RTLS 101: Was ist es und wo wird es verwendet

Was ist RTLS?

Ein Echtzeit-Lokalisierungssystem (RTLS) ermöglicht es Ihnen, Daten über den Standort von Vermögenswerten oder Personen zu identifizieren, zu verfolgen, zu überwachen, zu analysieren, zu nutzen und anderweitig zu nutzen. Stellen Sie sich die Möglichkeit vor, Personen und Vermögenswerte auf lokaler, nationaler oder sogar internationaler Ebene zu überwachen. Händler, Streitkräfte, Polizei, Rettungskräfte, medizinische Sektoren, Bildungseinrichtungen und praktisch jede Branche - sogar im häuslichen Umfeld - können von RTLS-Lösungen profitieren oder tun dies bereits.

Der Standort bezeichnet, wo sich ein Objekt oder eine Person befindet. Mit einem Echtzeit-Lokalisierungssystem (oder RTLS) identifizieren und überwachen Sie Personen und Vermögenswerte, indem Sie ein Tag, ein kompaktes kabelloses Gerät, an jedes Objekt oder jede Person anbringen. Vermögenswerte beziehen sich auf Dinge wie Computer, Geräte und schwere Maschinen. Beispielsweise könnten Sie ein Tag an einem Fahrzeug (einem Vermögenswert) anbringen, um dessen Position innerhalb Ihrer Einrichtung zu verfolgen; oder Sie könnten eine Identifikationskarte haben, die es jemandem ermöglicht, Sie innerhalb eines Gebäudes zu finden.

Um Personen und Vermögenswerte sofort zu identifizieren, beobachtet ein RTLS kontinuierlich die Positionen des Tags. Anschließend übermittelt das RTLS diese Standortdaten an Software, die diese Informationen verarbeitet und nutzt. Hier sind einige Methoden, um RTLS-Tags zu verwenden, um Personen und Vermögenswerte zu identifizieren: Tags an PCs, Geräten und Transportfahrzeugen anbringen; Personen anweisen, Tags zu besitzen (wie ID-Karten, Armbänder, Fußfesseln, Clip-ons) oder Tags in Geräten zu integrieren, die Personen bereits haben, wie Mobiltelefone.

Standortmodelle, die von RTLS verwendet werden

Wenn Sie die konkrete Position eines Vermögenswerts oder einer Person erkennen möchten, möchten Sie möglicherweise die absolute Position, die relative Position oder die symbolische Position wissen. Die absolute Position bezieht sich auf die genauen Koordinaten (wie Breiten- und Längengrad sowie Höhe). Die relative Position bezeichnet den Abstand in drei Dimensionen im Verhältnis zu einem festen Punkt. Die symbolische Position bedeutet, sich in einem bestimmten Bereich wie einem Sicherheitsraum oder einer Cafeteria zu befinden.

Um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden, sei es die präzise Position oder die breitere raumbezogene Position, übermitteln mehrere RTLS-Lösungen die Position von Tags auf eine dieser Arten:

Präsenzorientierte Lokalisierung (eine Person hat das Gelände betreten), raumbezogene Lokalisierung (eine Person hat einen bestimmten Raum innerhalb des Gebäudes betreten), subraumbezogene Lokalisierung (eine Person befindet sich an einem bestimmten Ort innerhalb eines Raumes), Engpasslokalisierung (eine Person hat einen Ein- oder Ausgangspunkt eines Gebäudes oder Raumes passiert und bewegt sich in eine bestimmte Richtung), nähebasierte Lokalisierung (eine Person befindet sich in der Nähe eines anderen Tags) und präzise Lokalisierung (eine Person wird an einem bestimmten Ort innerhalb des Geländes identifiziert).

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Das Standortkonzept bestimmt, welche Technologie am besten für eine bestimmte Geschäftslösung geeignet ist. In den meisten Fällen gilt: Je mehr RTLS-Referenzpunkte installiert sind, desto besser ist die Standortgenauigkeit - innerhalb der Grenzen der gewählten Technologie. Im Allgemeinen kann der Standort eines Transponders entweder durch vorbeigehende Objekte oder durch Triangulation ermittelt werden. Die erste Möglichkeit nutzt Tore oder Engpässe, um den Fluss der Tags zu überwachen, und mithilfe von Richtantennen wird die Bewegungsrichtung erfasst.

In diesem Fall wissen Sie, ob sich ein Objekt noch im Raum befindet oder nicht, wann es eingetreten oder verlassen hat und wohin es gegangen ist. Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Position eines Transponders durch Triangulation (oder andere Methoden zur Positionsbestimmung) mithilfe mehrerer Leser zu bestimmen, die das Transponder-Signal empfangen. Die Genauigkeit der berechneten Position hängt von der Technologie und den Bedingungen der Umgebung von Transponder und Lesegeräten ab: Wände, Möbel oder verschiedene Materialien (wie Metall) können die geschätzte Reichweite verzerren.

Verstehen der grundlegenden Technologien von RTLS

Im Laufe der Zeit haben zahlreiche Systeme und Innovationen von Wissenschaftlern und Unternehmen entwickelt, um den Standort von Personen, Maschinen und anderen Werten zu bestimmen. Heutzutage kann ein RTLS unter Verwendung von Beleuchtung, visuellen Kameras, Infrarot, Akustik, Ultraschallwellen, Bluetooth, Wi-Fi, Radiofrequenz-Identifikation (RFID), ZigBee, Ultra-Wideband, GPS und Mobilfunk sowie anderen Technologien implementiert werden (siehe auch: RTLS chip).

Verschiedene Technologien verwenden unterschiedliche Methoden, und jede Methode adressiert eine etwas andere Herausforderung oder bedient verschiedene Anwendungen. Diese Systeme unterscheiden sich in mehreren Aspekten, wie den physischen Mechanismen, die zur Bestimmung des Standorts verwendet werden, dem Design des Tags und der Standortdetektoren, dem Energiebedarf, der Entfernung, der Eignung für Innen- versus Außeneinsatz sowie der zeitlichen und räumlichen Präzision.

Einige Technologien bestimmen den Standort auf der Ebene eines Raumes, einige können nur die Anwesenheit erkennen, und einige können mit hoher Genauigkeit lokalisieren. Bestimmte Technologien sind im Freien besonders leistungsfähig, während andere speziell für Innenräume entwickelt wurden. Einige sind für Unternehmensumgebungen geeignet, während andere ideal für Fertigungsumgebungen sind. Einige erfordern zusätzliche Standortdetektoren, während andere vorhandene Einrichtungen, wie Strom oder Wi-Fi in einem Gebäude, nutzen.

In bestimmten Setups berechnet das Tag, dessen Position bestimmt wird, seine eigenen Koordinaten (häufig als Tag selbstbestimmend bezeichnet); während in anderen der Standort des Tags bestimmt wird, indem der Standort eines benachbarten Tags identifiziert wird (häufig als Tag indirekt bestimmend bekannt).

Alle RTLS-Technologien verfolgen jedoch das gemeinsame Ziel, den Standort von Werten und Personen mit der für den Anwendungsfall erforderlichen Präzision zu bestimmen, und jede erreicht dies auf ihre eigene Weise.

RTLS: Das Konzept von Tags verstehen

Wenn viele Menschen an ein RTLS denken, geht ihr Denken sofort zu den RTLS-Tags, die die sichtbarsten Elemente eines RTLS sind, mit denen die meisten Menschen interagieren. Ein RTLS umfasst jedoch viel mehr als nur Tags. Es besteht auch aus Standortdetektoren, Positionierungstechnologie und -techniken, Standort-Engine-Software, Zwischenanwendungssoftware und der Benutzeranwendung. Jedes dieser Elemente muss anpassungsfähig sein, um Unternehmen mit unterschiedlichen Umgebungen, Anforderungen und Anwendungen gerecht zu werden. Lassen Sie uns vorerst auf RTLS-Tags eingehen. Ein RTLS-Tag ist ein kompaktes Gerät, das mit standortbasierter Technologie ausgestattet ist. Diese Tags können verwendet werden, um sowohl Vermögenswerte als auch die Personen zu identifizieren, die sie besitzen. Tags sollten klein genug sein, um an Vermögenswerten angebracht oder von Personen gehalten zu werden.

Wenn Sie ein Tag an Vermögenswerten wie Fahrzeugen anbringen, befestigen Sie in der Regel das Tag am Vermögenswert oder schrauben es fest. Manchmal entscheiden sich einige dafür, das Tag in Vermögenswerte zu integrieren. Die Positionierung von Vermögenswerten ist im Wesentlichen die Positionierung dieser Tags. Wenn das Tag vom Vermögenswert getrennt wird, wird die Verfolgung des Vermögenswerts unmöglich. Je nach Kommunikationsweise des Tags mit dem Rest des RTLS werden die Tags in passive, semi-passive oder aktive Tags kategorisiert.

WO WIRD RTLS VERWENDET ?

RTLS ist ein weit verbreitetes Konzept in vielen verschiedenen Branchen. Hier ist eine Liste von verschiedenen Einsatzbereichen für Echtzeit-Lokalisierungssysteme:

• Identifizieren Sie den richtigen Träger, um Material in eine Bearbeitungsmaschine zuzuführen
• Lokalisieren Sie mobile Geräte in einem Krankenhaus, um sie verfügbar zu haben
• Identifizieren Sie Personen und gewähren Sie Zugang zu einem gesperrten Bereich
• Erstellen Sie automatisierte Jobs für Hebemaschinen basierend auf der Identifizierung der Objekte
• Kombinieren Sie die Identität mehrerer Artikel an einem einzigen Standort (z. B. Paletten)
• Überwachen Sie Sammelstellen und den Aufenthaltsort des Personals im Notfall
• Verfolgen Sie die Position des geparkten Fahrzeugs, nachdem es die Produktionslinie verlassen hat
• Erlauben Sie potenziell gefährliche Arbeiten in Minen, nachdem das gesamte Personal in einen sicheren Bereich gegangen ist
• Folgen Sie einem Produkt entlang der Produktionslinie (in einem Förder- oder Nicht-Förderband-System)

Solche Szenarien bestimmen die Technologie und die Einrichtung des RTLS. Auch bei RTLS gibt es Einschränkungen. Einige Technologien sind möglicherweise nicht für bestimmte Umgebungen geeignet, beispielsweise in Krankenhäusern, in denen empfindliche Geräte betrieben werden und von ihnen Leben abhängt. Das heißt, jeder einzelne Fall muss getestet werden, um ein besseres Verständnis zu erhalten, insbesondere hinsichtlich der Signalreichweite und -stärke. Die Platzierung von Lesegeräten in Versorgungsräumen oder über Türen zwischen Krankenhausflügeln zur Überwachung von Anlagen ist kein Problem.

RTLS kann aus verschiedenen Technologien bestehen, die gleichzeitig verwendet werden, z. B. RFID, UWD und NFC, die in einem System kombiniert werden, um verschiedene Aufgaben zu erfüllen. Daher ist es wichtig, eine geeignete Wahl zu treffen, um falsche Entwurfsentscheidungen bereits in den frühen Phasen zu vermeiden. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine spezielle Methodik für die Erkundung des RTLS-Designraums entwickelt. Sie besteht aus Schritten wie Modellierung, Spezifikation der Anforderungen und Verifizierung zu einem einzigen effizienten Prozess.

FAQs

Who is using RTLS in brownfield operations?

RTLS, oder Echtzeit-Lokalisierungssystem, ist eine Technologie, die zur automatischen Identifizierung und Verfolgung des Standorts von Objekten oder Personen in Echtzeit verwendet wird. Es funktioniert hauptsächlich durch das Anbringen von Tags an den zu verfolgenden Gegenständen oder Personen, die dann ihre Position an ein Netzwerk von Sensoren kommunizieren. Das System verarbeitet diese Daten, um den genauen Standort jedes getaggten Artikels oder jeder Person zu bestimmen, der/die oft in einer Softwareoberfläche angezeigt wird. Die Technologie hinter RTLS kann variieren und umfasst unter anderem Radiofrequenzidentifikation (RFID), Wi-Fi, Infrarot und Ultraschall.

In welchen Branchen oder Anwendungen wird RTLS häufig eingesetzt?

RTLS hat eine breite Palette von Anwendungen in verschiedenen Branchen. Einige der häufigsten sind:

• Gesundheitswesen: Verfolgung von Patienten, Mitarbeitern und Geräten in Krankenhäusern zur Verbesserung der Patientenversorgung und der betrieblichen Effizienz.
• Fertigung: Überwachung des Standorts von Werkzeugen, Maschinen und Anlagen zur Optimierung der Produktionsprozesse.
• Einzelhandel: Verwaltung des Inventars, Verbesserung der Kundenerfahrungen durch schnelle Auffindung von Artikeln und Analyse von Kundenbewegungsmustern.
• Logistik und Lieferkette: Echtzeitverfolgung von Waren während des Transports oder innerhalb von Lagern.
• Sicherheit und Schutz: Überwachung von Mitarbeitern in Hochrisikoumgebungen oder Verfolgung wertvoller Anlagen zur Diebstahlsverhütung.

Was sind die Hauptunterschiede zwischen passiven, semi-passiven und aktiven RTLS-Tags?

Die Hauptunterschiede zwischen diesen Tags liegen in ihren Energiequellen und Kommunikationsmethoden:

• Passive Tags: Diese haben keine eigene Energiequelle. Stattdessen beziehen sie Energie aus dem Signal des Interrogators (oder Lesegeräts). Wenn sie sich im Bereich eines geeigneten Lesegeräts befinden, übertragen sie ihre gespeicherten Daten zurück. Sie sind in der Regel günstiger und kleiner, haben jedoch eine begrenzte Reichweite.
• Semi-passive Tags (oder batteriebetriebene passive Tags): Diese Tags verfügen über eine kleine Batterie zur Stromversorgung der onboard Schaltungen, was die Reichweite und Zuverlässigkeit des Tags erhöht. Wie passive Tags sind sie jedoch weiterhin auf das Signal des Lesegeräts angewiesen, um Daten zu übertragen.
• Aktive Tags: Diese Tags haben eine eigene Energiequelle und einen onboard Funktransmitter, der es ihnen ermöglicht, ihre Daten über längere Strecken zu übertragen, ohne auf das Signal eines Lesegeräts angewiesen zu sein. Sie sind in der Regel größer, teurer und haben eine begrenzte Batterielebensdauer, bieten jedoch Echtzeitverfolgungsmöglichkeiten.

FAZIT

Echtzeit-Lokalisierungssysteme (RTLS) sind eine hochmoderne Technologie, die entwickelt wurde, um automatisch den Standort von Anlagen oder Personen in Echtzeit zu identifizieren und zu verfolgen. Im Kern funktioniert RTLS durch das Anbringen von Tags, die kompakte drahtlose Geräte sind, an den überwachten Gegenständen oder Personen. Diese Tags kommunizieren dann ihre Position an ein Netzwerk von Sensoren, die verarbeitet werden, um den genauen Standort zu bestimmen.

Die Anwendungen von RTLS erstrecken sich über verschiedene Sektoren, einschließlich Gesundheitswesen, Fertigung, Einzelhandel und Logistik, unter anderem. Die Technologie hinter RTLS kann von Radiofrequenzidentifikation (RFID) bis hin zu Wi-Fi und Infrarot reichen. Tags können basierend auf ihren Energiequellen und Kommunikationsmethoden als passiv, semi-passiv oder aktiv kategorisiert werden. Während RTLS zahlreiche Vorteile bietet, ist es wichtig, die richtige Technologie und Einrichtung für spezifische Umgebungen und Bedürfnisse auszuwählen, um eine optimale Leistung sicherzustellen.

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Anmerkung: dieser Arikel wurde am 23. Oktober 2024 aktualisiert

Author

Christian Aadal, Product Manager

Christian Aadal hat einen Abschluss in Informations- und Kommunikationstechnologie und Medien und verfügt über mehrere Jahre Erfahrung in der Telekommunikationsbranche, wo er für einige der größten Namen der Branche gearbeitet hat. Vom technischen Support-Ingenieur über den Projektingenieur und den Global Product Manager - Asset Agent bis hin zum Vertrieb ist Christian Aadal stolz darauf, dass er die Bedürfnisse der Branche mit Schwerpunkt auf Optimierung, Digitalisierung und Sicherheit versteht. Durch seine Erfahrung in diesem Bereich ist er in der Lage, seinen Kunden Lösungen anzubieten, die ihre Anforderungen am besten erfüllen und den gewünschten Mehrwert schaffen. Seine Leidenschaft gilt der Industrie 5.0, bei der Menschen die maximale Effizienz von Maschinen und Maschinen die maximale Effizienz von Menschen ausschöpfen können.