Il principio di posizionamento tramite onde elettromagnetiche si basa su metodi quali intensità del segnale, angolo di arrivo/angolo di partenza e tempo di volo. La precisione del posizionamento aumenta di conseguenza.

Intensità del segnale delle onde elettromagnetiche

Le tecnologie tipiche che sfruttano la potenza del segnale per la misurazione della distanza e il posizionamento sono il BLE e il posizionamento Wi-Fi. Ad esempio, il tag Bluetooth trasmette informazioni e il gateway Bluetooth le riceve. Il gateway invia quindi i dati al server, che calcola la posizione del beacon o del tracker. Il metodo può essere la localizzazione puntuale (rilevamento della presenza) o la triangolazione. Può anche inviare un segnale tramite un tag Bluetooth, che viene ricevuto e inoltrato da un tracker.

La nostra azienda B-Mobile E B-Fisso sistemi adottano questo schema. Il gateway Bluetooth può essere Gateway Bluetooth LoRa, Gateway Bluetooth NB-IoT.

Tecnologia di posizionamento AoA e AoD

In base alle differenze tra le modalità di uplink e downlink del terminale da localizzare, il posizionamento Bluetooth ad alta precisione può essere suddiviso in due principi tecnici, ovvero l'AoA (Angolo di Arrivo) e l'AoD (Angolo di Partenza). Il principio tecnico prevede che l'AoA utilizzi una singola antenna per trasmettere un segnale di radiogoniometria e che il dispositivo ricevente abbia un array di antenne integrato. Quando il segnale attraversa il dispositivo, si genera una differenza di fase dovuta alle diverse distanze ricevute nell'array. Viene quindi calcolata la direzione relativa del segnale.

L'AoD è l'opposto del precedente. Il dispositivo con un array di antenne è installato in una posizione fissa. Trasmette un segnale a un terminale con una singola antenna. Il terminale con una singola antenna può quindi rilevare la direzione del segnale e calcolarne la posizione.

Vantaggi di AoA e AoD

• Basso costo del terminale
• È necessario un solo gateway per ottenere una precisione di livello sub-metro

Svantaggi di AoA e AoD

• Gamma di copertura limitata •
• Il gateway deve essere fissato con precisione in una posizione, non soggetta a vibrazioni •
• Il gateway deve essere alimentato e connesso alla rete

Tecnologia di posizionamento ToF (tempo di volo)

Il posizionamento ToF viene eseguito misurando separatamente il tempo di propagazione del segnale tra il terminale mobile e tre o più stazioni base, e adotta il posizionamento per triangolazione. Se la distanza in linea retta tra il terminale mobile e la stazione base è R (raggio), allora, utilizzando principi geometrici, la posizione del terminale mobile deve essere su un cerchio con la posizione i della stazione base come centro e R come raggio. Allo stesso modo, l'intersezione comune di più cerchi fornisce la posizione del terminale mobile.

Il posizionamento TOF tipico è il posizionamento satellitare. Inoltre, gli operatori possono localizzare i telefoni anche in questo modo o misurando la potenza del segnale, noto come LBS (Location Based Service). LoRaWAN supporta anche il posizionamento del tempo di volo, ma tre o più LoRa portali devono essere installati. La precisione del posizionamento varia da decine a centinaia di metri, a seconda della distanza del gateway e del numero di edifici circostanti.

Tecnologia di posizionamento UWB

La tecnologia Ultra-Wide Band (UWB) è una senza fili Tecnologia di comunicazione che utilizza una banda di frequenza superiore a 1 GHz. Invece di un'onda sinusoidale, la UWB utilizza un impulso stretto di un'onda non sinusoidale a livello di nanosecondi per trasmettere i dati. Pertanto, occupa un ampio spettro di frequenze.

Tecnologia UWB Presenta i vantaggi di una bassa complessità di sistema, una bassa densità spettrale di potenza del segnale trasmesso e l'insensibilità al fading dei canali. Presenta inoltre una bassa capacità di intercettazione e un'elevata precisione di posizionamento, il che lo rende particolarmente adatto per l'accesso wireless ad alta velocità in aree densamente popolate come gli ambienti interni. Poiché copre un ampio spettro, utilizzando la comunicazione wireless, può trasmettere dati a velocità di centinaia di megabit al secondo o superiori. La tecnologia UWB può trasmettere segnali su una larghezza di banda ultra ampia. Secondo la Federal Communications Commission (FCC), la tecnologia UWB occupa una larghezza di banda di oltre 500 MHz nella banda da 3,1 a 10,6 GHz.

Soluzione di tracciamento LoRaWAN UWB – Sistema di posizionamento a banda ultra larga – Lansitec

Soluzione di tracciamento UWB per il monitoraggio preciso della posizione in tempo reale nei settori manifatturiero, sanitario e logistico. Aumenta l'efficienza, la sicurezza e la gestione delle risorse.

Vantaggi del posizionamento UWB

• Forte capacità di penetrazione
• Basso consumo energetico
• Buon effetto anti-multipath
• Sistema molto sicuro e semplice
• Alta precisione

Svantaggi del posizionamento UWB

• Elevati costi di distribuzione
• Gamma di copertura limitata

Applicabilità del posizionamento UWB

• Traccia oggetti fermi o in movimento all'interno
• Monitoraggio e navigazione delle persone

Misurazione bidirezionale unilaterale

Il principio di base del Single-sided Two-way Ranging è mostrato in

Figura: Principio di misurazione della distanza SS-TWR: il dispositivo A invia un impulso al dispositivo B e, dopo un periodo di tempo t, il dispositivo A riceve l'impulso restituito dal dispositivo B. Sia tp il tempo di volo, quindi può essere calcolato approssimativamente:

2t p =troundA – triplyB

Le due differenze di orario vengono calcolate in base al cronometro locale. L'errore dell'orologio locale può essere compensato, ma ci sarà un leggero scostamento tra i diversi dispositivi.

Con l'aumento di TreplyB e dell'offset dell'orologio, aumenta simultaneamente l'errore del tempo di volo.

Misurazione bidirezionale su entrambi i lati

Il metodo di misurazione della distanza bidirezionale bifacciale è un metodo di misurazione della distanza esteso che registra i timestamp per due viaggi di andata e ritorno, per calcolare il tempo di volo. Sebbene aumenti il tempo di risposta, riduce l'errore di misurazione. Se siete interessati a questa soluzione, contattateci e vi forniremo un'introduzione dettagliata.

La precisione di posizionamento UWB arriva fino a 30 cm o anche di più. Il consumo energetico è relativamente basso. La UWB è ampiamente implementata nei veicoli senza pilota nelle attività minerarie, nel posizionamento di carichi di valore e in altri settori. Attualmente, il punto di riferimento del sistema di posizionamento UWB tradizionale richiede un canale di clock e un alimentatore, il che si traduce in un'elevata complessità costruttiva.

Disponiamo di un sistema di posizionamento ad alta precisione e di un sistema anticollisione basati sulle tecnologie LoRa e UWB. Il sistema offre i vantaggi di alta precisione, basso consumo energetico e nessun cablaggio richiesto.

RFID (tecnologia di posizionamento indoor con identificazione a radiofrequenza)

Il sistema di posizionamento tramite identificazione a radiofrequenza viene utilizzato in parcheggi, stazioni sciistiche, campi da golf, moli e altri luoghi. Gli utenti possono installare il sistema in un'area specifica per il posizionamento. Dopo aver posizionato i lettori di tag RFID in punti specifici, come ingressi e uscite principali di queste aree, il sistema può rilevare la posizione degli oggetti con dispositivi RFID in tempo reale.

La tecnologia RFID per il posizionamento indoor funziona a breve distanza, ma è in grado di ottenere informazioni con una precisione di posizionamento di un metro in millisecondi. Inoltre, grazie ai vantaggi di un campo elettromagnetico non in linea di vista, il raggio di trasmissione è ampio. Le dimensioni del tag sono relativamente ridotte, con un costo contenuto.

Il posizionamento indoor RFID è ampiamente utilizzato in magazzini, fabbriche e centri commerciali per rilevare la posizione delle merci in circolazione. Attualmente, esiste un gran numero di soluzioni di posizionamento commerciali consolidate basate sulla tecnologia RFID. È inoltre ampiamente utilizzato nel soccorso di emergenza, nella gestione delle risorse, nel tracciamento del personale e in altri settori.

Il tag RFID è una comunicazione passiva. La sua capacità anti-interferenza è scarsa.

Esplora il whitepaper: Introduzione ai principi di base della tecnologia di posizionamento

Introduzione al Whitepaper Lansitec Principi di base della tecnologia di posizionamento – Lansitec

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