживания пациентов и медицинского оборудования в режиме реального времени.
- В производстве и логистике RTLS становится все более популярным. Секторы производства и логистики уже несколько лет используют RTLS для отслеживания запасов, мониторинга цепочек поставок и оптимизации рабочего процесса. Внедрение технологий Индустрии 4.0 еще больше увеличило спрос на RTLS в этих секторах.
- Возможности RTLS расширены за счет 5G и IoT. Появление 5G и Интернета вещей (IoT) значительно улучшило возможности систем RTLS. С 5G возможны более высокие скорости передачи данных, меньшая задержка и более широкая связь с устройствами. Это обеспечит более эффективные и точные решения RTLS.
- Интеграция с другими технологиями. Системы RTLS интегрируются с другими технологиями, такими как искусственный интеллект, машинное обучение и аналитика больших данных. Эта интеграция обеспечивает более сложный анализ данных и помогает предприятиям принимать более обоснованные решения.
- Беспроводные решения RTLS становятся все более популярными. Беспроводные RTLS-решения становятся все более популярными благодаря своей гибкости, масштабируемости и простоте развертывания. В этих решениях используются такие технологии, как Wi-Fi, Bluetooth и RFID, которые широко доступны и просты в использовании.
С развитием науки появилось множество вариантов систем определения местоположения в реальном времени. Люди могут выбирать технологии отслеживания, такие как Bluetooth, RFID и оптические устройства, для определения местонахождения людей или предметов. Это обеспечивает более удобный способ для людей определить свое местоположение. Он имеет много преимуществ для различных отраслей промышленности. Скоро мы увидим это в других местах.
*Источник видео:
О системе определения местоположения в реальном времени Вопросы и ответы
-
Что такое система определения местоположения в реальном времени и как она работает?
Система определения местоположения в реальном времени (RTLS) — это технология, использующая комбинацию аппаратного и программного обеспечения для отслеживания в реальном времени местоположения людей или объектов в пределах определенной области. RTLS использует беспроводные сигналы, такие как Wi-Fi, Bluetooth, RFID, GPS и другие технологии, для передачи данных о местоположении на центральную программную платформу.
-
Какие существуют различные типы систем определения местоположения в реальном времени, и каковы их преимущества и недостатки?
Различные типы доступных систем определения местоположения в реальном времени включают системы на основе Wi-Fi, Bluetooth, RFID, GPS и гибридные системы. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, в зависимости от конкретного случая использования. Например, системы на основе Wi-Fi обладают высокой точностью и лучше всего подходят для отслеживания внутри помещений, тогда как системы на основе GPS более точны для отслеживания вне помещений.
-
Насколько точны системы определения местоположения в реальном времени и какие факторы влияют на их точность?
Точность RTLS может варьироваться в зависимости от используемой технологии, окружающей среды и других факторов. Системы на основе Wi-Fi могут достигать точности в несколько метров, в то время как системы на основе GPS могут достигать точности менее метра. Факторы, влияющие на точность, включают мощность сигнала, помехи, а также количество и расположение точек доступа или тегов.
-
Каковы некоторые из наиболее распространенных приложений для систем определения местоположения в реальном времени и какую пользу они приносят организациям?
RTLS используется во многих отраслях, включая здравоохранение, логистику, розничную торговлю и производство. Общие приложения включают отслеживание активов, управление запасами, отслеживание персонала и мониторинг безопасности. RTLS может помочь организациям повысить эффективность, снизить затраты и повысить безопасность.
-
Каковы ключевые соображения при выборе системы определения местоположения в реальном времени для конкретного варианта использования?
Ключевые соображения включают точность и надежность системы, стоимость внедрения и обслуживания, совместимость с существующей инфраструктурой и системами, а также уровень поддержки, предлагаемой поставщиком.
