Architecture de la précision RTLS pour le succès

Un système de localisation en temps réel (RTLS) permet de localiser des objets ou des personnes à l'intérieur des bâtiments. Une caractéristique clé d'une solution RTLS est la précision avec laquelle elle est capable de signaler cet emplacement, car cela diffère selon la technologie de la «précision centimétrique» à la «précision au niveau de la pièce». Il existe également d'autres considérations, telles que le coût total de possession, la perturbation des pratiques commerciales actuelles, le retour sur investissement, l'intégration avec les plates-formes de données existantes, etc. Outre la précision RTLS, ces facteurs sont pris en compte par nos clients lorsqu'ils choisissent une solution.

Qu'est-ce que la précision dans le contexte de RTLS ?

En fin de compte, la précision d'une solution RTLS est définie par sa capacité à signaler de manière fiable des emplacements dans les limites de précision pour lesquelles elle a été conçue. Par exemple, les systèmes au niveau de la pièce doivent signaler la bonne pièce, et les systèmes centimétriques X-Y-Z doivent signaler ces coordonnées dans un certain écart spécifié.

Différents cas d'utilisation nécessitent différents niveaux de précision. Souvent, nous avons constaté que les clients ont besoin de moins de précision qu'ils ne le pensent, alors que dans d'autres cas, plus de précision est nécessaire. Chez Link Labs, nous sommes passionnés par nos solutions et souhaitons travailler avec les clients pour répondre à leurs besoins. Mais lorsque nos solutions ne correspondent pas à un cas d'utilisation particulier, nous proposons des alternatives mieux adaptées à leurs besoins.

Dans cet article, nous verrons quand et pourquoi différents niveaux de précision et d'exactitude sont importants et comment ils sont atteints par différents types de technologies RTLS.

Pourquoi la précision est-elle importante pour la technologie RTLS ?

De toute évidence, pour qu'un système RTLS fonctionne, il doit être capable de signaler un emplacement avec précision et en temps opportun. Le niveau de précision que vous pouvez attendre d'une configuration RTLS particulière dépend souvent de votre cas d'utilisation.

Par exemple, une application d'entrepôt peut exiger qu'un lecteur de codes-barres d'inventaire enregistre un emplacement de numérisation au « niveau de l'étagère » afin qu'un article particulier puisse être facilement localisé lorsqu'il est nécessaire. En revanche, pour un système de suivi des infirmières, localiser une infirmière dans une pièce n'est pas aussi importante que l'identification de la pièce elle-même. Habituellement, l'exactitude des informations sur la chambre (c'est-à-dire l'identification correcte de la chambre ou de l'étage en question) est beaucoup plus importante que la complexité supplémentaire du système nécessaire pour rendre compte de manière plus détaillée, comme le fait que l'infirmière se trouve à un mètre de la fenêtre près de le mur le plus à gauche.

Les systèmes qui peuvent localiser l'emplacement d'un objet ou d'une personne au centimètre près sont essentiels pour certains cas d'utilisation des clients, mais seules certaines utilisations nécessitent ce niveau de précision. De nombreux besoins des clients peuvent être satisfaits avec moins de précision qu'initialement supposé, car une précision accrue se fait au prix d'un équipement et d'une complexité supplémentaires que l'utilisateur doit gérer. Pour apporter de la valeur aux clients, la clé est de concevoir un système RTLS qui fournit suffisamment précision et exactitude pour prendre en charge les cas d'utilisation spécifiques pour lesquels il a été conçu.

Comment l'emplacement est-il déterminé à l'intérieur ?

Pour mieux comprendre comment la précision affecte le coût et la complexité, il est important de discuter de la façon dont les informations de localisation sont déterminées par différents types de systèmes. Généralement, les systèmes RTLS reposent sur une ou plusieurs de ces technologies :présence, temps de vol, mesure du niveau de puissance ou angle d'arrivée.

Présence

Les technologies basées sur la présence sont incapables de fournir l'emplacement X-Y-Z spécifique d'un actif dans l'espace ; elles indiquent plutôt si un actif peut être détecté dans un emplacement plus général (pensez plutôt à « cette pièce » ou « cette zone ») à un coût et une complexité bien inférieurs à ceux d'autres approches techniques. Les types de systèmes de présence les plus courants utilisent des transmissions par ultrasons, infrarouges (IR) ou radio à courte rafale, similaires à Bluetooth Low Energy.

Un système basé sur l'infrarouge utilise une étiquette qui émet une transmission IR codée, similaire au fonctionnement de la télécommande de votre téléviseur. Un capteur infrarouge au plafond capte ensuite la transmission et le système sait qu'une étiquette particulière se trouve dans une pièce particulière. Les systèmes à ultrasons fonctionnent de la même manière, sauf qu'ils utilisent le son au lieu de l'IR. Les murs bloquent très bien les infrarouges et les ultrasons. Ces systèmes sont donc un excellent choix pour les hôpitaux capables de faire fonctionner tout le câblage nécessaire pour placer un détecteur dans chaque pièce.

Heure de vol

La plupart des systèmes RTLS très précis utilisent des mesures temporelles des signaux radio (ou des ultrasons dans certains cas). En enregistrant le temps qu'il faut à un signal pour aller de l'étiquette d'inventaire à un ensemble de détecteurs, le système est capable d'approcher la distance jusqu'à la cible. En raison d'une caractéristique mathématique contre-intuitive des mesures radio basées sur le temps, les signaux ont besoin d'une large bande passante pour fonctionner efficacement à l'intérieur. C'est pourquoi les systèmes radio qui mesurent la distance utilisent généralement les technologies RTLS à ultra-large bande (UWB).

Malheureusement, les systèmes RTLS basés sur le temps nécessitent que trois détecteurs ou plus soient à portée de chaque étiquette d'actif. Pour cette raison, ce type de système n'est généralement utilisé que dans des zones « ouvertes » comme les entrepôts. Le coût d'installation de plusieurs récepteurs UWB dans chaque chambre d'hôpital fait de l'UWB un choix moins courant pour les installations RTLS de soins de santé. Certains systèmes RTLS basés sur le Wi-Fi peuvent utiliser une variation du temps de vol, mais les performances sont limitées en raison du nombre de points d'accès Wi-Fi généralement utilisés.

Niveau de puissance

Une approche radio plus simple du suivi des actifs en intérieur consiste pour l'étiquette d'actif à transmettre un message de balise régulier et pour qu'un récepteur mesure la force du signal (niveau de puissance) du message reçu. Une étiquette d'actif « balise » une transmission codée, qui est détectée par un ou plusieurs capteurs. La plupart des systèmes RTLS basés sur des balises Bluetooth fonctionnent souvent de cette manière, tout comme la plupart des balises RTLS basées sur le Wi-Fi. Avec plusieurs récepteurs, les niveaux de puissance (souvent décrits comme RSSI ou indicateur de force du signal reçu) du message de balise d'un appareil sont comparés sur différents récepteurs, et le récepteur « entendant » la balise avec le niveau de puissance le plus élevé est considéré comme le plus proche de la balise. Cela permet d'utiliser moins de détecteurs, mais peut souvent atteindre le niveau de précision requis pour certains cas d'utilisation.

Les approches au niveau de la puissance uniquement fournissent aux clients des données indiquant que les actifs sont sur site et dans des zones générales, mais elles souffrent de plusieurs défauts qui ne les rendent pas parfaitement adaptées dans tous les cas. Par exemple, la simple orientation d'une étiquette peut faire en sorte que la valeur RSSI la plus élevée soit « entendue » par un récepteur dans la pièce voisine ou à un étage différent. Ces lacunes peuvent être partiellement corrigées en ajoutant plus de récepteurs, des empreintes RF du site et des mathématiques et un apprentissage automatique plus sophistiqués. Cependant, chacun de ces ajouts augmente le coût de la solution (infrastructure et données totales générées par le système), et ils ne peuvent pas égaler la précision des autres systèmes.

Autres options

Il existe d'autres approches technologiques utilisées par les systèmes RTLS qui ne sont pas abordées dans cet article. Il s'agit notamment des systèmes et solutions RFID passifs utilisant l'angle d'arrivée ou l'angle de départ.

Amélioration du niveau de précision RTLS

Une solution RTLS qui signale un emplacement proche, mais finalement imprécis, peut frustrer les utilisateurs. Dans certains cas d'utilisation, une formation et une expérience appropriées peuvent aider les utilisateurs à s'attendre à des résultats plus réalistes de leur système RTLS.

Pour la gestion des stocks, le fait d'être à côté d'une pièce peut ne pas avoir d'importance. Mais une localisation inexacte peut complètement compromettre d'autres solutions. Ceci est particulièrement important pour les solutions d'urgence ou de sécurité, comme un bouton d'appel infirmière, un système de sécurité du personnel et des patients ou des systèmes de bouton de panique. Si un membre du personnel demande de l'aide à l'aide d'un système RTLS qui la place au mauvais étage, cette inexactitude peut augmenter le danger d'une situation, retarder l'aide ou causer une confusion importante.

Comme nous l'avons souligné ci-dessus, certaines technologies RTLS sont moins précises que d'autres, il est donc impératif que la solution corresponde au cas d'utilisation. Nous travaillons en étroite collaboration avec chaque client pour nous assurer que nos solutions répondent à leurs besoins spécifiques.

Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, les systèmes de niveau de puissance sont connus pour le rebond de la pièce et du sol, dans lequel ils signalent la pièce ou le sol à proximité (ou « mauvais ») en raison de signaux radio qui peuvent être masqués ou combinés pour créer des zones de performances sous-optimales.

Avec des systèmes basés sur le temps comme UWB, vous installez généralement plus d'ancrages (capteurs de signaux) pour vous assurer que quatre capteurs ou plus ont une chance de détecter une étiquette. Lorsque seulement deux ou trois capteurs « entendent » une balise, la précision de la localisation en souffrira.

Les systèmes IR et à ultrasons, lorsqu'ils sont correctement installés et entretenus, ne souffrent pas de ces mêmes problèmes.

Chez Link Labs, nos ingénieurs ont travaillé pendant des années pour développer des technologies et des approches innovantes et brevetées qui maintiennent le faible coût d'un système basé sur le niveau de puissance tout en minimisant et, dans de nombreux cas, en éliminant les erreurs de pièce.

Just-Right Precision™ et coût

Chez Link Labs, nous recommandons toujours aux clients d'installer un système RTLS conçu pour leur donner le niveau d'exactitude et de précision RTLS exigé par leur cas d'utilisation, ni plus ni moins. En fait, la capacité de fournir différents niveaux de précision dans différentes parties de nos déploiements est l'un des meilleurs aspects de la collaboration avec Link Labs. Nous l'appelons "juste précision "—nous offrons plus de précision là où c'est nécessaire et moins là où c'est acceptable. Cela nous permet de personnaliser un déploiement en fonction des besoins d'un client, ce qui constitue un autre avantage de l'approche Link Labs.

Nos solutions intégrées utilisent une couche de mise en réseau autonome qui ne nécessite pas l'utilisation des réseaux Wi-Fi d'un client ou l'utilisation d'un câble Ethernet. Nous gérons un réseau entièrement parallèle dédié à la fourniture de données RTLS. Et, oui, cela signifie aucune exigence d'intégration informatique .

Cette combinaison d'approches technologiques, d'une précision parfaite et d'un réseau autonome nous permet d'offrir à nos clients des solutions à leurs problèmes commerciaux à des coûts bien inférieurs, en accélérant le retour sur investissement et en ouvrant également certains cas d'utilisation RTLS qui ne sont pas rentables avec d'autres systèmes. Dans la plupart des cas, nos installations sont moins intrusives et prennent beaucoup moins de temps que celles de nos concurrents.

Vous souhaitez en savoir plus ? Appelez-nous afin que nous puissions vous aider à déterminer si nos solutions RTLS vous conviennent.