RTLS

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 26. maj 2017; checks kræver 3 redigeringer .

RTLS (forkortet fra engelsk  Real-time Locating Systems  - real-time positioning system) er et automatiseret system, der giver identifikation, bestemmelse af koordinater, visning på planen af ​​placeringen af ​​kontrollerede objekter inden for det område, der er dækket af den nødvendige infrastruktur. RTLS akkumulerer, behandler og opbevarer information om placering og bevægelse af personer, genstande, mobile mekanismer og køretøjer for at overvåge teknologiske og forretningsmæssige processer, signalere afvigelser fra regler og også med henblik på retrospektiv analyse af visse processer og situationer.

Nøglefunktioner

De vigtigste egenskaber ved RTLS omfatter:

• Positioneringsnøjagtighed er nøjagtigheden af ​​at bestemme koordinaterne for det kontrollerede objekt. For forskellige RTLS-teknologier spænder den karakteristiske positioneringsnøjagtighed fra flere snese meter (for WiFi) til flere centimeter (for ultralyd).
• Positioneringsnøjagtighed - under virkelige forhold er positioneringsnøjagtigheden i høj grad afhængig af påvirkningen af ​​interferens og multipath-dæmpning (reflekterede signaler), derfor, når man taler om RTLS-positioneringsnøjagtighed, er sandsynlighedenskarakteristikken for pålidelighed normalt også angivet. For eksempel, "positioneringsnøjagtighed 1 meter med 90% sikkerhed", det vil sige, at nøjagtigheden for en fejl på 1 m opnås i 90% af målingerne.
• Pollingfrekvens - for at sikre realtidspositionering bør tidsintervallet mellem målingerne være sådan, at objektet, der bevæger sig med sin karakteristiske hastighed, når at tilbagelægge en afstand på højst det dobbelte af positioneringsnøjagtigheden. For at kunne give realtidspositionering med en nøjagtighed på én meter af en person med en karakteristisk bevægelseshastighed på 1,5 meter pr. sekund (5,4 km/t), skal der foretages målinger mindst én gang hvert 1,3 sekund. Dette gør det muligt at bygge baner af et objekt, der er nøjagtige nok til praktiske formål, selv med pludselige ændringer i hastigheden og bevægelsesretningen.

Også vigtige er:

• pålidelighed og overlevelsesevne (evnen til selvreparation i tilfælde af svigt af enhver knude);
• små dimensioner og vægt, samt lavt strømforbrug af tags (for at spare batteristrøm).

Sammensætning

De fleste typer RTLS inkluderer typisk:

• Et aktivt RTLS-tag er en radio-elektronisk enhed, der er knyttet til kontrollerede objekter og interagerer med RTLS-læsere. Læsere modtager et signal fra aktive tags og bestemmer ved at løse et trianguleringsproblem koordinaterne for et objekt.
• RTLS-infrastruktur - basestationsudstyr, der giver referencepunkter med faste koordinater, forenet af et datatransmissionsnetværk og, i nogle typer RTLS, af et synkroniseringsnetværk. Basestation (BS) er en enhed, der interagerer med tags i processen med at bestemme koordinaterne for sidstnævnte. Basestationer har faste koordinater, i forhold til hvilke etiketkoordinaterne bestemmes. Basestationerne er placeret således, at mærket på et hvilket som helst tidspunkt i det kontrollerede område kan "se" mindst tre basestationer.
• Serversoftware - software, der giver kontrol over måleprocessen, beregning af objektkoordinater, behandling og akkumulering af data.

Positioneringsmetoder

Etiketter i RTLS er placeret i forhold til basestationer med kendte koordinater. Koordinaterne udregnes ved:

• trilateration  - beregning af koordinater baseret på resultaterne af måling af afstanden fra mærket til tre BS,
• multilateration (også kendt som hyperbolsk positionering) - beregning af koordinater baseret på resultaterne af måling af afstande fra mærket til tre eller flere BS
• triangulering  - beregning af koordinater ved at måle retningsvinklerne fra mærket til tre BS.

For at forbedre nøjagtigheden og pålideligheden af ​​positionering anvendes komplekse algoritmer, der tager højde for tilstedeværelsen af ​​forhindringer, bevægelsesbegrænsere (vægge, barrierer), attraktorer (praktiske stier, der giver mindst modstand) og et inerti-navigationssystem kan også integreres ind i mærkerne.

Essensen af ​​processen

Objekter styret af systemet - mennesker, udstyr, køretøjer, mobile mekanismer, værktøj, last, værdifulde og farlige genstande osv. er forsynet med RTLS-tags. Det område, der kontrolleres af systemet, er udstyret med RTLS-infrastruktur. Under driften udveksles taggene med de datapakker, der er inkluderet i BS-infrastrukturen, og under udvekslingen måler de afstandene til dem (eller retningsvinklerne på BS'en). Serversoftware:

• beregner koordinaterne for mærkerne;
• akkumulerer de modtagne data;
• signaler om tilstedeværelsen af ​​genstande i specificerede eller forbudte zoner, bevægelse af genstande langs specificerede ruter eller afvigelser fra dem, overtrædelser af hastighedsgrænsen;
• viser visuelt på operatørernes skærme placeringen af ​​de valgte objekter og banen for deres bevægelse i en given periode.

Ansøgninger

RTLS bruges i en lang række sektorer af økonomien og aktivitetsområder. Fra overvågning af patienter, personale, medicin og udstyr i klinikker til sporing af placering af værktøjer, samleenheder og arbejdere på samlebåndet. Fra at søge efter ofre i nødsituationer til at overvåge dyr i deres gratis indhold for at identificere syge mennesker. Den mest udbredte RTLS findes inden for medicin, industri, gas- og olieproduktion, energi, byggeri, transport og logistik. Den primære brugsretning er optimering og kontrol af teknologiske og forretningsmæssige processer. Mangfoldigheden af ​​applikationer og anvendelser har givet anledning til en række RTLS-teknologier.

RTLS-teknologier

Blandt de anvendte teknologier kan følgende hovedgrupper skelnes:

• radiofrekvensteknologi,
• satellitnavigations- og positioneringsteknologier ( GNSS ),
• lokale positioneringsteknologier (infrarød og ultralyd),
• radiofrekvensmærker - RFID

Radiofrekvensteknologier er til gengæld opdelt i standard datatransmissionsteknologier, der på en eller anden måde er tilpasset til at måle afstande ( Wi-Fi , Bluetooth ) og specialiserede, som, baseret på moduleringens fysiske egenskaber, er bedst egnede til at måle afstande ( CSS /ISO24730-5, UWB , ISO24730-2, NFER og andre). Positioneringsteknologier omfatter også rangeringen af ​​cellulære netværksabonnenter ved deres forbindelse til en specifik basestation med henblik på at levere "zoneinddelte" tjenester og specialiserede positioneringsteknologier i cellulære netværk ved hjælp af specielt udstyrede basestationer.