Systèmes de positionnement intérieur Wi-Fi :le bon, le mauvais et les alternatives

Le Wi-Fi est un choix technologique populaire pour calculer la position d'une étiquette d'actif pour un système de localisation en temps réel (RTLS). L'utilisation de systèmes de positionnement intérieur Wi-Fi présente des avantages et des limites par rapport aux autres technologies de localisation, telles que Bluetooth, ultra-large bande (UWB) ou ultrasons. Certains clients, en particulier les utilisateurs du système RTLS de soins de santé, ont trouvé que l'utilisation des systèmes Wi-FI existants était problématique pour atteindre les objectifs de précision souhaités pour leur solution RTLS. Le Wi-Fi est utilisé de quatre manières différentes pour la détermination de l'emplacement, et chaque approche a son propre ensemble d'avantages et de défis.

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Connexe :Voici un aperçu des différents systèmes de positionnement intérieur.

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Empreintes Wi-Fi est une approche du suivi des actifs intérieurs où l'emplacement et l'ID de la station de base (BSSID) de chaque point d'accès Wi-Fi (AP) dans un bâtiment sont enregistrés dans le cadre d'une enquête. Une étiquette d'actif analyse ensuite l'environnement Wi-Fi et rapporte la liste des points d'accès Wi-Fi et leurs forces de signal associées. La base de données de l'enquête est ensuite utilisée pour estimer la position probable de la balise. C'est aussi ainsi que les smartphones estiment souvent leur position lorsqu'ils se trouvent dans des zones où le GPS ne fonctionne pas, comme à l'intérieur des bâtiments. Il existe de nombreuses bases de données de points d'accès Wi-Fi, notamment https://wigle.net/.

Vérifiez-le et voyez si le Wi-Fi de votre maison ou de votre bureau est présent. Vous pouvez voir le bureau de Link Labs sur cette photo, mais nous sommes en fait de l'autre côté de la rue.

Assurer Précision du système de positionnement Wi-Fi

(Spoiler :C'est difficile)

L'avantage des empreintes digitales est qu'il s'agit d'un moyen simple et peu coûteux d'obtenir des informations de localisation à partir de l'infrastructure Wi-Fi existante. Cependant, afin d'obtenir n'importe quel type de précision au niveau de la pièce, une enquête doit être menée avec un équipement spécialisé. Les sociétés RTLS qui utilisent les empreintes digitales le proposent généralement dans le cadre de l'approvisionnement du système. Cependant, lorsque l'équipement est échangé ou déplacé, l'enquête n'est plus valide, et cela deviendra finalement un problème de maintenance continu pour le système RTLS.

Une amélioration par rapport à la simple empreinte digitale est l'utilisation de la multilatération basée sur RSSI , qui utilise la force du signal de tous les points d'accès Wi-Fi détectables ainsi que la connaissance de leur emplacement pour calculer la position. Dans la plupart des cas, cela est précis à environ 4 m ou au niveau de la pièce, en supposant qu'il y ait suffisamment de points d'accès. Dans les parties des bâtiments avec moins de couverture AP (en particulier au bout des couloirs, par exemple), il n'y a tout simplement pas assez de données pour déterminer l'emplacement. Les erreurs de localisation d'une pièce ou d'un étage sont donc courantes dans ces zones.

Les systèmes RTLS basés sur le Wi-Fi plus avancés utilisent la triangulation basée sur le temps de vol (ToF) , c'est-à-dire lorsque les paquets envoyés vers et depuis les balises d'actif (ou d'autres appareils, comme les téléphones des travailleurs) sont horodatés par plusieurs points d'accès Wi-Fi. Si les points d'accès ont des horloges étroitement synchronisées, les différences de temps peuvent être utilisées pour calculer la position. Ces systèmes nécessitent une infrastructure Wi-Fi spécialisée qui doit être installée dans des configurations suffisamment denses pour prendre en charge RTLS. Ces systèmes sont parmi les plus précis mais nécessitent des systèmes Wi-Fi coûteux. Il faut installer plus de points d'accès qu'il n'en faudrait juste pour l'utilisation des données. Les murs (en particulier ceux des grands bâtiments comme les hôpitaux) peuvent aggraver le problème des trajets multiples, ce qui peut dégrader la précision du RTLS basé sur ToF.

Une approche similaire à ToF est l'angle d'arrivée (AoA) , où l'angle auquel une transmission Wi-Fi donnée a été reçue est calculé à l'aide de ce qu'on appelle une antenne à entrées multiples et sorties multiples (MIMO), qui regroupe les antennes pour augmenter la portée et le débit. Les systèmes d'antenne MIMO sont courants dans certains environnements d'entreprise. Parfois, les systèmes utilisent une combinaison de ToF et AoA, ce qui peut entraîner une localisation très précise. Les systèmes AoA ont le souci supplémentaire de devoir être installés dans une certaine orientation pour fonctionner correctement. Ils souffrent du même bruit, des mêmes artefacts d'échantillonnage et des mêmes effets de canal multivoies que TOF, mais l'exigence de synchronisation d'horloge est moins problématique.

Une dernière préoccupation pour les systèmes de positionnement intérieur Wi-Fi, en général, est que les balises doivent avoir un émetteur-récepteur Wi-Fi installé à l'intérieur ce qui les rend plus coûteux (et plus volumineux) que Bluetooth, IR ou ultrasons. Le système AirFinder RTLS de Link Lab utilise une combinaison de Bluetooth et d'ultrasons au lieu du Wi-FI, mais il est important que les clients comprennent les alternatives pour RTLS.

Si vous avez des questions, nous sommes là pour vous aider.

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