ข้ามไปที่เนื้อหา
บ้าน - การเจาะลึกการใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink การสร้างระบบติดตามใต้ดินที่ปรับขนาดได้

การเจาะลึกการใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink การสร้างระบบติดตามใต้ดินที่ปรับขนาดได้

การเจาะลึกการใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink การสร้างระบบติดตามใต้ดินที่ปรับขนาดได้

สารบัญ
สารบัญ
การเจาะลึกการใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink การสร้างระบบติดตามใต้ดินที่ปรับขนาดได้
การเจาะลึกการใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink การสร้างระบบติดตามใต้ดินที่ปรับขนาดได้

บทนำสู่การใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink

หลังจากความสำเร็จของการใช้งาน Lansitec ของ MetroLink B011 สัญญาณไฟหมวกกันน็อค สำหรับความปลอดภัยของคนงานใต้ดิน ขั้นตอนต่อไปที่สมเหตุสมผลคือการพังทลายทางเทคนิค กรณีศึกษาส่วนนี้จะสำรวจว่า MetroLink นำโครงสร้างพื้นฐานการจัดตำแหน่งแบบเต็มรูปแบบไปใช้งานใต้ดินได้อย่างไร โดยอาศัย บลูทูธ 5.1 มุมมาถึง (AoA) เทคโนโลยี, เกตเวย์มาโคร/พลังงานแสงอาทิตย์, และ แบ็คฮอล์ที่ใช้ LoRaWAN เพื่อส่งมอบระบบติดตามตำแหน่งแบบเรียลไทม์ที่ราบรื่น

 

By blending accuracy, battery efficiency, and connectivity resilience, MetroLink’s system proves that Bluetooth AoA combined with โลราวัน is a powerful and scalable architecture for complex subterranean environments, including metro rail infrastructure.

ส่วนประกอบหลัก

B011 หมวกกันน็อคบีคอน

B011 ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์สวมใส่หลัก โดยเลือกเนื่องจาก:

  • รองรับบลูทูธ 5.1 AoA
  • แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ 1200mAh (ระยะเวลาการทำงาน 1 ปี ทุกๆ 0.5 วินาที)
  • การป้องกันน้ำเข้าระดับ IP66
  • ตัวเลือก กริ่ง สำหรับการแจ้งเตือนด้วยเสียงและการเรียกคืนพนักงาน
  • ช่วงเวลาโฆษณาที่ปรับได้: 100ms ถึง 10s
  • น้ำหนัก: เพียง 90 กรัม — เหมาะสำหรับการติดตั้งบนหมวกกันน็อค

These สัญญาณไฟ constantly broadcast positioning packets. When received by surrounding gateways equipped with AoA antenna arrays, they enable 2D trilateration to estimate precise location.

เกตเวย์บลูทูธมาโคร (LoRaWAN)

ติดตั้งทุกๆ 80–100 เมตร ภายในอุโมงค์มีทางเข้าดังนี้:

  • รับแพ็กเก็ต BLE จากบีคอนใกล้เคียง (ระยะ ~100–150 เมตรจากระยะสายตา)
  • ใช้ เสาอากาศอาร์เรย์ AoA เพื่อคำนวณทิศทางสัญญาณ
  • ถ่ายทอดข้อมูลตำแหน่งไปยังเซิร์ฟเวอร์ LoRaWAN ผ่าน อัปลิงค์ระยะไกล
  • คุณสมบัติ แบตเตอรี่ 38,000mAhโดยให้การดำเนินงานอัตโนมัติเป็นเวลา 3–5 ปี
  • ได้รับการจัดอันดับ IP66 และเป็นเกรดอุตสาหกรรมสำหรับสภาพใต้ดิน

เกตเวย์บลูทูธภายในอาคารและพลังงานแสงอาทิตย์

  • เกตเวย์ภายในอาคาร:ติดตั้งในห้องเทคนิค คลังสินค้า ศูนย์ควบคุม (ใช้พลังงาน PoE ติดตั้งบนเพดาน)
  • ประตูโซล่าเซลล์:ใช้เหนือพื้นดินที่จุดเข้าอุโมงค์และในลานบริการ
    • พร้อมด้วย แบตเตอรี่ชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ 5300mAh
    • ออกแบบมาเพื่อ การทำงานต่อเนื่องแม้ในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก
    • รายงานผ่าน LoRaWAN เช่นเดียวกับเกตเวย์มาโคร

เครือข่าย LoRaWAN

โครงสร้างพื้นฐาน LoRaWAN เป็นกระดูกสันหลังของการสื่อสาร:

  • ให้การเชื่อมต่ออัปลิงค์ระยะไกลด้วยพลังงานต่ำจากเกตเวย์ทั้งหมด
  • เข้ารหัสด้วย AES-128
  • ดำเนินการบน AU915 วงดนตรีให้สอดคล้องกับกฎระเบียบของแต่ละภูมิภาค
  • ข้อมูลรวมศูนย์ถูกส่งไปยังระบบควบคุมของ MetroLink เพื่อการแสดงภาพ การแจ้งเตือน และการวิเคราะห์

การระบุตำแหน่ง Bluetooth AoA: วิธีการทำงาน

มุมการมาถึงของบลูทูธ (AoA) เป็นเทคโนโลยีหลักเบื้องหลังการติดตามคนงานใต้ดินอย่างแม่นยำของ MetroLink
วิธีการดำเนินการในภาคสนามมีดังนี้:

  1. บีคอน B011 ส่งสัญญาณบลูทูธเป็นระยะๆ (เช่น ทุกๆ 500 มิลลิวินาที)
  2. เกตเวย์ที่เปิดใช้งาน AoA อย่างน้อยสองแห่ง รับสัญญาณพร้อมกัน
  3. แต่ละเกตเวย์จะคำนวณ มุม ซึ่งสัญญาณมาถึงโดยใช้เสาอากาศแบบอาร์เรย์
  4. ระบบจะแสดงตำแหน่งของสัญญาณโดยการวางมุมจากเกตเวย์หลาย ๆ แห่งทับซ้อนกัน
  5. ตำแหน่งจะถูกส่งผ่าน LoRaWAN ไปยังศูนย์ควบคุม

ความแม่นยำในการวางตำแหน่งที่ทำได้:

  • เฉลี่ย: 1.5–3 เมตร
  • ในรูปทรงอุโมงค์ที่เหมาะสมที่สุด: สูงถึง 1 เมตร
  • ในพื้นที่ที่มีการจราจรคับคั่ง (เช่น ทางแยก): ~3.5 เมตร เนื่องจากการสะท้อนของสัญญาณ

การวางแผนการใช้งาน

การสำรวจสัญญาณและการทำแผนที่ความครอบคลุม

ก่อนที่จะเปิดตัวเต็มรูปแบบ ทีมเทคนิคของ MetroLink ได้ทำการทดสอบทั่วทั้งอุโมงค์ การสำรวจ RF การใช้บีคอนสาธิตและเครื่องดมสัญญาณเพื่อ:

  • ระบุโซนที่มีการสะท้อนแสงสูง (ตะแกรงโลหะ ผนังโค้ง)
  • ปรับระยะห่างระหว่างจุดเชื่อมต่อให้เหมาะสม (ให้แคบลงในส่วนของโค้ง/จุดตัด)
  • ทำให้มั่นใจ ความซ้ำซ้อน (3 เกตเวย์ต่อโซนสำหรับการแบ่งสามเหลี่ยม)

เค้าโครงเกตเวย์ทั่วไป:

  • อุโมงค์ตรง: 1 อุโมงค์ต่อ 80–100 เมตร
  • โซนทางแยก: 3 โซนในรูปแบบสามเหลี่ยมทุกๆ 50 เมตร
  • ช่องหนีไฟฉุกเฉิน: 1 ช่อง Solar Gateway ที่ผิวดิน

ขั้นตอนการปรับใช้

ระยะที่ 1: โครงการนำร่องวงจรกลาง

  • ส่วนทดสอบระยะทาง 12 กม.
  • ออกสัญญาณ 50 สัญญาณให้กับช่างเทคนิคภาคสนาม
  • ปรับใช้เกตเวย์มาโคร 40 รายการ
  • หน่วยพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการทดสอบที่พอร์ทัลพื้นผิว 3 แห่ง

ผลลัพธ์:

  • พื้นที่ครอบคลุม 95%
  • ค่ามัธยฐานความแม่นยำ 3 เมตร
  • นักบินตรวจจับการล้มได้รับการทดสอบด้วยผลตอบรับเชิงบวก

ระยะที่ 2: การเปิดตัวทั่วทั้งเครือข่าย

  • ออกหมวกกันน็อค 400 ใบ
  • ติดตั้งมาโครเกตเวย์ 325 ตัว
  • เกตเวย์ภายในอาคาร 45 แห่งติดตั้งในสถานีและฮับ
  • 30 โซลาร์เกตเวย์สำหรับโซนการเข้าถึงภายนอก

การไหลของข้อมูลและการรวมแพลตฟอร์ม

  1. บีคอนส่งสัญญาณ → เกตเวย์รับ (AoA)
  2. เกตเวย์คำนวณตำแหน่งและเข้ารหัสข้อมูลโหลด
  3. อัปลิงค์เกตเวย์ LoRaWAN
    • ระยะ: 1.5–2 กม. แม้ในสภาพแวดล้อมในเมือง
    • อัตราการอัปลิงค์: 1 แพ็กเก็ตตำแหน่งทุกๆ 5 วินาที (กำหนดค่าได้)
  4. เซิร์ฟเวอร์กลางรับและถอดรหัสข้อมูลโหลด
  5. มุมมองของผู้ควบคุมห้องควบคุม:
    • แผนที่สดของบุคลากร
    • สถานะรั้วเสมือน
    • การแจ้งเตือน (ล้ม, SOS, ละเมิดโซน)
    • Equipment location (via Container ตัวติดตาม)

ข้อมูลถูกป้อนเข้าสู่แดชบอร์ดที่รองรับ SCADA ของ MetroLink ผ่านทาง API bridge

ความท้าทายและแนวทางแก้ไขที่สำคัญ

ท้าทาย

ปณิธาน

การสะท้อนสัญญาณในอุโมงค์แคบ

ความหนาแน่นของเกตเวย์พิเศษ + การแบ่งสามเหลี่ยมแบบปรับตัว

การเข้าถึงแบตเตอรี่สำหรับหน่วยที่ติดเพดาน

อุปกรณ์ทั้งหมดที่เลือกด้วย แบตเตอรี่ 3–5 ปี

การรับเลี้ยงบุตรบุญธรรม

การออกแบบแบบ plug-and-play ที่เรียบง่าย ไม่ต้องเรียนรู้ UX

การชนกันของสัญญาณไฟที่ความหนาแน่นสูง

ช่วงเวลาโฆษณาแบบสลับกันตามสถานที่

ความปลอดภัยและความยืดหยุ่นของระบบ

  • การเข้ารหัส:AES-128 บนทั้งชั้น Bluetooth และ LoRaWAN
  • ระบบป้องกันความล้มเหลว:
    • การแคชภายในเครื่อง: เกตเวย์จะจัดเก็บตำแหน่งล่าสุด 40 ตำแหน่งหากการเชื่อมต่อล้มเหลว
    • ฟังก์ชันปุ่ม SOS แม้ในช่วงที่สัญญาณอัปลิงค์ขัดข้องชั่วคราว
    • โฟต้า (เฟิร์มแวร์ผ่านอากาศ): รองรับบนเกตเวย์และบีคอนสำหรับการอัปเดตระยะไกล

บทเรียนที่ได้รับ

การปรับแต่งอัลกอริทึม AoA อย่างละเอียด

MetroLink ร่วมมือกับวิศวกรของ Lansitec เพื่อ:

  • ปรับเทียบเสาอากาศสำหรับความโค้งของอุโมงค์
  • ปรับแต่งอัลกอริทึมเพื่อชดเชยการรบกวนจากการเด้งกลับ
  • ใช้ RSSI + AoA ที่กรองแล้ว การผสมผสานเพื่อความแม่นยำของขอบ

ความซ้ำซ้อนของโครงสร้างพื้นฐานเป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้

การครอบคลุมแบบสองชั้น (AoA + การแบ่งโซนสำรอง) ช่วยให้ตำแหน่งเวิร์กเกอร์สามารถแก้ไขได้แม้ว่าโหนดจะล้มเหลวก็ตาม

การวางแผนแบตเตอรี่ Gateway สำคัญ

จำเป็นต้องมีเกตเวย์มาโคร การบริการน้อยลงบ่อยครั้งแต่การสร้างแบบจำลองแบตเตอรี่ถือเป็นสิ่งจำเป็น รวมถึงการจำลองอัตราการระบายแบตเตอรี่ตามอุณหภูมิด้วย

การขยายตัวในอนาคต: แผนทางเทคนิค

แผนงานของ MetroLink ประกอบด้วย:

  • โมดูลเอไอเอแบบ Edge ที่เกตเวย์สำหรับการตรวจจับความผิดปกติในท้องถิ่น
  • Temperature เซ็นเซอร์ ในสัญญาณไฟเตือนความปลอดภัยจากอัคคีภัย
  • การแจ้งเตือนเฉพาะโซน ผ่านการตอบรับจากเสียงกริ่ง (เช่น การเข้าสู่เขตอันตราย)
  • ผู้รับเหมา Beacon Pooling: ระบบการออกสัญญาณชั่วคราวพร้อมโปรโตคอลการหมดอายุ

บทสรุป

ความสำเร็จทางเทคนิคของการใช้งานการติดตาม Bluetooth AoA ของ MetroLink อยู่ที่ การวางแผน การทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ และความสมจริงในการปฏิบัติงาน. โดยการผสมผสานของ Lansitec B011 สัญญาณไฟหมวกกันน็อค, เกตเวย์มาโคร, หน่วยพลังงานแสงอาทิตย์, และ การเชื่อมต่อ LoRaWANหน่วยงานดังกล่าวได้บรรลุถึงระบบที่ไม่เพียงแม่นยำเท่านั้น แต่ยังแข็งแกร่ง อิสระ และปรับขนาดได้อีกด้วย

ในโครงสร้างพื้นฐานรถไฟฟ้าใต้ดินในปัจจุบัน ความปลอดภัยไม่ใช่งานที่ต้องทำด้วยมืออีกต่อไป ออกแบบมาอย่างมีวิศวกรรม ไร้สาย และเปิดตลอดเวลา.

 

แชร์โพสต์นี้:

ข่าวสาร IoT ล่าสุด:

เอกสารเผยแพร่: