您應該為您的解決方案選擇哪種藍牙 RTLS?

您應該為您的解決方案選擇哪種藍牙 RTLS?
您應該為 RTLS 解決方案選擇哪些藍牙方法

藍牙 RTLS 解決方案使用藍牙低功耗 (博美) 被稱為信標的標籤定期向周邊地區發送信號. 之後, 廣播信號由具有藍牙功能的設備接收, 例如 BLE 標籤和信標, 藍牙接收器, 或其他智能設備.

當藍牙接收器或 BLE 標籤安裝在靜態位置並分配實際坐標時,藍牙低功耗 RTLS 完美運行. 例如, 一旦 BLE 轉發器進入接收器的區域,轉發器始終會隨時將其確切位置傳達給接收器. 使用 Wi-Fi 信號時, 響應被發送到 BLE 網關,該網關隨後記錄該數據並將其定向到主機或云數據庫.

藍牙 RTLS 的應用

在製造業

  • 大規模資產追踪
  • 精準追踪
  • 就近營銷
  • 流水線物流
  • 監控工人和機器的移動

製造中的藍牙 RTLS

在醫療保健

  • 跟踪患者和醫療記錄
  • 追踪醫療設備
  • 個人財產標籤
  • 生成和收集數據
  • 提供安全和人員分配

醫療保健中的藍牙 rtls

辦公室內設置

  • 尋路
  • 跟踪員工
  • 生成數據
  • 聰明的召集
  • 提供主動警報
  • 用於智能卡和徽章

辦公室裡的藍牙rtls

區域實時定位系統

區域藍牙 RTLS 是評估人員和資產的性能和成本之間的理想交換’ 在操作環境中的實時存在和位置. 固定 BLE 接收器在使用智能天線時最大限度地減少了多路徑的影響. 這創造了更穩定的空間 RSSI (接收信號強度指示器) 計算.

定位引擎, 基於三邊測量算法, 提供一致的 BLE 標籤位置估計,精度為幾米. 這種藍牙 RTLS 方法可以將命令發送到標籤以觸發警報. 用於人群實時監控, 區域 RTLS 與其他接觸追踪設備兼容.

1.Zone藍牙RTLS的架構

基於 Blue-Beacon 網關的固定錨安裝在需要定位的環境中的可識別位置. 用於室內系統, 天線固定在牆壁或天花板上, 和用於室外系統的桿. 天線的密度因特定區域所需的精度而有很大差異. 經驗法則是應用天線間距離, 這通常是所需精度的 3 到 5 倍.

BLE 標籤將信號發送到每個天線併計算 RSSI. 使用 LAN/WLAN, 天線連接到本地服務器並安裝區域 定位引擎 (ZPE). ZPE 結合了基於三邊測量的高級算法, 可以根據每個天線的 RSSI 數據計算標籤位置.

還, ZPE 提供誤差估計. 因此, 標籤位置本質上是估計位置上的圓形中心區域. ZPE, 另一方面, 提供標準JSON格式的REST API, 允許分配標籤的實時定位(s).

Zone RTLS 的架構

2.區域藍牙 RTLS 的特點

  • 約 3m 的出色定位精度——精度要求因地區而異. 通常通過增加天線數量來控制. 精度範圍從 1/3 至 1/4 天線間距.
  • 位置更新速度超過 1 Hz 和延遲降低至一秒——延遲率和更新率在所有需要位置時間信息的應用中都非常出色, 例如資產跟踪, 房間存在, 和訪問控制.
  • 易於整合到提供標準 JSON/REST 格式的現有拉式 API 系統中.
  • 區域藍牙 RTLS 具有有線錨點——所有這些有線錨點都可以在相當多的偏好中使用, 包括一個 5Vdc 電源, 用於信息通信的 LAN/WLAN, 以及用於信息通信和電源的 PoE LAN.
  • Zone RTLS 標籤具有較長的電池壽命 – BLE 標籤功耗更低,因為它們針對低能耗進行了優化.

精確實時定位系統

AccuRTLS 在準確度和精確度方面的性能通常是無與倫比的. AccuRTLS 應用 Quuppa 智能定位系統, AoA超有影響力的專利技術平台 (到達角). 它提供亞米級精度的實時跟踪服務.

AccuRTLS 提供了許多好處:

  • BLE 標籤的長電池壽命
  • 提供數據定位
  • 輕鬆兼容移動設備
  • 傳輸傳感器數據
  • 即使對於快速移動的物體,也能提供正確的實時位置更新
  • AccuRTLS 具有穩健可靠的定位性能

AccuRTLS 非常適合令人費解的工業應用,例如避免車輛碰撞或資產和人員的準確定位和實時跟踪.

1. AccuRTLS 的架構

Quuppa 定位器天線, 也稱為固定錨, 安裝在需要定位的確切位置. 在戶外環境中, 防風雨天線固定在桿子上, 而天線安裝在室內位置的天花板上. 天線的密度取決於所需的精度和天花板的高度.

所有天線都可以從位於該區域的任何 BLE 標籤計算入射信號的到達方向. 它計算仰角和方位角. 帶有 PoE 交換機的本地 PoE LAN 將 Quuppa 定位器連接到本地服務器,然後安裝 Quuppa 定位引擎 (QPE). QPE 結合了基於三角測量的高級算法,可根據每個天線的到達角數據計算標籤位置. QPE 以標準 JSON 格式提供 REST API, 允許實時訪問標籤(s) 位置.

AccuRTLS 的架構

2. AccuRTLS 的特點

  • AccuRTLS 的精確定位精度約為 0.5 米——準確度需求因地區而異. 它是通過增加天線的密度來控制的.
  • 它的延遲下降率高達 100 m/s,位置更新速度可達 50 赫茲——這一切, 再加上其卓越的準確性, 支持眾多與安全相關的用例的應用, 例如, 避免工業環境中人車相撞.
  • 藍牙 RTLS AccuRTLS 易於集成到提供 CSV 或標準 JSON/REST 格式的拉取或推送 API 呈現系統中. API 完全可配置且開放.
  • 有有線錨點——它的 Quuppa 定位器天線應用 PoE LAN 進行數據通信和供電.
  • AccuRTLS 有很長的電池壽命標籤 – BLE 標籤功耗更低,因為它們針對低能耗進行了優化.

用於藍牙 RTLS 的 MeshIPS

1. 網狀拓撲的類型

有兩種類型的網狀拓撲. 他們包括; 全網狀和部分網狀.

a.全網狀

一旦每個節點都有一條路徑將其鏈接到網絡中的所有其他節點,就會跟隨全網狀網絡. 全網狀網絡提供最高的冗餘, 因此,如果其節點之一發生故障,它將其網絡流量定向到其他節點. 此拓撲通常為支持網絡預留.

b.部分網格

帶部分網格, 某些節點預先安排在全網狀結構中, 而其他的只鏈接到網絡中的一兩個節點. 部分網狀技術通常存在於與全網狀支持相關聯的外圍網絡中.

部分網格拓撲比全網格產生更多冗餘, 雖然實施它的成本較低.

2. 什麼是Wirepas網格?

Wirepas Mesh 是一種無電纜物聯網解決方案,具有網狀網絡結構設計. Wirepas Mesh 網絡中的每個設備都可以在本地以當前無線電情況為中心做出路由決策. 去集成Wirepas Mesh架構提供一致且易於訪問的高數據傳輸速率,覆蓋位置大.

Wirepas 的智能分散到設備和網狀網絡中. Wirepas 設備根據現有的無線電能量和頻譜獨立做出路由決策. Wirepas Mesh 不需要中央網絡集線器設備.

Wirepas 設備可以將信息從一個節點跨多個躍點傳輸到另一個節點和雲,然後再傳回. 每個設備中都存在許多路由選項, 在哪裡 藍牙物聯網 設備可以使用相同的網絡.

3. 什麼是MeshIPS?

在使用 Wirepas Massive 鏈接和定位傳感器和標籤時,MeshIPS 提供了經濟高效且易於訪問的解決方案, 俗稱Wirepass Mesh. 其出色的低功耗網狀網絡設置能夠創建電池壽命長達數年的完全由電池供電的網絡.

該解決方案提供了一個定位系統,該系統易於安裝且可高效訪問醫院中的眾多用例, 倉庫, 隧道, 和建築工地. 它由一個無線基礎設施組成,無需任何佈線成本或複雜的規劃即可跟踪資產.

MeshIPS 提供經典的房間/區域精度性能, 出色的電池壽命, 和一個獨特的分鐘間隔位置(s). 它目前擁有市場上最低的擁有成本和基礎設施.

4. MeshIPS的架構

Mesh IPS的基礎設施定位和通信完全基於Wirepas Mesh網絡. 這表示不需要額外的通信設置,例如 WLAN 或 LAN.

標籤的信號功率由附近的天線通過網狀網絡轉發和計算到網狀網關. 大多, 需要多個網狀網關, 但這取決於網絡的大小.

Mesh 網關直接連接到本地服務器並安裝定位引擎. 該引擎結合了基於三邊測量的算法,允許根據從每個錨接收到的 RSSI 數據計算標籤的位置. 它以標準 JSON 格式提供 REST API, 使標籤獲得實時定位.

MeshIPS的架構

5. MeshIPS 的特點

  • 周圍精確定位精度 5 米——錨節點的數量決定了準確性, 大多從 1/3 至 1/2 天線間距.
  • 它的位置更新率較低 (多於 3 分鐘) – 典型的MeshIPS應用不需要實時定位. 當加速度計觸發或按鈕壓力等特定事件存在時, 其區間定位可切為 15 秒.
  • MeshIPS 很容易修復到提供標準 JSON/REST 格式的當前系統中的 API.
  • 有電池供電的天線- 其完全無電纜的基礎設施最大限度地減少了維護和安裝成本.
  • MeshIPS 標籤由電池供電 – 通過增加位置更新間隔,它的工作壽命可以增加到幾年.

兩者之間的區別 藍牙網狀網絡 和 MeshIPS

藍牙網狀網絡使用藍牙允許多設備通信,並經過改進以創建全面的設備網絡. 適用於需要多台設備連接的自動化和控制監控解決方案. 藍牙mesh習慣核心規範版本 4.0 和更高,因為它只支持可升級的產品. 藍牙芯片內存等一些因素決定了設備的可升級性.

另一方面, a MeshIPS 使用 Wirepas Massive 來鏈接和定位標籤和傳感器. 其出色的低功耗網狀設置創建了一個完全由電池供電的網絡. MeshIPS 易於安裝,是多種應用必不可少的定位系統,因為它包含用於理想跟踪的無線結構. 它以分鐘的特定位置間隔提供出色的房間和區域精度性能(s). MeshIPS 提供最低的設置, 它是市場上最便宜的.

比較區​​域 RTLS, AccuRTLS 和 MeshIPS

區域實時定位系統精確實時定位系統網狀IPS
區域 RTLS 使用智能天線進行實時跟踪AccuRTLS 使用 Quuppa 智能定位系統進行實時跟踪MeshIPS 使用 Wirepas Massive 進行實時跟踪
它通過基於信標網關的固定錨進行通信它通過安裝在精確位置的 Quuppa Locators 天線進行通信它通過 Wirepas 網狀網絡進行通信
它的天線通過 LAN/WLAN 連接到安裝區域定位引擎的本地服務器 (ZPE)其 Quuppa 定位器已鏈接, 通過本地 PoE LAN 連接到安裝 Quuppa 定位引擎的本地服務器它的網狀網關直接連接到安裝定位引擎的本地服務器
其定位精度在3m左右其定位精度在0.5m左右其定位精度在5m左右
它的延遲下降到 1 s 並且位置更新率高達 1 赫茲它的延遲低至 100 毫秒,位置更新率高達 50 赫茲位置更新率小於 3 分鐘
ZoneRTLS 很容易整合到提供標準 JSON/REST 格式的現有拉取 API 系統中AccuRTLS 很容易集成到提供 CSV 或標準 JSON/REST 格式的拉取或推送 API 呈現系統中. 它的 API 是完全可配置和開放的.MeshIPS 很容易修復到提供標準 JSON/REST 格式的拉式 API 當前系統中
它的錨是有線的它的錨是有線的它的錨由電池供電,完全沒有電纜
它的 BLE 標籤功耗更低,因為它們針對低能耗進行了優化它的 BLE 標籤功耗更低,因為它們針對低能耗進行了優化通過增加位置更新間隔,它的電池壽命可以增加到幾年

如何選擇最好的 藍牙 實時定位技術

有多種選項可供您的 RTLS 解決方案選擇. 它們都回答了不同藍牙 RTLS 應用的某些要求以及必須考慮的各種生態方面. 此外, 有更多變量對特定部署和準確度所需的 RTLS 選項類型有很大影響.

儘管大多數人認為超超高精度始終是正確的選擇, 帶有實時定位系統, 情況並非總是如此. 在為大多數用例決定最佳藍牙 RTLS 時, 考慮到區域精度綽綽有餘. 其他情況下最好考慮XY定位, 雖然它帶有價格標籤. 在決定部署 RTLS 選項之前, 了解哪個選項最適合您的業務需求很重要.

迎角實時定位系統

信號到達角 (協議書) 是從信號接收到的方向. 它是通過了解天線在射頻波中入射的廣播方向或通過確定天線旋轉期間使用的最大信號強度來測量的.

RTLS 解決方案中的 AoA 是通過評估到達時間差來計算的 (TDOA) 在陣列的不同部分之間. 這種 TDOA 測量是通過計算天線陣列中每個部分的接收相位差來實現的. 它被認為是反向波束成形.

在波束成形中, 評估來自每個部分的信號以指導天線陣列的改進. 在 AoA RTLS 中, 直接評估每個部分的到達延遲並將其更改為 AoA 測量.

1. AoA 的工作原理

集成AoA測向支持功能的發送設備, 例如, 藍牙 RTLS 解決方案中的標籤, 使用單個天線傳輸特殊的測向信號. 另一方面, 定位器, 同一 RTLS 中的接收設備, 有一些錨點排列在一個數組中.

當傳輸的信號穿過陣列時,接收設備會不斷經歷信號相位的差異. 這是由於發射天線與其陣列中的天線之間存在距離差異. 接收設備在獲取信號的 IQ 樣本後在陣列的有源天線之間切換. 接收設備使用IQ樣本信息計算相對信號方向.

2. AoA的所有解決方案

AoA測向方法主要用於RTLS解決方案和鄰近解決方案, 比如興趣點信息服務和物品查找.

一種. 實時定位系統解決方案

實施 AoA 時, 所有部署在正確設置中的 RTLS 解決方案都可以將位置精度提高到厘米級. 具有到達角的 RTLS 使位置跟踪更容易、更精確. 它還可以在組織中的員工處於不安全的工作環境時發出警報.

b. IPS解決方案

所有具有到達角的 IPS 解決方案都需要更少的定位信標以獲得更高的精度, 提高部署效率.

C. 物品查找解決方案

大多數用戶在尋找解決方案時遇到了很大的問題. 當手機集成了 AoA 測向支持功能時, 它使物品查找解決方案能夠利用定向數據. 有了這個, 用戶可以輕鬆識別錯放物品的位置和方向.

d. 興趣點 (然後) 信息解決方案

具有測向功能的 AoA, 添加到手機時, 有利於 PoI 信息解決方案. 目前, 安裝在手機中的 PoI 信息應用程序可以通知用戶展廳中的不同產品,並讓他們在選擇一種產品時收到額外的信息. 具有測向支持功能的 AoA 使用戶能夠使用智能手機輕鬆訪問產品並獲取有關該項目的更多信息.

3. AoA 的限制

抖動模數轉換器和數模轉換器伴隨著估計數字天線陣列中到達信號角度的精度限制. 故障設備可以通過乾擾數據包結構輕鬆改變計算出的 AoA 信息的準確性. 這是因為藍牙版本低於 5.0 不強加任何安全要求.

準確的準確度只能通過改變接收器來實現,因為它對設備標准進行了改進. 而不是應用一個核心天線並交換到另一個僅用於評估相位延遲, 保持另一個天線處於活動狀態以接收下一個數據包.

4. 比較 AoA RTLS 和 AoD RTLS

一種. 到達角 (AOA)

在到達角 (協議書), 資產將它們的位置傳輸到定位器,例如連接的燈, 無線接入點或智能燈具. 這些定位器測量信號的到達角.

比較 AoA RTLS 和 AoD RTLS

在考慮設計時, AoA 中的資產可以是低功率的,並且只需要一個天線. 它們還同時支持額外的低功耗藍牙功能.

AoA 定位器設計的天線陣列和開關是 3 X 3 或者 4 X 4. 而且, 邊緣網關的過程角度讀數在與雲資產管理系統通信後確定設備的位置.

b. 出發角度 (範圍)

在出發角 (範圍), 信息由使用多個天線的信標傳達. 這裡, 移動設備收集信標並估計預期物品的位置.

出發角度 (範圍)

出發角信標中的天線陣列和開關需要一個 3 X 3 或者 4 X 4 設計. 移動設備必須可用於支持 AoD 算法. 定位服務系統確定信標的坐標.

其他無線電技術非常適合區域精度和房間級精度

除了藍牙, 其他無線電技術可以實現區域精度和房間級精度. 無線電 RTLS 的確切成本取決於其應用中必不可少的部署方面.

實時定位系統是的一種準確度安檢室生活
低功耗藍牙4 米15 至 20 月
無線上網3 米3 至 4 年
有源RFID5 米3 至 10 年

低功耗藍牙是多個 Wi-Fi 接入點供應商支持的最常見的無線電 RTLS 系統. 因此, 可以使用 Wi-Fi 網絡運行 BLE RTLS, 無需安裝額外的網關.

Wi-Fi 和有源 RFID 技術都使用標籤向那些每隔幾秒識別一次信號的設備發送信號. 確定標籤的確切位置時, 必須仔細分析這些信號. 這兩個系統非常適合區域跟踪和房間級精度,因為它們都可以在房間級運行. 儘管如此, 無源 RFID 標籤比有源 RFID 標籤便宜.

雖然大多數 藍牙信標 使用 Zone RTLS 和 Accu RTLS, 您還可以將其他無線電 RTLS 技術應用於您的信標設備. 您可以集成以實現混合 RTLS 的其中一些技術是;

  1. Wi-Fi RTLS – 該技術應用標籤將 Wi-Fi 信號傳送到周圍區域的各種接入點. 帶 WIFI 實時定位系統, 接收器可以使用差分到達時間方法定位標籤.
  2. 超寬帶 (超寬帶) RTLS – 超寬帶 RTLS 提供最佳定位精度. 它的信號通過使用發射器的低功率標籤傳送.
  3. 主動 RTLS – 使用電池供電的傳感器將信息傳輸到雲端, 它與不同的接入點相連.

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