Indoor-GPS

MOKOSmart bietet Edge-to-Edge-Positionierungslösungen für den Innenbereich. Unsere Geräte integrieren BLE, W-lan, LoRa, GPS, und Beacon, um genaue Positions- und Bewegungsinformationen mit einer Genauigkeit von unter einem Meter zu liefern 2.5 cm.

Was ist Indoor-GPS??

GPS steht für Global Positioning System. Der Begriff GPS wurde korrekt mit der Standortbestimmung seiner Nutzer verknüpft. Wenn dir jemand GPS erwähnt, Sie werden höchstwahrscheinlich überlegen, wer oder was lokalisiert wird.

Ähnlich, ein Indoor-GPS ist definiert als die Position ausgewählter Elemente in einem geschlossenen Raum – entweder groß oder klein. Indoor-GPS-Tracking erleichtert die aktive oder passive Standortüberwachung von markierten Geräten in einer Einrichtung oder einem Innenraum.

Im Wesentlichen, Indoor-GPS-Funktionen zur Standortbestimmung, zeitliche Koordinierung, Kartierung, und Navigation von Innenräumen wie Einkaufszentren, Flughäfen, und andere Einrichtungen.

Produkte

H2

Indoor-Navigationsleuchte

H2A

Location Beacon

M2

Asset Traking Beacon

Eigenschaften

Mit Indoor-GPS, Hier sind einige der Attribute, die erwartet werden können. Diese Funktionen bieten Besitzern die Möglichkeit, eine Vielzahl von Funktionen mit Leichtigkeit auszuführen. Mit diesen verfügbar, der Benutzer wird in der Lage sein, die zahlreichen Vorteile des Indoor-GPS zu genießen. Die Funktionen sind;

  • Offline-Zugriff auf die Navigation
  • Hohe Batteriesparkapazität
  • Leicht zugänglich
  • Halten Sie Ihre persönlichen Daten privat
  • Kann leicht von Beacons erkannt werden
  • Daten können dauerhaft gespeichert werden
  • Hohe Genauigkeitsrate
  • Das Signal kann kontinuierlich empfangen werden

Vorteile

Es gibt eine Vielzahl von Vorteilen, die durch die Verwendung von Indoor-GPS-Modulen genossen werden können. Diese Vorteile variieren von den Fähigkeiten bis hin zu den schieren Vorteilen, die uns die GPS-Genauigkeit in Innenräumen bietet. Einige dieser Vorteile werden im Folgenden hervorgehoben;

  • Das Management der Anlage wird verbessert
  • Es bietet eine freundliche Ausgabe für Sehbehinderte
  • Nutzer und Kunden werden besser verstanden
  • Betrieb kann effizienter gestaltet werden
  • Bietet eine sehr genaue Ortung und maximiert die Raumkoordination
  • Es ist hartnäckig, Leicht, und skalierbar
  • Erleichtert die Live-Überwachung
  • Von unschätzbarem Wert für das Asset-Tracking
  • Verwaltung und Terminplanung sind bequem
  • Kann WLAN nutzen

Anwendung

Wenn die Notwendigkeit besteht, unter anderem den Standort von Vermögenswerten zu lokalisieren und zu verwalten, ein Indoor-GPS-Repeater kann sehr nützlich sein. Wir wissen, dass herkömmliche Satellitentechnik und GPS in geschlossenen Räumen nicht optimal funktionieren und erheblich ungenau sind. Zu diesen Räumen gehören Flughäfen, Parkgarage, mehrstöckige Gebäude, Gassen, und andere unterirdische Orte.
Und hier kommt das Indoor-GPS ins Spiel. Die Tatsache, dass das traditionelle GPS in Innenräumen nicht effizient ist, bedeutet nicht, dass es nicht entscheidend ist, den Standort von Assets auch in Innenräumen zu lokalisieren.

Wer kann von Indoor-GPS profitieren?

Große Innenräume können besonders schwer zu durchqueren sein. Sprechen Sie weniger über das aktive Auffinden von Vermögenswerten und Personen. Auch mit mehrjähriger Erfahrung in diesen Bereichen, Es ist nicht ungewöhnlich, dass Menschen in vielen dieser Räume immer noch geworfen werden und sich manchmal verirren. Betrachten Sie jetzt, ein Besucher zu sein und zu versuchen, ohne die Hilfe eines narrensicheren Systems zu navigieren. Deshalb, Indoor-GPS ist eine große Hilfe für Menschen an folgenden Orten und Funktionen;

Campus
Campus
Einkaufszentrum
Einkaufszentrum
Fabrik
Fabrik
Logistik
Logistik
Parkplatz
Parkplatz
Krankenhaus
Krankenhaus
Vergnügungspark
Vergnügungspark
Museum
Museum
Warenhaus
Warenhaus
Flughafen
Flughafen
Kreuzfahrtschiff
Kreuzfahrtschiff
Militär
Militär

Arten von Indoor-Tracking-Technologie

Die Indoor-Tracking-Technologie variiert je nach Benutzerpräferenz, Kosten der Einheit, und Installation. Die Indoor-Tracking-Technologie verwendet eine Reihe von Geräten, die Objekte und Personen lokalisieren, bei denen die GPS- und Satellitentechnologie nicht funktioniert. Indoor-Tracking-Lösungen bieten Wegfindung, Echtzeit-Ortungssysteme(RTLS), Standort des Ersthelfers, und Warenwirtschaftssysteme.

Es gibt eine Reihe von Tracking-Technologien, die unterschiedlich sind, aber bei der Bestimmung der Indoor-Positionierung helfen. Diese sind;

Bluetooth-basierte Systeme: Diese Technologie ist ein drahtloses, leistungsschwach, und Hochgeschwindigkeitsverbindung zum Anschluss mobiler Geräte. Es bietet eine drahtlose Verbindung für mehrere Netzwerkgeräte über eine kurze Distanz.

Ultrabreitbandsysteme: Diese werden auch als UWB-Systeme bezeichnet. Sie sind in der Lage, die Positionsbestimmung bis zu zu erleichtern 20 Zentimeter oder weniger. Sie übertragen Signale mit geringer Leistung, die andere Spektren nicht stören. Es verwendet eine spezielle Welle im Funkspektrum, die sich von Polizei- oder Handyradios unterscheidet.

RFID-Systeme: RFID-Standtür-Radiofrequenz-Identifikationssysteme, die Funkwellen zur Datenübertragung nutzten. Die Daten sind in den RFID Smart Labels oder Tags kodiert, was es vorteilhafter macht als die Barcode-Asset-Tracking-Technologie.

Infrarotsysteme: In diesem System, am verfolgten Körper ist ein Objekt befestigt, das ständig Infrarotsignale aussendet. Die CPU ist in der Lage, die Position des ausgesendeten Signals mit Hilfe von Triangulation und die Richtung des Empfängers zu berechnen.

WLAN-basierte Systeme: Dies ist eine einfache Methode, mit der der Standort mithilfe von WiFi verfolgt werden kann. Ein WiFi-Tag überträgt Beacon-Daten an verschiedene Access Points. Nachdem, der Standortserver sammelt die Zeitstempel und übersetzt die Zugangspunktdaten und Zeitstempelinformationen in einen Standort.

Zigbee-Technologie: Dies verwendet eine RSSI, die die Abkürzung für "Indikator für die empfangene Signalstärke" ist." Die drahtlose Zigbee-Sensortechnologie verwendet RSSI, Dies macht es effektiv bei der Bestimmung der Indoor-Position und LBS (standortbezogene Dienste). Die Verwendung der Fingerabdruckdatenbank kann verwendet werden, um die Position einer Person in Innenräumen zu berechnen.

Beacon-Technologie: Diese Technologie verwendet kleine drahtlose BLE-Sender, um Signale an Empfänger in der Nähe zu senden. Mit diesem System, standortbasierte Interaktion und Positionierung können genau und einfach bestimmt werden.

Ultraschalltechnologie: Diese Technologie verwendet ein Ultraschallsystem, das in der Lage ist, die Position des emittierenden Körpers zu verfolgen. Ultraschallsensoren werden eingesetzt, um die Position des Ultraschallsignals zu verfolgen.

Wie funktioniert GPS?

Das Global Positioning System funktioniert, indem es zunächst Satellitensignale erfasst, die zur Berechnung einer Position verwendet werden. Die mit einer Positionsberechnung einhergehende Frequenzunsicherheit beträgt etwa ±4,2 kHz vom beobachteten GPS-Signal. GPS verwendet Korrelation, um das Signal zu erkennen. Das Spitzensignal ist nicht vorhanden, wenn die Frequenz der Codeverzögerung falsch ist. Die Signalsuche erfolgt über unterschiedliche Codeverzögerung und Frequenz, als Mülleimer bekannt.

Im Wesentlichen, ein Empfänger ist in der Lage, den Standort zu bestimmen, da er die Entfernung zwischen dem verwendeten Satelliten und Ihnen auswertet. Zur Bestimmung Ihres Standorts in 3 Maße, du brauchst mindestens 4 Satelliten. Und Ihr Standort wird mithilfe der Atomuhr im Satelliten ermittelt, die die Signalrate multipliziert. Ein Satellit bestimmt die Zeitsignalrate, während drei der Satelliten dafür sind, das x . zu bekommen, und, und z-Koordinaten.

In verwandten Begriffen, Signale von Satelliten, die die Erde umkreisen, werden an die etwa 20.000 km entfernte Erdoberfläche übertragen. Es ist offensichtlich, dass aufgrund der Entfernung, Verlust des freien Speicherplatzes verringert den Leistungspegel des Signals. Aus diesem Grund können normale GPS-Signale in geschlossenen oder geschlossenen Räumen nicht zuverlässig sein, da der Signalverlust noch größer wird. Aus diesem Grund werden Indoor-GPS-Repeater für GPS-Indoor-Positionierungssysteme verwendet.

Antenne

Damit ein GPS richtig funktioniert, es wird eine spezielle Art von Antenne benötigt. Die traditionelle GPS-Antenne, die als Empfänger verwendet wird, ist kreisförmig und fungiert als polarisiertes Mikrostreifen-Patch. Es arbeitet auf einem L1-Band von 1575 MHz. Es ist ziemlich klein, mit einer Abmessung von 25 mm x 25 mm aufgrund der Dielektrizitätskonstante des Substratmaterials (=r = 25). Im Wesentlichen, die Antenne ist ein leitfähiges Metall, das elektrisch aktiv wird, wenn es von einer elektromagnetischen Welle getroffen wird.

Integriertes System

Die Kombination mehrerer System-Teilkomponenten bewirkt dies, um das System zu aktivieren. Es enthält verschiedene Elektroniken, die die Ziele des GPS verfolgen, relevante Signale lesen und unerwünschte ausblenden. In der einfachsten Form, das integrierte System würde einen Signaldecoder enthalten, ein Filter, und einen Kommunikationsausgang.

Kommunikationsprotokoll

Ein System muss in der Lage sein, Informationen zwischen seinen mehreren Komponenten zu übertragen, um ein Ziel zu erreichen. Deshalb, das Kommunikationsprotokoll ist so eingerichtet, dass mehrere Einheiten an GPS beteiligt sind. Das Kommunikationsprotokoll informiert das Endsystem oder den Benutzer. Ein Beispiel ist ein Protokoll, das ein Informationsformat abruft, das die Signalqualität enthält, Koordinaten, und Geschwindigkeit.

Hardware des Indoor Positioning Systems

Die Hardware (physikalische Komponenten) des IPS macht das Indoor-GPS-System als Ganzes aus. Diese Komponenten sind:

Die gerichtete GPS-Antenne

Wie bereits bei Antennen erwähnt, dies wird vom traditionellen gepatchten GPS erhalten. Es besteht aus einem konischen Aluminiumreflektor, der hilft, die Richtung oder Positionierung zu erhöhen.

Rauscharme Verstärker

Diese Hardwarekomponente für das IPS verwendet einige rauscharme Verstärker, die laute Geräusche reduzieren können.

Indoor-Verlustkompensation

Dies ist praktisch, wenn ein Signalverlust auftritt, und berechnet, wie nützlich der Verstärker im Indoor-GPS-System ist.

Weltweite Netzwerkimplementierung

Dies ist die Fähigkeit eines GPS-Netzwerks, in Innenräumen optimal zu funktionieren, und die Berechnungsfunktion des Servers für Positionen. GPS-Satelliten senden in der Regel Daten, die vom verfügbaren Empfänger deutlich im Sichtfeld des Satelliten übersetzt werden können. Die GPS-Konstellation bietet derzeit eine Reihe von 28 Satelliten im Orbit. Um alle Live-Daten zu erhalten, ein Empfänger muss nur alles sehen 28 Satelliten gleichzeitig im Orbit.

Um dies zu tun, der günstigste und effizienteste Weg wäre der Zugang zu einem weltweiten Netz mit GPS-Referenzstationen. Diese GPS-Referenzstationen dienen als Datenleitung zu einem Server. Dieses Netzwerk kann eine beliebige Anzahl von A-GPS-Geräten verwalten, die es benötigen, und zwar von überall. Mokosmart hat dieses Netzwerk entwickelt und umgesetzt.

Was dieses Netzwerk und diesen Server innovativ macht, sind：Es bildet ein vollständig redundantes Netzwerk mit Stationen auf der ganzen Welt. Damit ist jeder GPS-Server “gesehen” von mindestens zwei verschiedenen Stationen gleichzeitig.

Mit diesem System, der Server benötigt weniger Satellitenmessungen, um die Position vollständig zu berechnen. Dies geschieht durch ein weltweites Geländemodell, was zur Verbesserung der Genauigkeit auch bei hügeligem Gelände beiträgt. Es verwendet diskrete Punkte mit Rastern von bis zu einer Milliarde, die eine Genauigkeit von bis zu bieten 18 Meter in der Höhe.

Der Server benötigt aufgrund von GPS-Pseudobereichsmessungen keine genauen GPS-Zeitmarken, um die Position zu berechnen. Es kann auch auf jedem Gerät funktionieren, unabhängig vom Hersteller.

Indoor-GPS-Hardware-Verarbeitungsansatz

Dies ist ein neuartiger Ansatz für Indoor-GPS, der Live-Faltung von GPS-Signalen nutzt, die über eine Vielzahl von wahrscheinlichen Codeverzögerungen hinweg funktionieren. Wie funktioniert das? Ein herkömmlicher GPS-Empfänger kann jeweils nur einen Chip auf mögliche Codeverzögerungen überwachen. Der Empfänger muss scannen, Erfassen Sie dann das Signal, bevor die Verfolgung beginnen kann.
Dieses neue Design macht separate Verfolgungs- und Erfassungsstufen überflüssig, da Live-Berechnungen durchgeführt werden. Diese Berechnungen verarbeiten über 2000 Korrelatoren für jeden Satelliten, damit es ein vollständiges berechnen kann, Echtzeit-Faltung. Bei Verwendung im Freien, es kann das Signal fast augenblicklich erfassen. Das in Innenräumen vorhandene Fading macht die regelmäßige GPS-Ortung sehr schwach, aber dieses neue Design ermöglicht eine kontinuierliche Integration auch bei einem Fading-Signal.

Indoor-GPS-Hardware-Verarbeitungsansatz

Weitere Maßnahmen sollten ergriffen werden, um das Beste aus einem Indoor-GPS herauszuholen, um Ergebnisse zu erzielen. Zum Beispiel, eine Antenne muss auf dem Dach des Innenraums platziert werden. Die höchsten Punkte im Gebäude halten die Antenne, die an einen Indoor-Repeater angeschlossen wird. Diese Verbindung wird durch die Verwendung eines koaxialen Zuleitungskabels zum Transport des Signals ermöglicht.

Der Repeater fungiert als Re-Strahler für das Signal in der Innenumgebung. GPS-Repeater überträgt Live-GPS-Signal von der Außenseite einer Einrichtung nach innen. Sei es ein normales Gebäude oder eine Anlage; Der umschlossene Raum wird in der Lage sein, eine Echtzeit-Himmelsansicht zu bieten. Diese Live-Himmelsansicht macht die Innenräume für jeden GPS-Empfänger in der Umgebung zugänglich.

Eine Antenne
Eine Antenne
Ein Indoor-GPS-Repeater-Set
Ein Indoor-GPS-Repeater-Set
Ein koaxiales Zuleitungskabel
Ein koaxiales Zuleitungskabel
Ein zentrales Tracking-Portal
Ein zentrales Tracking-Portal

Indoor-GPS-Hardware-Verarbeitungsansatz

Grundsätzlich gibt es eine große Herausforderung für Indoor-GPS, und es ist eine schwache Signalverarbeitung. Der erste Aspekt dieser Herausforderung ist die Akquisition, der zweite ist Multipath, und die dritte ist die schwache/starke Signalwechselwirkung.

Erwerb: Das eingehende Signal kann in zwei Dimensionen gesucht werden, die Codeverzögerung und Dopplerfrequenz beinhalten. Die Suche beinhaltet einen Doppler-Wert, der durch Multiplikation mit dem lokal erzeugten CDMA-Code des Satelliten herunterkonvertiert wird. Die Verzögerung ist unterschiedlich; daher wird der Prozess als . bezeichnet “korrelieren.” Integrationsperioden sind Gruppen von eingehenden Signalen, an denen die Suche durchgeführt wird. Wenn die Signale schwach sind, die Korrelationsperiode muss verlängert werden, damit das Signal-Rausch-Verhältnis am Ergebnis verbessert wird.

Mehrwege: Wenn Outdoor-GPS verwendet wird, Multipath wird nur mäßig erlebt, wenn überhaupt. Multipath ist ein Spiegelbild dieses Produkts, eine schwächere Kopie des direkten und ursprünglichen Sichtliniensignals. Dieses Vorkommnis wird erheblich schlimmer, wenn GPS in Innenräumen verwendet wird. Die Reflexion kann so stark sein, dass sie bei Verwendung in Innenräumen das direkte Signal übertrifft.

Schwache/starke Signalinteraktion: Dies ist eine Situation, die auftritt, wenn sich der Empfänger auf eine Kreuzkorrelationsspitze oder ein falsches Signal einrastet, im Gegensatz zur Autokorrelationsspitze des richtigen Signals. Dies zu vermeiden ist möglich, wenn das starke Signal direkt erfasst und entfernt wird, bevor das schwache Signal anschließend erfasst wird.

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