В рубрику "Решения корпоративного класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В последнее время на рынке появился новый класс IТ-систем – Real Time Location System (RTLS). В русском языке устоявшегося термина еще нет, но обычно такого рода решения называют "Система локального позиционирования в реальном времени". Как видно из названия, эти системы обеспечивают определение местоположения чего бы то ни было на ограниченной территории, локально, например на территории офиса или завода. Как правило, такого рода системы обеспечивают гораздо лучшую точность позиционирования по сравнению со всем известными глобальными системами GPS и ГЛОНАСС, даже когда они используются на ограниченной территории.
По территории расставляется специальное стационарное оборудование, так называемые anchors (русскоязычные термины – считыватели, якоря, антенны, точки доступа и т.д.), а на контролируемый объект (человека или оборудование) закрепляется специальная метка – тег. Система по радиоканалу измеряет расстояние от точек доступа до меток и решением стандартной задачи трилатерации (часто еще ошибочно называют триангуляция), определяет местоположение тега. Разница между решениями различных производителей состоит в используемом радиосигнале, в способе измерения расстояний, точности, допустимых параметрах эксплуатации оборудования и др.
Рассмотрим основные виды систем позиционирования и особенности их применения.
GSM и прочие сотовые сети
Данная технология хорошо подходит, когда требуется позиционировать объекты в пределах одного города, при этом требования по точности невысоки (достаточно определить квартал города). Сотовые сети лучше GPS-трекеров тем, что позволяют определять местоположение даже внутри зданий.
Также данная технология интересна тем, что на операторском уровне возможно определять местоположение всех пользователей сотовой сети.
RFID
Метки радиочастотной идентификации. Вообще технология была создана для считывания меток на коротких расстояниях (до нескольких метров) и автоматической идентификации объектов. Позже появились решения с так называемыми "полуактивными метками" с большим радиусом считывания (до нескольких десятков метров) и системы позиционирования на них. Определение местоположения осуществляется, когда объект с меткой проходит мимо считывающего устройства. Таким образом, точность системы определяется количеством считывателей меток в здании. Технология RFID крайне интересна тем, что метка обладает низкой стоимостью (менее 1 USD). Стоимость считывателя, правда, при этом весьма высока. То есть RFID целесообразно использовать для задач, где количество контролируемых объектов велико (от нескольких тысяч меток) и требования по точности формулируются "с точностью до зоны, на входе которой установлен считыватель".
Также необходимо отметить, что RFID-метка является пассивной, то есть с ее помощью невозможно реализовать двустороннюю связь: нажатие тревожной кнопки, считывание телеметрии и показаний датчиков и т.д.
Wi-Fi
Аналогично сотовым сетям определение местоположения происходит путем измерения абонентским устройством силы сигнала до точек доступа. В качестве мобильных устройств могут использоваться как стандартные устройства (смартфоны, планшеты) со специальным ПО, так и специализированные метки (теги). Измерение силы сигнала дает хорошую точность измерения расстояний только при малых расстояниях. При удалении от источника сигнала точность измерения расстояния сильно падает. Следовательно, падает и точность позиционирования: c заявляемых многими производителями 1–3 до 20–40 м. Все системы позиционирования, построенные на основе Wi-Fi, обладают данным недостатком: эта технология изначально была спроектирована не для позиционирования, а для передачи данных.
Поставщики систем позиционирования на базе Wi-Fi обычно заявляют, что это решение экономически очень выгодно, поскольку Wi-Fi-инфраструктура уже присутствует практически во всех зданиях. Однако они при этом умалчивают, что для того, чтобы обеспечить приемлемую точность позиционирования (до нескольких метров), требуется очень плотная расстановка точек доступа: как минимум одна точка на каждую комнату. Также крайне важна стабильность расположения точек доступа в помещении. Между тем, например, в бизнес-центрах арендаторы офисов имеют свойство менять расположение оборудования – а в таких случаях нужна перенастройка системы. Как правило, не упоминается и то, что сила сигнала зависит от расположения мебели и другого оборудования: открыли дверь в комнату, передвинули шкаф с места на место – сила сигнала изменилась. То есть когда доходит до практики, требуются дополнительные инвестиции в оборудование и регулярное обслуживание системы.
Иными словами, системы позиционирования на базе Wi-Fi рекомендуется применять в случаях, когда вся беспроводная инфраструктура принадлежит одной компании, Wi-Fi-сеть изначально грамотно спланирована, покрытие сети очень плотное (в любой точке помещения должно быть хорошо "слышно" хотя бы 4–5 точек доступа), а требования по точности не очень высокие.
CSS – Chirp Spread Spectrum
Стандарт радиосвязи (IEEE 802.15.4а) в открытом диапазоне 2,4 ГГц на основе линейно-частотной модуляции. Системы позиционирования, построенные на базе этого стандарта, отличаются тем, что точность измерения расстояний практически не зависит от удаления мобильного объекта от точки доступа. А дальность связи между стационарным и мобильным узлом для данного стандарта может достигать 400–500 м на открытом пространстве (в отличие от того же Wi-Fi, где стандартная дальность – до 50–100 м). То есть обеспечивается стабильная точность позиционирования по всей территории предприятия при значительно меньшем количестве оборудования. При этом технология обеспечивает определение местоположения с точностью до 1–3 м, возможность передачи телеметрии и другого трафика, а количество контролируемых объектов – до нескольких тысяч единиц.
UWB – Ultra Wide Band
Сверхширокополосный радиосигнал в диапазоне 3,1–10 ГГц, позволяющий достичь точности позиционирования до десяти сантиметров. Технология достаточно новая, и на рынке присутствует небольшое количество игроков, предлагающих решения на ее основе. Из серьезных минусов следует отметить малую дальность связи (до 20 м) и, как следствие, необходимость очень плотной расстановки стационарного оборудования.
Компаниям, задумывающимся о внедрении RTLS-систем, можно предложить следующий упрощенный сценарий выбора технологии позиционирования.
Территория масштаба города или более
Ограниченная территория (территория предприятия)
Если ваша задача не вписывается в обозначенные выше условия – необходимо искать какой-то компромиссный вариант.
Необходимо рассмотреть типовые бизнес-задачи, для которых применяются системы позиционирования. Ниже приведено несколько основных примеров использования, но список далеко не исчерпывающий.
1. Системы контроля доступа (СКУД). При использовании RTLS-системы можно контролировать перемещение персонала и посетителей в режиме онлайн.
2. Учет рабочего времени. RTLS позволяет видеть, кто сколько времени реально находится на рабочем месте, а сколько в курилке.
3. Видеонаблюдение. При использовании RTLS диспетчер получает возможность идентифицировать человека в кадре, указать, например, что он хочет следить сейчас за Васей Петровым, а система будет автоматически активировать камеру с лучшим ракурсом, наводить камеру на нужного человека и выделять его в кадре.
4. Навигация внутри помещений. Очень актуальная задача для торговых центров, паркингов и других общественных мест с обширной территорией. Магазинная тележка может сама указать маршрут к нужному товару.
5. Эвакуация. Опасные производства, детские сады, дома престарелых, шахты и т.д. – все те места, где может потребоваться оперативная эвакуация всех людей из здания. Для спасателей очень важно понимать, сколько людей и где осталось. Сэкономленное время в данном случае означает спасенные человеческие жизни.
6. Контроль исполнения регламентов персоналом. Обошел ли охранник всю вверенную ему территорию или проболтал с коллегой в курилке; помыла ли уборщица все туалеты и сколько времени она потратила на каждый; сколько времени мерчандайзер провел рядом со своей торговой полкой и уделил ли внимание вверенному ему товару и посетителям, и т.д.
7. Тревожная кнопка. Многие системы сигнализаций оборудуют функцией тревожной кнопки. Нажал – диспетчеру отправился сигнал тревоги. Но если территория большая (например, целое здание), как искать того, кто нажал эту кнопку? Если человек уже нажал эту кнопку – значит, ему грозит опасность, и помощь должна прийти как можно быстрее. А если добавить к этому ManDown-сервис (контроль падения человека), диспетчер будет получать тревожные сообщения в автоматическом режиме и с указанием места происшествия. На рынке присутствуют решения в виде раций со встроенным GPS-приемником, но работают они только под открытым небом. А RTLS способна решить эту задачу в произвольном помещении.
8. Складские системы. Действительно ли паллету или контейнер поставили на правильное место, или грузчик ошибся и отвез ее в другой ряд? Сколько времени понадобится, чтобы потом ее найти? RTLS исключает такого рода ошибки.
9. Контроль передвижения дорогостоящего оборудования. В больницах, как правило, достаточно много оборудования, которое большую часть времени простаивает (УЗИ-аппараты, ЭКГ, аппараты жизнеобеспечения) из-за того, что находится не там, где надо. На предприятиях часто используется уникальная дорогостоящая автомобильная техника, а персонал норовит использовать ее для поездок в соседний ларек за пивом. Знакомо? RTLS позволяет контролировать полезное время использования такого рода оборудования и повысить экономическую отдачу.
Задач, которые могут решать с помощью RTLS, довольно много. И, пожалуй, сложно придумать отрасль, где эти решения будут неприменимы. Однако RTLS являются довольно молодым классом решений, и многие люди просто не предполагают, что их задача может быть решена более эффективно. Да и выбор конкретного решения является пока нетривиальной задачей.
В данной статье сделана лишь небольшая попытка рассказать о существующих технологиях и потенциальных сферах их применения. Попробуйте взглянуть на ваши текущие задачи свежим взглядом (не так, как делалось до сих пор, а как это может быть решено современными методами). Может быть, там есть возможность и необходимость применить RTLS, и обратиться к специалистам, которые смогут подобрать правильное решение конкретной задачи.
Литература
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #5, 2014
Посещений: 6684
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Решения корпоративного класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
