Создание архитектуры RTLS для достижения успеха

Система определения местоположения в реальном времени (RTLS) позволяет объектам или людям находиться внутри зданий. Ключевой особенностью решения RTLS является то, насколько точно оно может сообщить об этом местоположении, поскольку оно отличается в зависимости от технологии от «сантиметровой точности» до «точности на уровне помещения». Есть и другие соображения, такие как общая стоимость владения, нарушение текущей деловой практики, окупаемость инвестиций, интеграция с существующими платформами данных и многое другое. Наряду с точностью RTLS, эти факторы учитываются нашими клиентами при выборе решения.

Что такое точность в контексте RTLS?

В конечном итоге точность решения RTLS определяется его способностью надежно сообщать о местоположении в пределах точности, для которых оно было разработано. Например, системы на уровне комнаты должны сообщать правильную комнату, а сантиметровые системы X-Y-Z должны сообщать эти координаты с некоторым заданным отклонением.

Разные варианты использования требуют разного уровня точности. Часто мы обнаруживаем, что клиентам требуется меньшая точность, чем они предполагают, в то время как в других случаях требуется большая точность. В Link Labs мы увлечены нашими решениями и хотим работать с клиентами, чтобы удовлетворить их потребности. Но когда наши решения не соответствуют конкретному варианту использования, мы предлагаем альтернативы, которые лучше соответствуют их потребностям.

В этой статье мы рассмотрим, когда и почему важны разные уровни точности и точности и как они достигаются с помощью различных типов технологий RTLS.

Почему точность имеет значение для технологии RTLS?

Очевидно, что для работы системы RTLS она должна иметь возможность точно и своевременно сообщать о местоположении. Уровень точности, которого вы можете ожидать от конкретной настройки RTLS, часто зависит от вашего варианта использования.

Например, складское приложение может потребовать, чтобы сканер штрих-кода инвентаризации записывал место сканирования на «уровне полки», чтобы можно было легко найти конкретный предмет, когда он понадобится. Напротив, для системы отслеживания медсестер, определяющей местонахождение медсестры внутри комната не так важна, как определение самой комнаты. Обычно точность информации о комнате (то есть правильная идентификация комнаты или этажа) намного важнее дополнительной сложности системы, необходимой для более подробного отчета, например, тот факт, что медсестра находится в трех футах от окна рядом с крайняя левая стена.

Системы, которые могут определять местоположение объекта или человека с точностью до сантиметра, жизненно важны для некоторых случаев использования клиентами, но только некоторые применения требуют такого уровня точности. Многие потребности клиентов могут быть удовлетворены с меньшей точностью, чем предполагалось изначально, поскольку повышение точности достигается за счет большего количества оборудования и сложности, которыми пользователь должен управлять. Чтобы предоставить клиентам ценность, необходимо разработать систему RTLS, которая обеспечивает достаточное точность и аккуратность для поддержки конкретных вариантов использования, для которых он был предназначен.

Как определяется местоположение в помещении?

Чтобы лучше понять, как точность влияет на стоимость и сложность, важно обсудить, как информация о местоположении определяется различными типами систем. Как правило, системы RTLS полагаются на одну или несколько из этих технологий:присутствие, время полета, измерение уровня мощности или угол прибытия.

Присутствие

Технологии, основанные на присутствии, не могут обеспечить конкретное местоположение актива по осям X-Y-Z в космосе; скорее, они сообщают, может ли актив быть обнаружен в более общем месте (подумайте вместо этого «эта комната» или «эта область») с гораздо меньшими затратами и сложностью, чем другие технические подходы. Наиболее распространенные типы систем присутствия используют ультразвук, инфракрасный (ИК) свет или короткую радиопередачу, аналогично Bluetooth Low Energy.

Инфракрасная система использует метку, которая излучает кодированную ИК-передачу, что аналогично тому, как работает пульт вашего телевизора. Затем ИК-датчик на потолке улавливает передачу, и система знает, что конкретная метка находится в определенной комнате. Ультразвуковые системы работают аналогично, за исключением того, что они используют звук вместо ИК. Стены отлично блокируют инфракрасное излучение и ультразвук, поэтому эти системы - отличный выбор для больниц, которые могут прокладывать все кабели, необходимые для размещения детектора в каждой комнате.

Время полета

В большинстве высокоточных систем RTLS используются временные измерения радиосигналов (или в некоторых случаях ультразвук). Регистрируя время, необходимое для прохождения сигнала от метки актива к набору детекторов, система может приблизительно определить расстояние до цели. Из-за противоречащей интуиции математической особенности временных радиоизмерений, сигналы нуждаются в широкой полосе пропускания, чтобы эффективно работать в помещении. Вот почему в радиосистемах, измеряющих расстояние, обычно используются сверхширокополосные (UWB) технологии RTLS.

К сожалению, для систем RTLS с временной привязкой требуется, чтобы три или более детектора находились в пределах досягаемости каждой метки объекта. По этой причине этот тип системы обычно используется только на «открытых» площадках, таких как склады. Стоимость установки нескольких приемников СШП в каждой больничной палате делает СШП менее распространенным выбором для установок RTLS в медицинских учреждениях. Некоторые системы RTLS на основе Wi-Fi могут использовать изменение времени полета, но производительность ограничена из-за количества обычно используемых точек доступа Wi-Fi.

Уровень мощности

Более простой подход к отслеживанию объектов внутри помещений, основанный на радио, заключается в том, что метка объекта передает обычное сообщение радиомаяка, а приемник - измеряет мощность сигнала (уровень мощности) принятого сообщения. Тег актива «сигнализирует» кодированную передачу, которая обнаруживается одним или несколькими датчиками. Большинство систем RTLS на основе маяков Bluetooth часто работают таким образом, как и большинство тегов RTLS на основе Wi-Fi. С несколькими приемниками уровни мощности (часто называемые RSSI или индикатором мощности принятого сигнала) сообщения маяка от устройства сравниваются между разными приемниками, и приемник, «слышащий» маяк с наивысшим уровнем мощности, считается наиболее близким к тег. Это позволяет использовать меньше детекторов, но в некоторых случаях часто позволяет достичь требуемого уровня точности.

Подходы, основанные только на уровне мощности, предоставляют клиентам данные о том, что активы находятся на месте и в общих областях, но они страдают несколькими недостатками, которые не делают их подходящими для всех случаев. Например, простая ориентация тега может привести к тому, что наивысшее значение RSSI будет «слышно» получателем в соседней комнате или на другом этаже. Эти недостатки могут быть частично устранены путем добавления дополнительных приемников, снятия отпечатков пальцев на сайте и более сложной математики и машинного обучения. Однако каждое из этих дополнений увеличивает стоимость решения (инфраструктура и общие данные, генерируемые системой), и они не могут сравниться с точностью других систем.

Другие параметры

Существуют и другие технологические подходы, используемые системами RTLS, не описанные в этом посте. К ним относятся пассивные системы RFID и решения, использующие угол прихода или отклонения.

Повышение уровня точности RTLS

Решение RTLS, которое сообщает о близком, но в конечном итоге неточном местоположении, может расстроить пользователей. В некоторых случаях надлежащее обучение и опыт могут помочь пользователям ожидать более реалистичных результатов от своей системы RTLS.

Для управления запасами выход из комнаты может не иметь значения. Но неточное определение местоположения может полностью поставить под угрозу другие решения. Это особенно важно для аварийных решений или решений безопасности, таких как кнопка вызова медсестры, система безопасности персонала и пациента или системы тревожной кнопки. Если сотрудник вызывает помощь, используя систему RTLS, которая помещает ее не на тот этаж, эта неточность может повысить опасность ситуации, задержать оказание помощи или вызвать серьезную путаницу.

Как мы указали выше, некоторые технологии RTLS менее точны, чем другие, поэтому обязательно, чтобы решение соответствовало варианту использования. Мы тесно сотрудничаем с каждым клиентом, чтобы гарантировать, что наши решения соответствуют их конкретным потребностям.

Как мы упоминали выше, системы уровня мощности печально известны подпрыгиванием помещения и пола, при котором они сообщают о соседней (или «неправильной») комнате или этаже из-за радиосигналов, которые можно замаскировать или объединить для создания областей с неоптимальной производительностью.

В системах, основанных на времени, таких как UWB, вы обычно устанавливаете больше якорей (сигнальных датчиков), чтобы гарантировать, что четыре или более датчиков имеют шанс обнаружить метку. Когда только два или три датчика «слышат» метку, точность определения местоположения страдает.

При правильной установке и обслуживании инфракрасные и ультразвуковые системы не имеют этих проблем.

В Link Labs наши инженеры годами работали над разработкой инновационных и запатентованных технологий и подходов, обеспечивающих низкую стоимость системы на основе уровня мощности, а также минимизирующие, а во многих случаях устраняющие ошибки помещения.

Just-Right Precision ™ и стоимость

В Link Labs мы всегда рекомендуем клиентам устанавливать систему RTLS, которая предназначена для обеспечения того уровня точности и точности RTLS, который требуется для их варианта использования - не больше и не меньше. Фактически, возможность обеспечивать разные уровни точности в разных частях нашего развертывания - одна из лучших частей работы с Link Labs. Мы называем это « правильная точность ”- мы обеспечиваем большую точность там, где это необходимо, и меньше там, где это приемлемо. Это позволяет нам настраивать развертывание в соответствии с потребностями клиента, что дает еще одно преимущество подхода Link Labs.

Наши внутренние решения используют автономный сетевой уровень, который не требует использования сетей Wi-Fi заказчика или прокладки кабеля Ethernet. Мы запускаем полностью параллельную сеть, предназначенную для доставки данных RTLS. И да, это означает, что нет требований к ИТ-интеграции . .

Такое сочетание технологических подходов, идеальной точности и автономной сети позволяет нам предлагать нашим клиентам решения их бизнес-проблем с гораздо меньшими затратами, ускоряя время до окупаемости инвестиций, а также открывая некоторые варианты использования RTLS, которые неэкономичны с другие системы. В большинстве случаев наши установки менее навязчивы и занимают значительно меньше времени, чем у наших конкурентов.

Хотите узнать больше? Позвоните нам, и мы поможем вам определить, подходят ли вам наши решения RTLS.