Architektur mit RTLS-Genauigkeit für den Erfolg

Ein Echtzeit-Ortungssystem (RTLS) ermöglicht die Ortung von Gegenständen oder Personen innerhalb von Gebäuden. Ein wichtiges Merkmal einer RTLS-Lösung ist die Genauigkeit, mit der dieser Standort gemeldet werden kann, da dieser sich je nach Technologie von „Zentimetergenauigkeit“ bis hin zu „Raumgenauigkeit“ unterscheidet. Es gibt auch andere Aspekte wie Gesamtbetriebskosten, Unterbrechung der aktuellen Geschäftspraktiken, Kapitalrendite, Integration in vorhandene Datenplattformen und mehr. Zusammen mit der RTLS-Genauigkeit werden diese Faktoren von unseren Kunden bei der Auswahl einer Lösung abgewogen.

Was ist Genauigkeit im Kontext von RTLS?

Letztendlich wird die Genauigkeit einer RTLS-Lösung durch ihre Fähigkeit definiert, Standorte innerhalb der Präzisionsgrenzen, für die sie entwickelt wurde, zuverlässig zu melden. Zum Beispiel sollten Systeme auf Raumebene den richtigen Raum melden und Zentimeter-X-Y-Z-Systeme sollten diese Koordinaten innerhalb einer bestimmten Abweichung melden.

Unterschiedliche Anwendungsfälle erfordern unterschiedliche Genauigkeitsstufen. Wir haben oft festgestellt, dass Kunden weniger Präzision benötigen, als sie annehmen, während in anderen Fällen mehr Präzision erforderlich ist. Bei Link Labs begeistern wir uns für unsere Lösungen und möchten mit unseren Kunden zusammenarbeiten, um deren Anforderungen zu erfüllen. Wenn unsere Lösungen jedoch nicht zu einem bestimmten Anwendungsfall passen, schlagen wir Alternativen vor, die besser auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind.

In diesem Artikel untersuchen wir, wann und warum unterschiedliche Präzisions- und Genauigkeitsstufen wichtig sind und wie sie durch verschiedene Arten von RTLS-Technologien erreicht werden.

Warum ist Genauigkeit für die RTLS-Technologie wichtig?

Damit ein RTLS-System funktioniert, muss es eindeutig in der Lage sein, einen Standort genau und zeitnah zu melden. Die Genauigkeit, die Sie von einem bestimmten RTLS-Setup erwarten können, hängt oft von Ihrem Anwendungsfall ab.

Beispielsweise kann es bei einer Lageranwendung erforderlich sein, dass ein Barcode-Scanner einen Scan-Standort auf „Regalebene“ aufzeichnet, damit ein bestimmter Artikel bei Bedarf leicht gefunden werden kann. Im Gegensatz dazu wird bei einem Schwesternverfolgungssystem der Standort einer Schwester innerhalb von . genau bestimmt ein Raum ist nicht so wichtig, wie den Raum selbst zu identifizieren. Normalerweise ist die Genauigkeit der Rauminformationen (d. h. die korrekte Identifizierung des fraglichen Raums oder Stockwerks) viel wichtiger als die zusätzliche Systemkomplexität, die für eine detailliertere Berichterstellung erforderlich ist – wie die Tatsache, dass die Schwester einen Meter vom Fenster entfernt ist die Wand ganz links.

Systeme, die den Standort eines Objekts oder einer Person zentimetergenau bestimmen können, sind für einige Anwendungsfälle von Kunden unerlässlich, aber nur einige Anwendungen erfordern dieses Maß an Genauigkeit. Viele Kundenanforderungen können mit weniger Präzision als ursprünglich angenommen erfüllt werden, da eine höhere Genauigkeit auf Kosten von mehr Ausrüstung und Komplexität geht, die der Benutzer bewältigen muss. Um den Kunden einen Mehrwert zu bieten, besteht der Schlüssel darin, ein RTLS-System zu entwickeln, das ausreichende Präzision und Genauigkeit, um die spezifischen Anwendungsfälle zu unterstützen, für die es gedacht war.

Wie wird der Standort in Innenräumen bestimmt?

Um besser zu verstehen, wie sich Präzision auf Kosten und Komplexität auswirkt, ist es wichtig zu erörtern, wie Standortinformationen von verschiedenen Arten von Systemen bestimmt werden. Im Allgemeinen basieren RTLS-Systeme auf einer oder mehreren dieser Technologien:Präsenz, Flugzeit, Leistungspegelmessung oder Ankunftswinkel.

Anwesenheit

Präsenzbasierte Technologien sind nicht in der Lage, den spezifischen X-Y-Z-Standort eines Assets im Weltraum bereitzustellen; Sie berichten vielmehr, ob ein Asset an einem allgemeineren Standort (denken Sie stattdessen an „diesen Raum“ oder „diesen Bereich“) zu viel geringeren Kosten und Komplexität als bei anderen technischen Ansätzen erkannt werden kann. Die gängigsten Arten von Präsenzsystemen verwenden Ultraschall, Infrarotlicht (IR) oder Funkübertragungen mit kurzen Bursts, ähnlich wie bei Bluetooth Low Energy.

Ein Infrarot-basiertes System verwendet ein Tag, das eine codierte IR-Übertragung aussendet, ähnlich der Funktionsweise Ihrer TV-Fernbedienung. Ein IR-Sensor in der Decke nimmt dann die Übertragung auf und das System weiß, dass sich ein bestimmtes Tag in einem bestimmten Raum befindet. Ultraschallsysteme funktionieren ähnlich, außer dass sie Ton anstelle von IR verwenden. Wände leisten hervorragende Arbeit beim Blockieren von IR und Ultraschall, daher sind diese Systeme eine gute Wahl für Krankenhäuser, die in der Lage sind, alle notwendigen Kabel zu verlegen, um einen Detektor in jedem Raum zu platzieren.

Flugzeit

Die meisten hochgenauen RTLS-Systeme verwenden zeitbasierte Messungen von Funksignalen (oder in einigen Fällen Ultraschall). Durch die Aufzeichnung der Zeit, die ein Signal benötigt, um vom Asset-Tag zu einer Reihe von Detektoren zu gelangen, kann das System die Entfernung zum Ziel annähern. Aufgrund einer nicht intuitiven mathematischen Eigenschaft zeitbasierter Funkmessungen benötigen Signale eine große Bandbreite, um in Innenräumen effektiv zu funktionieren. Aus diesem Grund verwenden funkbasierte Systeme zur Entfernungsmessung im Allgemeinen Ultrabreitband-RTLS-Technologien (UWB).

Leider erfordern zeitbasierte RTLS-Systeme, dass sich drei oder mehr Detektoren in Reichweite jedes Asset-Tags befinden. Aus diesem Grund wird diese Art von System in der Regel nur in „offenen“ Bereichen wie Lagerhallen eingesetzt. Die Kosten für die Installation mehrerer UWB-Empfänger in jedem Krankenhauszimmer machen UWB zu einer weniger häufigen Wahl für RTLS-Installationen im Gesundheitswesen. Einige Wi-Fi-basierte RTLS-Systeme können eine Laufzeitvariation verwenden, aber die Leistung ist aufgrund der Anzahl der im Allgemeinen verwendeten Wi-Fi-Zugangspunkte begrenzt.

Leistungsstufe

Ein einfacherer funkbasierter Ansatz zur Verfolgung von Indoor-Assets besteht darin, dass das Asset-Tag eine reguläre Beacon-Nachricht sendet und ein Empfänger die Signalstärke (Leistungspegel) der empfangenen Nachricht misst. Ein Asset-Tag „beacons“ eine verschlüsselte Übertragung, die von einem oder mehreren Sensoren erfasst wird. Die meisten Bluetooth-Beacon-basierten RTLS-Systeme funktionieren oft auf diese Weise, ebenso wie die meisten Wi-Fi-basierten RTLS-Tags. Bei mehreren Empfängern werden die Leistungspegel (oft als RSSI oder Empfangssignalstärkeindikator bezeichnet) der Beacon-Nachricht von einem Gerät über verschiedene Empfänger hinweg verglichen, und der Empfänger, der das Beacon mit dem höchsten Leistungspegel „hört“, wird als am nächsten das Etikett. Dadurch können weniger Detektoren verwendet werden, aber für einige Anwendungsfälle kann oft das erforderliche Maß an Präzision erreicht werden.

Power-Level-Only-Ansätze liefern Kunden Daten darüber, dass sich Assets vor Ort und in allgemeinen Bereichen befinden, aber sie weisen mehrere Mängel auf, die sie nicht in allen Fällen geeignet machen. So kann beispielsweise die einfache Ausrichtung eines Tags dazu führen, dass der höchste RSSI-Wert von einem Empfänger im Nebenraum oder auf einer anderen Etage „gehört“ wird. Diese Mängel können teilweise durch Hinzufügen weiterer Empfänger, Standort-RF-Fingerabdrücke und ausgefeiltere Mathematik und maschinelles Lernen behoben werden. Jede dieser Ergänzungen erhöht jedoch die Kosten der Lösung (Infrastruktur und vom System generierte Gesamtdaten) und sie können nicht mit der Genauigkeit anderer Systeme mithalten.

Andere Optionen

Es gibt andere Technologieansätze, die von RTLS-Systemen verwendet werden, die in diesem Beitrag nicht behandelt werden. Dazu gehören passive RFID-Systeme und -Lösungen, die den Ankunfts- oder Abflugwinkel nutzen.

Verbesserung der RTLS-Genauigkeit

Eine RTLS-Lösung, die einen nahen, aber letztendlich ungenauen Standort meldet, kann Benutzer frustrieren. In einigen Anwendungsfällen können Benutzer durch angemessene Schulung und Erfahrung realistischere Ergebnisse von ihrem RTLS-System erwarten.

Für die Bestandsverwaltung spielt es möglicherweise keine Rolle, sich in einem Raum zu befinden. Eine ungenaue Ortung kann jedoch andere Lösungen vollständig beeinträchtigen. Dies ist besonders bei Notfall- oder Sicherheitslösungen wie einem Schwesternrufknopf, einem Personal- und Patientensicherheitssystem oder Panikknopfsystemen von Bedeutung. Wenn eine Mitarbeiterin mithilfe eines RTLS-Systems Hilfe ruft, die sie auf der falschen Etage platziert, kann diese Ungenauigkeit die Gefahr einer Situation erhöhen, die Hilfe verzögern oder zu erheblicher Verwirrung führen.

Wie oben beschrieben, sind einige RTLS-Technologien weniger präzise als andere, daher ist es zwingend erforderlich, dass die Lösung dem Anwendungsfall entspricht. Wir arbeiten eng mit jedem Kunden zusammen, um sicherzustellen, dass unsere Lösungen seinen spezifischen Anforderungen entsprechen.

Wie bereits erwähnt, sind Power-Level-Systeme berüchtigt für Raum- und Boden-Bounces, bei denen sie den nahegelegenen (oder „falschen“) Raum oder Boden aufgrund von Funksignalen melden, die maskiert oder kombiniert werden können, um Bereiche mit suboptimaler Leistung zu erzeugen.

Bei zeitbasierten Systemen wie UWB installieren Sie im Allgemeinen mehr Anker (Signalsensoren), um sicherzustellen, dass vier oder mehr Sensoren eine Chance haben, ein Tag zu erkennen. Wenn nur zwei oder drei Sensoren ein Tag „hören“, leidet die Genauigkeit der Ortung.

IR- und Ultraschallsysteme leiden bei ordnungsgemäßer Installation und Wartung nicht unter diesen Problemen.

Bei Link Labs haben unsere Ingenieure jahrelang daran gearbeitet, innovative und patentierte Technologien und Ansätze zu entwickeln, die die niedrigen Kosten eines leistungsstufenbasierten Systems aufrechterhalten und gleichzeitig Raumfehler minimieren und in vielen Fällen eliminieren.

Just-Right Precision™ und Kosten

Bei Link Labs empfehlen wir unseren Kunden immer, ein RTLS-System zu installieren, das ihnen das Maß an RTLS-Genauigkeit und -Präzision bietet, das ihr Anwendungsfall erfordert – nicht mehr und nicht weniger. Tatsächlich ist die Fähigkeit, in verschiedenen Teilen unserer Bereitstellungen unterschiedliche Präzisionsniveaus bereitzustellen, einer der besten Aspekte bei der Zusammenarbeit mit Link Labs. Wir nennen es „genaue Präzision „ – wir liefern mehr Präzision dort, wo sie gebraucht wird und weniger, wo das akzeptabel ist. Dies ermöglicht es uns, eine Bereitstellung an die Bedürfnisse eines Kunden anzupassen, was zu einem weiteren Vorteil des Link Labs-Ansatzes führt.

Unsere gebäudeinternen Lösungen verwenden eine eigenständige Netzwerkschicht, die keine Verwendung der Wi-Fi-Netzwerke eines Kunden oder das Verlegen von Ethernet-Kabeln erfordert. Wir betreiben ein vollständig paralleles Netzwerk, das der Bereitstellung von RTLS-Daten gewidmet ist. Und ja, das bedeutet keine IT-Integrationsanforderungen .

Diese Kombination aus Technologieansätzen, genau richtiger Präzision und einem eigenständigen Netzwerk ermöglicht es uns, unseren Kunden Lösungen für ihre Geschäftsprobleme zu viel geringeren Kosten anzubieten, die Zeit für den ROI zu verkürzen und auch einige RTLS-Anwendungsfälle zu erschließen, die mit RTLS unwirtschaftlich sind andere Systeme. In den meisten Fällen sind unsere Installationen weniger aufdringlich und nehmen deutlich weniger Zeit in Anspruch als die unserer Mitbewerber.

Möchten Sie mehr erfahren? Rufen Sie uns an, damit wir Ihnen helfen können, herauszufinden, ob unsere RTLS-Lösungen für Sie geeignet sind.