هناك ثلاث طرق رئيسية لتحديد موقع الأشخاص والأصول في الأماكن المغلقة: تحديد المدى بتقنية UWB عن طريق زمن الرحلة، وتحديد اتجاه البلوتوث (AoA/AoD)، والتقارب عبر تقنية BLE من خلال RSSI. ^(1)(2)(3)

كيف تعمل كل تقنية من تقنيات تحديد المواقع الداخلية فعلياً

النطاق العريض للغاية (UWB): تحديد المدى عالي الدقة عن طريق زمن الرحلة

تستخدم أنظمة النطاق العريض للغاية إجراءات تحديد المدى بزمن الرحلة بين الأجهزة المشاركة لقياس المسافة. ⁽³⁾ في لانسيتك مرساة UWB يقوم النظام، والمثبتات، بمزامنة التوقيت، وحساب المسافات إلى الأماكن القريبة. متتبعات النطاق العريض للغاية, ويمكن أن توفر دقة تصل إلى 10 سم مع نطاق استقبال محدد يصل إلى 23 مترًا (يعتمد على البيئة). ⁽⁴⁾

تحديد الموقع عبر تقنية بلوتوث منخفضة الطاقة (BLE) من خلال زاوية الوصول (AoA): تحديد الموقع عبر تقنية بلوتوث مع مراعاة الاتجاه

تُضيف تقنية تحديد اتجاه البلوتوث اتجاهًا موحدًا لإشارات البلوتوث منخفضة الطاقة عبر طريقتي زاوية الوصول (AoA) وزاوية المغادرة (AoD). في طريقة زاوية الوصول، يستخدم جهاز الإرسال (على سبيل المثال، علامة تعريف الأصول) هوائيًا واحدًا، بينما يستخدم جهاز الاستقبال الثابت عدة هوائيات مرتبة في مصفوفة لجمع البيانات المستخدمة لحساب اتجاه الإشارة. ⁽²⁾ كما يصف العرض التقني لتقنية البلوتوث قيود تحديد المواقع التقليدية باستخدام الإشارات اللاسلكية، ويوضح سبب تحسين تحديد الاتجاه لما يمكن استخلاصه من إشارة الترددات اللاسلكية. ⁽¹⁾

“"معظم التكلفة تتعلق بالبنية التحتية، وليس بالبطاقات."” هذا صحيح بشكل عام من الناحية العملية، لكن تقسيم التكلفة الدقيق يعتمد على عملية النشر.

تقنية التقارب عبر البلوتوث منخفض الطاقة (RSSI): تتبع بسيط وقابل للتطوير على مستوى المنطقة

تقوم تقنية التقارب الكلاسيكية بتقنية BLE بتقدير المسافة من قوة الإشارة المستقبلة (RSSI) وقيمة طاقة الإرسال المرجعية، ولكنها غالبًا ما تكون غير دقيقة بما يكفي لحالات الاستخدام عالية الدقة ويمكن أن تتأثر بالظروف البيئية. ⁽¹⁾ لانسيتيك بوابة بلوتوث LoRaWAN Micro يُعد مثالاً على نهج التقارب المدفوع بمؤشر قوة الإشارة المستلمة (RSSI)، حيث يُعلن عن دقة داخلية تصل إلى 3 أمتار، وغطاء IP68، وعمر بطارية يزيد عن 6 سنوات في ظل ظروف المسح المحددة. ⁽⁵⁾

لقد تعلمنا التعامل مع هذه التقنيات كطبقات، لا كمنافسين. توفر لك تقنية النطاق العريض للغاية (UWB) دقة جراحية حيث تكون السنتيمترات مهمة؛ بينما توفر لك تقنية النطاق العريض للغاية (BLE) تغطية تسمح بمرور الهواء في كل مكان آخر. ⁽⁴⁾⁽⁵⁾

كيفية اختيار التكنولوجيا المناسبة بذكاء حسب حالة الاستخدام

متى يُستخدم النطاق العريض للغاية (UWB): دقة سنتيمترية بالغة الأهمية للمهمة، وتريد قيودًا منشورة للنظام يمكنك تصميمها وفقًا لها (الدقة، ونطاق الاستقبال، وسعة الجهاز، والتصنيفات البيئية).

متى يكون تحديد زاوية الوصول لتقنية البلوتوث منخفض الطاقة (BLE AoA) منطقياً؟ تحديد المواقع الداخلية الاتجاهي، ويمكنك نشر أجهزة تحديد مواقع ثابتة مزودة بمصفوفات هوائيات في البيئة. تختلف توقعات "نقطة 1-3 متر" بدقة كبيرة تبعًا لكثافة أجهزة تحديد المواقع وارتفاع التركيب وتعدد المسارات.

مرساة UWBعندما تفوز تقنية التقارب عبر البلوتوث منخفض الطاقة: عمر بطارية طويل وتغطية واسعة، ويكفي وجود المستخدم على مستوى المنطقة/الغرفة. يمكن الاستفادة من تقنية RSSI للقرب على نطاق واسع، لكنها تظل حساسة للبيئة والمعايرة. بوابات و مرساة UWB كلاهما يستطيع استخدام لوراوان تُعدّ خدمة الربط الخلفي جزءًا من محفظة شركة Lansitec، مما يُسهّل عمليات التشغيل التجريبي والتنفيذ.

تخطيط البنية التحتية والطاقة: عامل النجاح الخفي

غالباً ما تحدد هذه المرحلة ما إذا كان المشروع سينجح أم سيفشل.

تباعد المرساة وهندستها: إذا كنت تستخدم مرساة Lansitec UWB، فإن نطاق الاستقبال المنشور يصل إلى 23 مترًا، وهو ما يحدد الحد الأعلى لرسومات التخطيط، ثم تقوم بتضييق المسافة بناءً على الموقع. ⁽⁴⁾

كثافة الأجهزة وأعمارها: تحدد شركة Lansitec ما يصل إلى 512 متتبعات النطاق العريض للغاية لكل مرساة ونطاق عمر البطارية المحدد (اعتمادًا على الكثافة والإبلاغ). ⁽⁴⁾ ل بوابات بلوتوث صغيرة, تحدد شركة Lansitec أكثر من 500 منارات يتم تتبعها، بالإضافة إلى تفاصيل معالجة الحمولة/وقت البث التي تؤثر على تخطيط الشبكة. ⁽⁵⁾

الربط الخلفي: في أمثلة لانسيتك المذكورة،, مرساة UWB يتم إرسال البيانات وبيانات بوابة Micro Gateway BLE عبر لوراوان.

مقارنة التكلفة والتكلفة الإجمالية للملكية: ما ستدفعه فعلاً

ترتبط دقة تقنية النطاق العريض للغاية (UWB) بشكل أساسي بإجراءات تحديد المدى بزمن الرحلة وتصميم النظام. ⁽³⁾ في مثال تطبيق شركة لانسيتك، مرساة UWB يركز على البطاريات الصناعية طويلة العمر (المحددة بـ Li-SoCl₂ 19000mAh×4) والصلابة البيئية (على سبيل المثال، IP66 وتصنيفات درجة الحرارة الصناعية). ⁽⁴⁾

مع تقنية BLE AoA، تصف مجموعة Bluetooth SIG الحاجة إلى مصفوفات الهوائيات والبنية التحتية الثابتة لتحديد الاتجاه. ⁽²⁾ ستعتمد تكلفة مشروعك في الواقع العملي على الكابلات والتركيب وبنية الحوسبة.

توفر تقنية التقارب عبر البلوتوث منخفض الطاقة (BLE) أسهل مسار للنشر: يمكنك النشر بوابات والحصول على معلومات دقيقة عن وجودك على مستوى الغرفة/المنطقة بسرعة. تتميز بوابة لانسيتك الصغيرة بأنها خيار قليل الصيانة مع عمر افتراضي طويل، ومقاومة للظروف القاسية، وأهداف دقيقة تعتمد على قوة إشارة الاستقبال (RSSI). ⁽⁵⁾

لماذا تفوز أنظمة BLE + UWB الهجينة باستمرار؟

نستخدم غالبًا شبكة بلوتوث منخفضة الطاقة (BLE) مع جزر شبكة النطاق العريض جدًا (UWB). لماذا؟ لأن النظام الهجين يعمل على طبقتين:

1. نشر مايكرو بوابات البلوتوث للتواجد الواسع وتنبيهات المنطقة (تحديد الموقع المدفوع بمؤشر قوة الإشارة المستلمة)، مع عمر بطارية طويل وسعة إشارة عالية. (1)(5)
2. أضف نقاط تثبيت UWB حول نقاط الاختناق والمناطق ذات القيمة العالية حيث تكون هناك حاجة إلى دقة أكبر، باستخدام دقة ونطاق تثبيت UWB المعلن كقيود تصميمك. ⁽³⁾⁽⁴⁾

يمكن لكلا الطبقتين الركوب بنفس الطريقة لوراوان في أمثلة Lansitec، فإن استخدام الشبكة الخلفية يحافظ على سلامة العمليات.

اختبار سريع لاتخاذ القرار: اعثر على التكنولوجيا الأنسب لك

ما هي تقنية تحديد المواقع الداخلية المناسبة لك؟

أجب عن هذه الأسئلة الخمسة، واجمع الأحرف، وستحصل على قائمتك المختصرة.

مهما كانت استراتيجيتك، فالطريق واضح: وازن بين الدقة واحتياجاتك وواقع بنيتك التحتية. استخدم تقنية البلوتوث منخفض الطاقة (BLE) لتغطية واسعة النطاق وتسهيل التشغيل، واحتفظ بتقنية النطاق العريض فائق السرعة (UWB) للمناطق الحيوية حيث الدقة هي الأهم. من خلال الاستفادة من حل هجين يستخدم نفس شبكة LoRaWAN، يمكنك تبسيط عملية النشر وضمان تحقيق كل أصل مُتتبَّع لقيمته. اختر التوازن الأمثل، وستصبح عملياتك أكثر كفاءة وفعالية وجاهزية للمستقبل..

المراجع ومصادر القراءة الإضافية:

1. مجموعة بلوتوث الخاصة، تحديد اتجاه البلوتوث: نظرة عامة فنية
2. نظرة عامة على تحسين ميزة تحديد الاتجاه في تقنية بلوتوث SIG
3. رابطة معايير IEEE، IEEE 802.15.4z-2020
4. صفحة منتج Lansitec، UWB Anchor
5. صفحة منتج بوابة بلوتوث صغيرة بتقنية LoRaWAN من Lansitec