Comment fonctionne un système de positionnement intérieur

Presque tout le monde connaît le système de positionnement global ou GPS, qui peut déterminer la position précise de toute personne ou objet sur terre en fonction des signaux satellites. Mais qu'en est-il du suivi de localisation en intérieur ? Le GPS ne fonctionne pas bien à l'intérieur des bâtiments. C'est là qu'intervient un système de positionnement intérieur (IPS) ou un suivi de localisation intérieur.

Qu'est-ce qu'un système de positionnement intérieur ?

Comme un GPS pour les environnements intérieurs, IPS fait référence à la technologie qui permet de localiser les personnes et les objets à l'intérieur. Ces informations de localisation sont ensuite introduites dans un certain type de logiciel d'application pour rendre les informations utiles. Par exemple, les technologies IPS permettent un certain nombre de solutions de suivi en intérieur basées sur la localisation, y compris les systèmes de localisation en temps réel (RTLS), l'orientation, la gestion des stocks et les systèmes de localisation des premiers intervenants.

Il existe un certain nombre de technologies différentes qui peuvent être utilisées pour le positionnement en intérieur, dont cinq que nous aborderons en détail dans cet article :

• Systèmes basés sur la proximité
• Systèmes Wi-Fi
• Systèmes ultra large bande
• Systèmes acoustiques
• Systèmes infrarouges

Pendant que vous lisez, gardez ceci à l'esprit :Il est bon de comprendre les différents types de technologies de suivi en intérieur, mais la technologie de positionnement elle-même ne devrait pas être votre principale préoccupation :la vraie valeur réside dans le logiciel connecté à un technologie.

Savoir comment fonctionnent les balises de localisation, c'est comme savoir ce qui se passe « sous le capot IPS ». C'est très bien, mais c'est la façon dont vous utilisez ces informations de localisation qui fournit la valeur réelle :en quoi cela fera-t-il une différence dans votre entreprise ? Le logiciel qu'il alimente joue un rôle important dans la création de cette valeur, il est donc important d'évaluer le système dans son ensemble. Si vous débutez dans le suivi de localisation en intérieur et que vous disposez d'un budget serré pour l'expérimentation, l'achat d'un système coûteux, difficile à utiliser et difficile à mettre à l'échelle risque d'annuler les avantages que vous tirerez des données collectées. D'un autre côté, une solution économique et facile à utiliser vous aidera à tirer le meilleur parti de votre investissement IPS et à créer ainsi une réelle valeur commerciale.

Ci-dessous, j'ai noté les cas d'utilisation les plus courants pour chaque technologie de suivi en intérieur, ainsi que certains des inconvénients et avantages de chacune.

5 types de technologie de suivi en intérieur

1. Systèmes basés sur la proximité

Les systèmes basés sur la proximité peuvent détecter l'emplacement général d'une personne ou d'un objet au niveau de la pièce dans une installation. (Cela contraste avec un système de précision comme l'ultra large bande, nommé ci-dessous, qui identifie l'emplacement exact et précis de quelque chose jusqu'à un « point sur la carte. ») Les systèmes basés sur la proximité utilisent des balises et des balises pour le positionnement à l'intérieur, et ils sont soit basés sur le lecteur, soit sur des points de référence.

Dans un système basé sur un lecteur, des étiquettes simples et peu coûteuses (étiquettes « muettes ») transmettent leur identification en continu à un certain nombre de dispositifs de lecture. Ces dispositifs de lecture transmettent ensuite les identifications des balises et la force du signal à un système backend, qui calcule ensuite les positions de chaque balise.

Un système basé sur des points de référence, dont AirFinder est un bon exemple, utilise des balises Bluetooth Low Energy (BLE) standard comme points de référence de localisation avec des balises « intelligentes ». Les balises calculent leur propre emplacement en fonction de l'emplacement des points de référence, puis se connectent à un point d'accès central pour relayer ces informations. Les points d'accès BLE, espacés d'environ 100 pieds dans une installation, reçoivent les données de localisation cryptées de la balise et les envoient au serveur.

Les deux types de systèmes basés sur la proximité peuvent accomplir une localisation intérieure simple au moindre coût. Ils sont omniprésents dans les soins de santé et la fabrication, ainsi que dans d'autres industries. Les systèmes basés sur des points de référence, cependant, sont les plus économiques des solutions de proximité en raison de leur architecture - ils n'ont pas besoin d'autant de lecteurs connectés en raison de leurs points de référence peu coûteux. Ils prolongent également la durée de vie de la batterie et fournissent des informations de localisation plus précises que les systèmes basés sur des lecteurs.

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2. Systèmes basés sur le Wi-Fi

Dans un système de positionnement WiFi, les balises sont des émetteurs WiFi qui envoient des paquets simples à un certain nombre de points d'accès WiFi dans une installation. Ces points d'accès rapportent l'heure et la force de cette lecture à un backend, qui utilise des algorithmes pour calculer la position. Les informations de localisation sont ensuite envoyées vers le cloud.

Les systèmes de positionnement intérieur WiFi offrent un niveau de précision assez élevé - de trois à cinq mètres - car ils utilisent des mesures de différence de temps d'arrivée (TDOA) avec une large bande passante. Mais pour atteindre ce niveau de précision, vous avez besoin d'au moins trois points d'accès pour « entendre » chaque transmission de balise. Si vous ne disposez pas déjà des points d'accès WiFi pour le prendre en charge, cela pourrait être une solution coûteuse. Les balises WiFi sont également assez chères (40 $ à 60 $ par balise) et généralement moins économes en énergie que leurs alternatives.

Cela dit, le Wi-Fi est couramment utilisé dans les établissements de santé et de fabrication.

3. Systèmes ultra large bande (UWB)

L'UWB est une technologie cool. Trois lecteurs ultra large bande ou plus transmettent une impulsion très large sur un spectre de GHz. Les lecteurs écoutent ensuite les bips des balises ultra large bande. Ces balises ont un excitateur de type éclateur qui génère une petite impulsion en leur sein, ce qui crée une rafale courte, codée, très large et presque instantanée. Les lecteurs rapportent ensuite des mesures de temps très précises des étiquettes à un serveur central.

Le signal UWB étant extrêmement large, la précision des informations de localisation est très bonne, probablement le plus précis de tous les systèmes disponibles. Un inconvénient, cependant, est que l'UWB est le système le plus cher à installer. Même si les balises UWB sont peu coûteuses, chaque emplacement doit avoir au moins trois lecteurs (coûteux) en raison de la portée limitée des balises.

Une chose que j'ai remarquée dans les discussions avec les personnes qui utilisent UWB est que, même s'ils l'ont acheté pour la précision extrême qu'il offre, ils ne trouvent pas vraiment utile de savoir où quelque chose se situe par rapport au XY position. ("Je n'ai pas besoin de savoir de quel côté du lit l'infirmière se tient, j'ai juste besoin de savoir qu'elle est dans la pièce. ”) En conséquence, ils l'implémentent souvent d'une manière qui le « dumbe » – de sorte qu'il ne fournit que des informations de localisation au niveau de la proximité. Dans ce cas, la technologie basée sur la proximité est moins chère. Notez qu'il existe situations dans lesquelles la localisation précise est utile, comme dans la gestion des stocks ou le suivi du flux de matériaux dans une usine de fabrication. (L'UWB n'est pas du tout utilisé dans les hôpitaux, mais il est largement utilisé dans les entrepôts.) Tout revient à évaluer l'ensemble pour garantir que vous obtenez une solution qui correspond à vos besoins réels.

4. Systèmes acoustiques

Un certain nombre de nouveaux systèmes de localisation en intérieur sont apparus sur le marché et utilisent les impulsions ultrasonores des étiquettes pour les localiser dans un environnement intérieur. Un système acoustique fonctionne presque exactement comme UWB, sauf qu'il utilise le son au lieu de la radio. Les balises émettent un son dans la gamme des ultrasons (donc vous ne pouvez pas l'entendre). Les récepteurs dans la pièce (parfois plusieurs, et parfois un seul « intelligent ») captent ces sons et localisent les balises de cette façon.

L'un des avantages de l'utilisation du son concerne la résolution des trajets multiples. Si vous envoyez une transmission et prenez une mesure du temps, vous pouvez deviner l'emplacement en fonction de la vitesse. Si ce signal rebondit sur le mur sur le chemin, vous avez maintenant un « multichemin » – ou peut-être des dizaines d'entre eux. La capacité à différencier mathématiquement un chemin direct d'un chemin multiple est purement fonction de la vitesse du support divisée par la bande passante. Ainsi, votre capacité de résolution de trajets multiples est la vitesse du son divisée par la bande passante. Les systèmes acoustiques nécessitent moins de bande passante de signal pour résoudre les trajets multiples, car la vitesse du son est bien inférieure à la vitesse de la lumière.

Les systèmes à base de sonar peuvent également être très précis, même aussi précis que l'UWB. Le coût dépend de votre situation :si vous l'installez dans une nouvelle construction, il ne coûtera pas cher de câbler un capteur dans chaque pièce. Si vous essayez de moderniser un bâtiment existant avec des capteurs, le coût serait élevé. Les balises, cependant, sont peu coûteuses.

Pour l'instant, les systèmes acoustiques sont une technologie de niche peu utilisée, bien que les soins de santé offrent le plus grand potentiel de cas d'utilisation dans un avenir proche.

5. Systèmes infrarouges (IR)

Les systèmes de localisation d'intérieur basés sur l'infrarouge utilisent des impulsions lumineuses infrarouges (comme une télécommande de télévision) pour localiser les signaux à l'intérieur d'un bâtiment. Des récepteurs IR sont installés dans chaque pièce, et lorsque l'étiquette IR émet des impulsions, elle est lue par le dispositif récepteur IR.

L'infrarouge est un moyen quasi infaillible de garantir la précision au niveau de la pièce. Il utilise la lumière au lieu des ondes radio, qui ne peuvent pas traverser les murs - si le système indique qu'un actif se trouve dans la pièce 4B, il se trouve sans aucun doute dans la pièce 4B. Les systèmes radio ont plus de problèmes avec les faux positifs, car les ondes radio peuvent parfois être captées par d'autres lecteurs à travers les murs.

Bien que les étiquettes soient peu coûteuses et durables, un inconvénient de l'infrarouge est que chaque pièce a besoin d'un lecteur IR filaire à installer au plafond. C'est bien si vous l'installez dans une nouvelle construction, mais, tout comme pour l'acoustique, la modernisation coûtera cher. C'est pourquoi les systèmes infrarouges sont couramment utilisés dans les nouvelles constructions d'hôpitaux, où les chambres sont définitivement segmentées. Dans un entrepôt à ciel ouvert, l'infrarouge serait un défi :si trois récepteurs lisent une impulsion lumineuse, il n'y a aucun moyen de savoir de quel récepteur l'étiquette est la plus proche, car il est difficile de mesurer la force relative du signal infrarouge. De manière générale, les technologies radio fonctionnent mieux dans les espaces ouverts caractéristiques des entrepôts et des installations de fabrication.

Vous souhaitez en savoir plus sur un système IPS de proximité à faible coût ?

AirFinder est le système de proximité Bluetooth le plus précis au monde. Il peut être configuré pour localiser des actifs ou des personnes dans une zone générale ou jusqu'à un emplacement très spécifique en utilisant une variété de lecteurs de proximité et de points de référence pour atteindre le niveau de précision requis. Et les balises BLE qu'il utilise sont vendues dans des centaines de facteurs de forme différents, provenant de nombreux fabricants différents, ce qui vous permet de contrôler le prix, la taille, la batterie et les matériaux du boîtier.

Il a été conçu pour maximiser la valeur commerciale de votre investissement dans le système de positionnement intérieur car il est :

• Economique. Les balises iBeacon vont de 2 $ à 15 $, et aucune infrastructure complexe et coûteuse n'est nécessaire.
• Facilement déployé , sans l'intervention du service informatique.
• Facilement évolutif en ajoutant plus de points de référence.
• Très sécurisé car aucune infrastructure de localisation ne touche votre réseau.
• Convivial et simple à naviguer.

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