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La tecnologia è la più grande conquista della straordinaria immaginazione umana. In termini di posizione e tecnologia di navigazione, GPS (Sistema di posizionamento globale), che fornisce una posizione precisa all'aperto in base ai segnali satellitari, è stato un grande balzo in avanti nel 20° secolo, mentre IPS (Sistema di posizionamento interno) ha aperto un mondo completamente nuovo all'interno di ambienti interni in cui il GPS non funziona correttamente. In questo articolo, ti presenteremo il sistema di posizionamento indoor e delineeremo le diverse tecnologie disponibili.
Che cos'è un IPS?
Posizionamento indoor, indicato anche come rilevamento della posizione interna, è una rete di dispositivi utilizzati per localizzare persone o oggetti all'interno di uno spazio chiuso in cui i segnali GPS non sono abbastanza forti. In poche parole, può essere spiegato come "GPS indoor". Proprio come il GPS aiuta le persone a localizzare oggetti ovunque sulla terra, IPS fa lo stesso ma in ampi spazi interni come le stazioni ferroviarie, centri commerciali, ospedali, e luoghi sotterranei. Un sistema di posizionamento interno ti dà la possibilità di individuare con precisione la posizione degli oggetti all'interno di un edificio, in genere tramite un dispositivo mobile, come uno smartphone o un tablet.
L'IPS può essere essenziale per migliorare la tua esperienza di posizionamento indoor. Si stima che più di 70% del tempo di una persona è trascorso al chiuso, quindi rimane una forte domanda di tecnologie per fornire servizi di localizzazione indoor, e questa è anche una grande opportunità di mercato per i fornitori di tecnologia IPS. L'IPS potrebbe non essere una necessità per la routine quotidiana, ma è assolutamente necessario quando si accede ad ambienti con cui non si ha familiarità, soprattutto nei casi di emergenza in cui i segnali GPS sono molto deboli, come la gestione dei disastri in un edificio a più piani, miniera di carbone, eccetera.
Perché è necessario il posizionamento indoor
Praticamente la gente si chiede perché il GPS non può essere utilizzato all'interno. Se hai la stessa confusione, continua a leggere e scopri perché i sistemi di posizionamento indoor sono di gran moda in questi giorni.
Imprecisione dei segnali GPS quando utilizzato all'interno
Il successo del GPS ha cambiato il modo in cui ci relazioniamo alla tecnologia. però, l'efficienza funziona bene solo all'aperto e non soddisfa le aspettative per ambienti interni sofisticati. Poiché la tecnologia GPS utilizza i segnali dei satelliti in orbita, questi segnali vengono gravemente degradati da tetti e pareti non appena le onde satellitari tentano di penetrare le barriere ed entrare negli edifici. Tipicamente, Il GPS può raggiungere una precisione di 5-10 m in un'area aperta dove non ci sono edifici alti adiacenti che possono bloccare i segnali.
Applicazione diffusa di posizionamento preciso
Le diffuse applicazioni del posizionamento preciso hanno rafforzato la domanda di servizi di sistemi di posizionamento indoor. Mentre il bisogno c'era, i sistemi di posizionamento indoor stanno diventando sempre più importanti in vari settori in virtù dei loro vantaggi nel migliorare l'efficienza del servizio. Al di là della portata dei segnali GPS, I servizi IPS sono sfruttati da settori, compreso quello commerciale, assistenza sanitaria, militare, o monitoraggio dell'inventario nei magazzini. Attualmente, non esiste uno standard per un sistema IPS, e le aziende, tra cui il nome di spicco Google e Nokia, stanno combattendo per portare queste soluzioni ai clienti.
Come funzionano i sistemi di posizionamento indoor
Prima di immergerci nelle tecnologie IPS, è importante vedere come funziona. Simile al principio trasmettitore-ricevitore del GPS, IPS funziona secondo lo stesso principio. Utilizzando una varietà di fari e tag, un IPS stima la posizione dell'oggetto target dai dati di osservazione raccolti. Per tenere traccia degli oggetti all'interno di un edificio, fari fissi (ancore) vengono utilizzati per ricevere i segnali trasmessi dai beacon mobili (tag) attaccato agli oggetti tracciati. Gli anchor ricevono i segnali dai tag e li inoltrano a un server, che poi calcola la posizione in tempo reale dell'oggetto.
Tipi di tecnologie di posizionamento indoor
Contrariamente al GPS satellitare, IPS è un crogiolo di molteplici tecnologie diverse, compreso quello radiofonico, ottico, acustico, e tecnologie magnetiche, mentre ognuno ha i suoi vantaggi e limiti. Le diverse tecnologie e tecniche IPS camminano di pari passo verso l'integrazione per una migliore precisione. La parte seguente ti mostrerà le più comuni tecnologie di avvelenamento interno.
Bluetooth / Bluetooth a basso consumo energetico
Bluetooth è stato originariamente utilizzato per lo scambio di dati a breve distanza, ma ora è ampiamente utilizzato nei sistemi di posizionamento interno. Il posizionamento Bluetooth include principalmente il posizionamento sul lato terminale e il posizionamento sul lato della rete. Il posizionamento sul lato terminale è adatto per il posizionamento e la navigazione nei centri commerciali e nei centri di trasporto pubblico come gli aeroporti, Mentre il posizionamento sul lato della rete è più adatto per il posizionamento e il monitoraggio delle risorse e del personale nei magazzini. Il posizionamento Bluetooth richiede la distribuzione di Beacon nell'area di destinazione, Utilizzando la trilaterazione e il valore RSSI cambia per stimare le distanze. In genere, l'accuratezza del posizionamento Bluetooth a proposito 3-5 metri.
Un ottimo esempio è l'ibeacon di Apple. Utilizza BLE per trasmettere segnali che i dispositivi intelligenti vicini possono rilevare per attivare servizi e posizionamento basati sulla posizione.
Il Bluetooth 5.1 Standard porta un nuovo approccio alla ricerca di direzione Bluetooth a Bluetooth AoA e AoD. Il posizionamento AOA Bluetooth è una nuova tecnologia di posizionamento interno. Gli array di antenne rilevano la direzione dei segnali dai nodi di trasmissione e calcolano l'orientamento relativo o l'angolo tra il nodo ricevente (gateway) e il nodo di trasmissione (etichetta). Con questo, La precisione del posizionamento Bluetooth può raggiungere fino a 1 metro.
Costruendo su questo, il lancio di Bluetooth 6.0 L'anno scorso ha introdotto il canale Bluetooth che suona per la portata sicura e sottile. Utilizza metodi PBR e RTT. Questa è una grande innovazione nella misurazione della distanza Bluetooth. In teoria, Può raggiungere un livello di precisione paragonabile a UWB con una precisione fino a 10-30 centimetro.
Wi-Fi
Il posizionamento interno tramite la tecnologia Wi-Fi utilizza un'infrastruttura esistente che è già diffusa in ambienti commerciali. Molte strutture pubbliche come i centri commerciali, ospedali, E i ristoranti ora offrono punti di accesso Wi-Fi gratuiti. Allo stesso tempo, I ricevitori Wi-Fi sono componenti standard in dispositivi mobili contemporanei tra cui smartphone e tablet. Ciò fornisce una base di base per l'utilizzo del Wi-Fi come tecnologia per il posizionamento interno e le soluzioni di navigazione.
Quando si implementano sistemi di posizionamento interno Wi-Fi, Le posizioni specifiche dei punti di accesso sono predeterminate. La metodologia di posizionamento si basa sulla misurazione dell'attenuazione della resistenza del segnale o nell'identificazione dei modelli nella distribuzione del segnale per calcolare il posizionamento relativo tra il dispositivo dell'utente finale e il punto di accesso. Ciò consente la localizzazione interna in tempo reale senza richiedere hardware aggiuntivo. L'accuratezza del posizionamento WiFi in genere varia tra 5 e 15 metri.
UWB (Banda ultra larga)
La tecnologia di posizionamento UWB consente di individuare oggetti o persone all'interno di edifici con alta precisione e si è sviluppata in una delle tecnologie di posizionamento interno tradizionale. Poiché i segnali UWB hanno una larghezza di banda superiore a 500 MHz con una vasta gamma di frequenza di 3,1-10,6 GHz, Possono trasmettere i dati inviando e ricevendo impulsi estremamente stretti a livelli di nanosecondi o sub-nanosecondi. UWB in genere utilizza TDOA per ottenere un preciso posizionamento interno. Presenta una forte resistenza alle interferenze multipath e alle capacità di penetrazione superiori. Perciò, Può essere applicato al posizionamento e al monitoraggio di oggetti stazionari e in movimento, nonché alle persone, fornire precisione fino a centimetri.
però, UWB non può essere distribuito come semplicemente, velocemente, e in modo economico come Bluetooth Beacon Solutions. Richiede l'installazione di un sistema completo con gateway, e ogni gateway ha una copertura limitata (in genere intorno 150 metri), con conseguenti costi più elevati. In alcuni casi, Le soluzioni AOA UWB e Bluetooth possono offrire prestazioni di posizionamento comparabili.
Casi d'uso comuni per IPS
Il termine IPS è ampio e può essere implementato in quasi tutti i settori in cui è indispensabile la posizione precisa di oggetti animati o inanimati all'interno dello spazio interno. Sia nei centri commerciali, parchi divertimento, snodi di trasporto, ospedali, università, o anche grandi uffici aziendali, IPS renderà la posizione e la navigazione della tua traccia un viaggio piacevole con un'applicazione sul tuo smartphone. Sotto, abbiamo selezionato alcuni dei casi d'uso comuni di IPS.
Aeroporti ＆ Stazioni ferroviarie
Negli snodi di trasporto, sia nei grandi aeroporti, stazione ferroviaria, o stazioni degli autobus, un sistema di posizionamento interno è di grande aiuto per i passeggeri. Le persone possono localizzarsi all'interno della stazione e trovare un modo meno affollato per raggiungere i propri veicoli con l'aiuto delle mappe interne. Gli hub di trasporto possono anche applicare tecnologie di posizionamento indoor per fornire un'esperienza migliore ai viaggiatori.
Industria e produzione
L'uso di sistemi di posizionamento indoor nell'industria e nei settori manifatturieri è in aumento negli ultimi anni, con lo scopo di aumentare la sicurezza sul lavoro, riduzione dei costi, e risparmiare tempo nei processi. Soprattutto nelle grandi fabbriche, il sistema di posizionamento indoor aiuta molto nel controllo delle risorse, la logistica, e risposta alle emergenze.
Centri commerciali
IPS può essere utilizzato non solo per migliorare l'esperienza di acquisto per i consumatori, ma anche per le campagne di marketing basate sulla posizione tenute dai fornitori. Normalmente, questi centri commerciali sono grandi e spesso accompagnati da infrastrutture complesse. Basato su risorse guida condivise, i visitatori potrebbero dedicare meno tempo a trovare i prodotti desiderati e ottenere informazioni pertinenti su ciò che è facilmente accessibile per loro all'interno del centro commerciale.
Ospedali
Da decenni gli ospedali cercano di affrontare il problema dell'orientamento indoor. Un sistema di posizionamento interno può aiutare i visitatori a orientarsi facilmente, riducendo così lo stress e gli arrivi in ritardo. Oltretutto, anche i medici e altro personale possono trarre grandi benefici, che consente loro di trovare rapidamente l'attrezzatura medica, individuare i pazienti entro un certo intervallo, ed evitare ritardi in caso di emergenza.
Parcheggi multipiano
I parcheggi a più piani sono generalmente costruiti sotto centri commerciali e grandi edifici per uffici dove i segnali GPS non sono disponibili. Un sistema di parcheggio intelligente che utilizza tecnologie di posizionamento indoor può monitorare l'occupazione dei parcheggi e aiutare i conducenti a stabilire percorsi verso lo spazio libero più vicino. Inoltre, mappe digitali basate su IPS possono essere create per garantire la navigazione e un comodo accesso ai veicoli.
In che cosa differiscono IPS e GPS
Praticamente le persone possono essere confuse quando si tratta della differenza tra GPS e IPS, poiché svolgono compiti simili e hanno acronimi simili. Infatti, L'IPS può essere considerato un ulteriore sviluppo ed estensione del GPS. Come accennato in precedenza, la più grande differenza tra IPS e GPS risiede nel campo di applicazione. Uno è preciso per ambienti interni, e l'altro è praticamente pensato per gli spazi esterni.
A causa dell'enorme differenza tra lo spazio esterno e quello interno, l'adozione della tecnologia di IPS e GPS è totalmente diversa. Un ricevitore GPS deve bloccare i segnali di tre o più satelliti per determinare una posizione e tracciare il movimento, mentre IPS applica diverse tecnologie per effettuare misurazioni più precise. Ciò che vale la pena notare è che il GPS indoor è un'area di ricerca in corso, e nuove opzioni potrebbero emergere in futuro.
La navigazione interna è uguale al posizionamento interno
La navigazione interna e il posizionamento interno sono in realtà due applicazioni separate che si combinano insieme per offrire agli utenti un'esperienza di orientamento migliorata. Il posizionamento all'interno consente agli utenti di individuare la propria posizione all'interno di un edificio e la navigazione all'interno suggerirà un percorso verso la destinazione desiderata. Per dire semplicemente la differenza, il posizionamento o il tracciamento indoor sta registrando passivamente i dati, mentre la navigazione interna suggerisce attivamente agli utenti di seguire un percorso.
La navigazione indoor combina la tecnologia di posizionamento indoor con il wayfinding per mostrare un punto blu su una mappa interna che si muove con l'utente in tempo reale. Senza un sistema di navigazione interno, la tua posizione attuale verrà visualizzata ma non ci sono indicazioni stradali, e se non è presente un sistema di posizionamento interno, gli utenti delle mappe interne devono scegliere le coordinate di inizio e fine sulla mappa. È con l'aiuto di sistemi di posizionamento indoor che è possibile creare un'efficace navigazione interna interattiva.
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