Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский авиационный институт

(Национальный исследовательский университет)

Реферат

по Введению в специальность

RTLS - система позиционирования в режиме реального времени

Выполнила:

Студентка 1 курса

Группы 60-101с

Миронова Анна Сергеевна

Преподаватель: Усачов В.Е.

Москва 2013

Введение автоматизированный идентификация инфраструктура

Применение систем идентификации и позиционирования (определения местонахождения) материальных объектов - людей, транспортных средств, подвижных механизмов и различных предметов - актуальное направление оптимизации технологических и бизнес процессов. Такие системы уже применяются в самых разных сферах деятельности. От мониторинга пациентов, персонала, лекарств и оборудования в клиниках - до контроля местонахождения инструментов, сборочных единиц и рабочих на конвейере. От поиска пострадавших при чрезвычайных ситуациях - до наблюдения за животными при свободном содержании для выявления заболевших.

Разнообразие областей и направлений использования породили разнообразие технологий.

RTLS (сокр. от англ. Real-time Locating Systems -- система позиционирования в режиме реального времени) -- автоматизированная система, обеспечивающая идентификацию, определение координат, отображение на плане местонахождения контролируемых объектов в пределах территории, охваченной необходимой инфраструктурой. RTLS накапливает, обрабатывает и хранит информацию о местонахождении и перемещениях людей, предметов, мобильных механизмов и транспортных средств с целью мониторинга технологических и бизнес-процессов, сигнализации об отклонениях от регламентов, а также с целью ретроспективного анализа тех или иных процессов и ситуаций. [1]

Значение

Для оптимального управления различными процессами зачастую необходимо в каждый момент времени знать с определенной точностью местонахождение участвующих в процессе людей, подвижных механизмов и перемещаемых предметов, чтобы эффективно координировать их взаимодействие и предотвращать возможные коллизии. С ростом сложности и интенсивности процессов такая потребность постоянно растет. Проблема решается применением систем позиционирования (определения местонахождения) объектов в режиме реального времени - Real Time Locating System (RTLS), которые позволяют в любой момент определить координаты интересующих объектов, запомнить и проанализировать их, просигнализировать об отклонениях движения объектов от заданных параметров.

Задачи

Основное назначение системы позиционирования в режиме реального времени - обеспечение контроля за перемещениями людей и/или предметов. Я бы так определила круг основных задач при использовании RTLS: повышение эффективности рабочих процессов и контроль их выполнения; усиление защиты и контроля охраняемых зон и объектов, а также предотвращение и ликвидация последствий ЧП. Практическое же применение может быть самым широким, в зависимости от отрасли и конкретных потребностей предприятия. К примеру, с помощью RTLS можно провести моментальную (например, при передаче смены) инвентаризацию и мгновенное обнаружение заданного объекта (найти деталь или узел в цеху при проведении сборочного процесса). Кроме того, системы этого класса позволят контролировать действия персонала, выявляя случаи бесцельного (либо целенаправленного, но не санкционированного) перемещения людей по территории. И так далее и тому подобное.

Помимо этого, что очень важно, функционал решения включает элементы аналитики. Системы позиционирования могут выполнять функции «черного ящика» - дают возможность наглядно и объективно анализировать в ретроспективе ситуации и процессы, используя накопленную информацию о перемещениях помеченных людей или объектов, буквально видеть возникновение, развитие и разрешение той или иной ситуации, изучать взаимодействие людей и предметов в ходе того или иного процесса, многократно воспроизводить процесс в различном масштабе и с разной скоростью, чтобы изучить все тонкости. Накопленные системой позиционирования данные могут использоваться в автоматизированных системах предприятия для решения различных задач управления и учета.

Основные Характеристики

К основным характеристикам RTLS можно отнести:

· Точность позиционирования -- точность определения координат контролируемого объекта. Для различных технологий RTLS характерная точность позиционирования составляет от нескольких десятков метров (для WiFi) до нескольких сантиметров (для ультразвуковых).

· Достоверность позиционирования -- в реальных условиях точность позиционирования в значительной мере зависит от влияния помех и многолучевого затухания (отраженных сигналов), поэтому говоря о точности позиционирования RTLS обычно указывают и вероятностную характеристику достоверности. Например, «точность позиционирования 1 метр с достоверностью 90 %», то есть точность будет обеспечиваться в 90 % измерений.

· Периодичность опроса -- для обеспечения позиционирования в режиме реального времени промежуток времени между замерами должен быть таким, чтобы объект, двигаясь с характерной для него скоростью, успевал проходить расстояние не больше удвоенной точности позиционирования. Например, чтобы обеспечить позиционирование в реальном времени с точностью один метр человека, имеющего характерную скорость передвижения 1,5 метра в секунду (5,4 км/час), замеры надо проводить с периодичностью не менее одного раза каждые 1,3 секунды. Это позволяет строить достаточно точные для практических целей траектории движения объекта даже при резких изменениях скорости и направления движения.

Важное значение имеют также:

· Надёжность и живучесть (способность самовосстанавливаться при выходе из строя любого узла);

· Малые габариты и вес, а также низкое энергопотребление меток (с целью экономии заряда аккумуляторов).[2]

Состав

В состав большинства типов RTLS обычно входят:

· Метки RTLS -- автономные устройства, которые прикрепляются к контролируемым объектам и взаимодействуют с инфраструктурой RTLS при идентификации и определении координат.

· Инфраструктура RTLS -- базовые станции оборудование обеспечивающее реперные точки с фиксированными координатами, объединенных сетью передачи данных и в некоторых типах RTLS сетью синхронизации. Базовая станция (БС) -- устройство, которое взаимодействует с метками в процессе определения координат последних. Базовые станции имеют фиксированные координаты, относительно которых определяются координаты меток. Базовые станции располагаются так, чтобы в любой точке контролируемой территории метка могла «видеть» минимум три базовые станции.

· Серверное программное обеспечение -- программное обеспечение, обеспечивающее управление процессом измерений, расчет координат объектов, обработку и накопление данных

Методы позиционирования

Метки в RTLS позиционируются относительно базовых станций с известными координатами. Координаты вычисляются посредством:

· Трилатерации -- вычисления координат по результатам измерения расстояния от метки до трех БС,

· Мультилатерации (также известной как гиперболическое позиционирование) -- вычисления координат по результатам измерения расстояний от метки до трех или более БС

· Триангуляции -- вычисления координат путем измерения углов направления от метки к трем БС.

Для повышения точности и достоверности позиционирования используются сложные алгоритмы, учитывающие наличие препятствий, ограничителей движения (стен, барьеров), аттракторов (удобных, оказывающих наименьшее сопротивление путей), также в метки может быть интегрирована инерциальная система навигации.

Суть процесса

Контролируемые системой объекты -- люди, оборудование, транспортные средства, подвижные механизмы, инструменты, грузы, ценные и опасные предметы и др. снабжаются метками RTLS. Контролируемая системой территория оборудуется инфраструктурой RTLS. В процессе работы метки обмениваются с входящими в инфраструктуру БС пакетами данных и в ходе обмена измеряют расстояния до них (или углы направления на БС). Серверное программное обеспечение:

· Вычисляет координаты меток;

· Накапливает полученные данные;

· Сигнализирует о нахождении объектов в заданных или запрещенных зонах, движении объектов по заданным маршрутам или отклонении от них, нарушениях скоростного режима;

· Визуально отображает на экранах операторов местонахождение выбранных объектов и траектории их движения за заданный отрезок времени.

Виды систем позиционирования