El principio de posicionamiento mediante ondas electromagnéticas se divide en métodos como la intensidad de la señal, el ángulo de llegada/salida y el tiempo de vuelo. La precisión del posicionamiento aumenta considerablemente.
Intensidad de la señal de onda electromagnética
Las tecnologías típicas que utilizan la intensidad de la señal para la medición de distancia y posicionamiento son el posicionamiento BLE y Wi-Fi. Por ejemplo, la etiqueta Bluetooth transmite información y la puerta de enlace Bluetooth la recibe. A continuación, la puerta de enlace envía los datos al servidor, que calcula la posición de la baliza o del rastreador. El método puede ser la localización de puntos (detección de presencia) o la triangulación. También se puede enviar una señal a través de una etiqueta Bluetooth, que es recibida y reenviada por un rastreador.
Nuestra empresa B-Móvil y B-Fijo Los sistemas adoptan este esquema. La puerta de enlace Bluetooth puede ser Puerta de enlace Bluetooth LoRa, Puerta de enlace Bluetooth NB-IoT.
| Tecnología | Exactitud | Distancia | Consumo de energía |
|---|---|---|---|
| BLE | 1~3 metros | < 150 metros | 5 mA |
| Wi-Fi | 10~15 metros | < 100 metros | 100~200 mA |
Comparación del rendimiento de la tecnología de posicionamiento BLE y Wi-Fi
Tecnología de posicionamiento AoA y AoD
Según las diferencias entre los modos de enlace ascendente y descendente del terminal a localizar, el posicionamiento Bluetooth de alta precisión se puede dividir en dos principios técnicos: el AoA (ángulo de llegada) y el AoD (ángulo de salida). El principio técnico consiste en que el AoA utiliza una sola antena para transmitir una señal de radiogoniometría, y el dispositivo receptor cuenta con un conjunto de antenas integrado. Al pasar la señal, se genera una diferencia de fase debido a las diferentes distancias recibidas en el conjunto. A continuación, se calcula la dirección relativa de la señal.
El AoD es lo opuesto al anterior. El dispositivo con un conjunto de antenas se instala en una posición fija. Transmite una señal a un terminal de antena única. Este terminal puede detectar la dirección de la señal y calcular la ubicación.
Ventajas de AoA y AoD
- Bajo costo de terminal
- Solo se requiere una puerta de enlace para lograr una precisión de nivel submétrico
Desventajas de AoA y AoD
- Rango de cobertura limitado •
- La puerta de enlace debe fijarse con precisión en una ubicación, no sujeta a vibraciones.
- La puerta de enlace debe estar encendida y conectada a la red.
Tecnología de posicionamiento ToF (tiempo de vuelo)
El posicionamiento ToF se realiza midiendo por separado el tiempo de propagación de la señal entre el terminal móvil y tres o más estaciones base, y adopta el método de posicionamiento por triangulación. Si la distancia en línea recta entre el terminal móvil y la estación base es R (radio), entonces, utilizando principios geométricos, la posición del terminal móvil debe estar en un círculo con la posición de la estación base i como centro y R como radio. De igual manera, la intersección común de varios círculos proporciona la posición del terminal móvil.
El posicionamiento TOF típico es el posicionamiento satelital. Además, los operadores también pueden localizar teléfonos de esta manera o midiendo la intensidad de la señal, lo que se conoce como LBS (Servicio Basado en la Ubicación). LoRaWAN también admite el posicionamiento por tiempo de vuelo (TOF), pero requiere la instalación de tres o más puertas de enlace LoRa. La precisión del posicionamiento varía de decenas a cientos de metros, dependiendo de la distancia de la puerta de enlace y del número de edificios circundantes.
Tecnología de posicionamiento UWB
La tecnología de banda ultra ancha (UWB) es una inalámbrico Tecnología de comunicación que utiliza una banda de frecuencia superior a 1 GHz. En lugar de una onda sinusoidal, la UWB utiliza un pulso estrecho de onda no sinusoidal a nivel de nanosegundos para transmitir datos. Por lo tanto, ocupa un amplio espectro de frecuencias.
La tecnología UWB ofrece las ventajas de una baja complejidad del sistema, una baja densidad espectral de potencia de la señal transmitida y su insensibilidad a los canales de desvanecimiento. Además, presenta una baja capacidad de interceptación y una alta precisión de posicionamiento, lo que la hace especialmente adecuada para el acceso inalámbrico de alta velocidad en zonas densas, como interiores. Gracias a su amplia cobertura de espectro, mediante la comunicación inalámbrica, puede transmitir datos a velocidades de cientos de megabits por segundo o superiores. La tecnología UWB puede transmitir señales en un ancho de banda ultra amplio. Según la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC), la tecnología UWB ocupa más de 500 MHz de ancho de banda en la banda de 3,1 a 10,6 GHz.
Ventajas del posicionamiento UWB
- Fuerte capacidad de penetración
- Bajo consumo de energía
- Buen efecto anti-multitrayecto
- Sistema muy seguro y sencillo.
- Alta precisión
Desventajas del posicionamiento UWB
- Alto costo de implementación
- Rango de cobertura limitado
Aplicabilidad del posicionamiento UWB
- Rastrear objetos estáticos o en movimiento en interiores
- Seguimiento y navegación de personas
Medición de distancia de un solo lado y dos vías
El principio básico del rango bidireccional de un solo lado se muestra en
Figura: Principio de medición de distancias SS-TWR: el dispositivo A envía un pulso al dispositivo B y, tras un periodo de tiempo t, el dispositivo A recibe el pulso devuelto por el dispositivo B. Sea tp el tiempo de vuelo, se puede calcular aproximadamente:
2t p = troundA – treplyB
Las dos diferencias horarias se calculan según el cronómetro local. El error del reloj local puede compensarse, pero habrá una ligera diferencia horaria entre los distintos dispositivos.
Con el aumento de TreplyB y el desfase del reloj, el error del tiempo de vuelo aumenta simultáneamente.
Doble cara de dos vías de medición de distancia
La medición de distancias bidireccional de doble cara es un método extendido que registra las marcas de tiempo de dos viajes de ida y vuelta para calcular el tiempo de vuelo. Si bien aumenta el tiempo de respuesta, reduce el error de medición. Si le interesa esta solución, contáctenos y le brindaremos una introducción detallada.
La precisión de posicionamiento UWB es de hasta 30 cm o incluso superior. Su consumo de energía es relativamente bajo. La UWB se implementa ampliamente en vehículos no tripulados en minería, posicionamiento de carga valiosa y otros campos. Actualmente, el sistema principal de posicionamiento UWB requiere un canal de reloj y una fuente de alimentación, lo que resulta en una alta complejidad de construcción.
Contamos con un sistema de posicionamiento de alta precisión y un sistema anticolisión basado en tecnologías LoRa y UWB. Este sistema ofrece alta precisión, bajo consumo de energía y no requiere cableado.
RFID (tecnología de posicionamiento en interiores con identificación por radiofrecuencia)
El sistema de posicionamiento por identificación por radiofrecuencia se implementa en estacionamientos, estaciones de esquí, campos de golf, muelles y otros lugares. Los usuarios pueden implementar el sistema en una zona específica para su posicionamiento. Tras colocar lectores de etiquetas RFID en ubicaciones específicas, como entradas y salidas clave en estas zonas, el sistema puede detectar la ubicación de objetos con dispositivos RFID en tiempo real.
La tecnología de posicionamiento en interiores RFID funciona a corta distancia, pero puede obtener información con una precisión de posicionamiento de un metro en milisegundos. Además, gracias a las ventajas de un campo electromagnético sin línea de visión, el alcance de transmisión es amplio. El tamaño de la etiqueta es relativamente pequeño y su coste es bajo.
El posicionamiento RFID en interiores se ha utilizado ampliamente en almacenes, fábricas y centros comerciales para obtener la posición de la circulación de mercancías. Actualmente, existe un gran número de soluciones de posicionamiento comercial consolidadas basadas en la tecnología RFID. También se utiliza ampliamente en rescates de emergencia, gestión de activos, rastreo de personal y otros campos.
La etiqueta RFID es un medio de comunicación pasivo. Su capacidad antiinterferente es deficiente.
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