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A tecnologia é a maior conquista da extraordinária imaginação humana. Em termos de localização e tecnologia de navegação, GPS (Sistema de Posicionamento Global), que fornece uma posição precisa ao ar livre com base em sinais de satélite, foi um grande salto em frente no século 20, enquanto IPS (Sistema de Posicionamento Interno) abriu um mundo totalmente novo em ambientes internos onde o GPS não funciona corretamente. Neste artigo, apresentaremos o sistema de posicionamento interno e descreveremos as diferentes tecnologias disponíveis.
O que é um IPS?
Posicionamento interno, também conhecido como rastreamento de localização interna, é uma rede de dispositivos usados para localizar pessoas ou objetos dentro de um espaço fechado onde os sinais de GPS não são fortes o suficiente. Basta colocar, pode ser explicado como 'GPS interno'. Assim como o GPS ajuda as pessoas a localizar objetos em qualquer lugar da Terra, IPS faz o mesmo, mas em grandes espaços internos, como estações de trem, Shopping, hospitais, e locais subterrâneos. Um sistema de posicionamento interno oferece a capacidade de identificar com precisão a localização de objetos dentro de um edifício, normalmente através de um dispositivo móvel, como um smartphone ou tablet.
O IPS pode ser essencial para aprimorar sua experiência de posicionamento interno. Estima-se que mais de 70% do tempo de uma pessoa é gasto dentro de casa, portanto, continua a haver uma forte demanda por tecnologias para fornecer serviços de localização interna, e esta é também uma grande oportunidade de mercado para os fornecedores de tecnologia IPS. IPS pode não ser uma necessidade para rotinas diárias, mas é absolutamente necessário ao acessar ambientes com os quais você não está familiarizado, especialmente em casos de emergência onde os sinais de GPS são muito fracos, como gerenciamento de desastres em um edifício de vários andares, mina de carvão, etc.
Por que o posicionamento interno é necessário
Muitas pessoas estão se perguntando por que o GPS não pode ser usado em ambientes fechados. Se você tem a mesma confusão, apenas continue lendo e descubra por que os sistemas de posicionamento interno estão na moda hoje em dia.
Imprecisão dos sinais de GPS quando usados em ambientes fechados
O sucesso do GPS mudou a forma como nos relacionamos com a tecnologia. Contudo, a eficiência só funciona bem ao ar livre e não atende às expectativas para ambientes internos sofisticados. Como a tecnologia GPS utiliza os sinais dos satélites em órbita, estes sinais são seriamente degradados por telhados e paredes assim que as ondas de satélite tentam penetrar nas barreiras e entrar nos edifícios. Tipicamente, O GPS pode atingir uma precisão de 5m a 10m em uma área aberta onde não há prédios altos adjacentes que possam bloquear os sinais.
Aplicação generalizada de posicionamento preciso
As aplicações generalizadas de posicionamento preciso fortaleceram a demanda por serviços de sistemas de posicionamento interno. Enquanto a necessidade estava lá, os sistemas de posicionamento indoor estão se tornando cada vez mais importantes em vários setores em virtude de suas vantagens de melhorar a eficiência do serviço. Além do alcance dos sinais GPS, Os serviços IPS são alavancados por indústrias, incluindo comerciais, cuidados de saúde, militares, ou rastreamento de estoque em armazéns. Atualmente, não há padrão para um sistema IPS, e empresas como Google e Nokia estão lutando para levar essas soluções aos clientes.
Como funcionam os sistemas de posicionamento interno
Antes de mergulharmos nas tecnologias IPS, é importante ver como funciona. Semelhante ao princípio transmissor-receptor do GPS, O IPS funciona com o mesmo princípio. Usando uma variedade de balizas e etiquetas, um IPS estima a localização do objeto alvo a partir dos dados de observação coletados. Para rastrear objetos dentro de um edifício, balizas estacionárias (âncoras) são implantados para receber os sinais transmitidos dos beacons móveis (Tag) anexado aos objetos rastreados. As âncoras recebem os sinais das tags e os encaminham para um servidor, que então calcula a localização em tempo real do objeto.
Tipos de tecnologias de posicionamento interno
Ao contrário do GPS baseado em satélite, IPS é um caldeirão de várias tecnologias diferentes, incluindo rádio, óptico, acústico, e tecnologias magnéticas, enquanto cada um vem com suas próprias vantagens e limitações. As diferentes tecnologias e técnicas IPS andam de mãos dadas em direção à integração para melhor precisão. A parte seguinte mostrará as tecnologias de envenenamento interno mais comuns.
Bluetooth / Bluetooth de baixa energia
Bluetooth foi originalmente usado para troca de dados de curta distância, mas agora é amplamente utilizado em sistemas de posicionamento interno. O posicionamento Bluetooth inclui principalmente o posicionamento do lado do terminal e o posicionamento do lado da rede. O posicionamento do lado do terminal é adequado para posicionamento e navegação em shoppings e centros de transporte público, como aeroportos, Enquanto o posicionamento do lado da rede é mais adequado para posicionamento e rastreamento de ativos e pessoal em armazéns. O posicionamento Bluetooth requer implantação de beacon na área de destino, Usando alterações de trilateração e valor RSSI para estimar distâncias. Geralmente, a precisão do posicionamento do Bluetooth sobre 3-5 metros.
Um ótimo exemplo é o iBeacon da Apple. Ele usa o BLE para transmitir sinais que dispositivos inteligentes próximos podem detectar para acionar serviços e posicionamento baseados em localização.
O Bluetooth 5.1 o padrão traz uma nova abordagem de localização de direção bluetooth para Bluetooth AoA e AoD. O posicionamento AOA Bluetooth é uma nova tecnologia de posicionamento interno. As matrizes da antena detectam a direção dos sinais dos nós de transmissão e calcule a orientação relativa ou ângulo entre o nó de recepção (Porta de entrada) e o nó transmissor (marcação). Com isso, A precisão do posicionamento do Bluetooth pode alcançar 1 metro.
Construindo sobre isso, o lançamento de Bluetooth 6.0 No ano passado, o canal Bluetooth introduziu no passado para uma variação segura e fina. Ele usa métodos PBR e RTT. Esta é uma grande inovação na medição da distância bluetooth. Em teoria, pode atingir um nível de precisão comparável ao UWB com uma precisão até 10-30 cm.
Wi-fi
O posicionamento interno via tecnologia Wi-Fi utiliza infraestrutura existente que já é generalizada em ambientes comerciais. Muitas instalações públicas, como shopping centers, hospitais, e os restaurantes agora oferecem pontos de acesso Wi-Fi gratuitos. Ao mesmo tempo, Receptores Wi-Fi são componentes padrão em dispositivos móveis contemporâneos, incluindo smartphones e tablets. Isso fornece uma base fundamental para o uso de Wi-Fi como tecnologia para soluções de posicionamento e navegação em ambientes fechados.
Ao implementar sistemas de posicionamento interno Wi-Fi, Os locais específicos dos pontos de acesso são predeterminados. A metodologia de posicionamento depende da medição da atenuação da força do sinal ou dos padrões de identificação na distribuição de sinal para calcular o posicionamento relativo entre o dispositivo do usuário final e o ponto de acesso. Isso permite a localização interna em tempo real sem exigir hardware adicional. A precisão do posicionamento WiFi normalmente varia entre 5 e 15 metros.
UWB (Ultra-Wideband)
A tecnologia de posicionamento UWB permite localizar objetos ou pessoas em edifícios com alta precisão e se transformou em uma das principais tecnologias de posicionamento interno. Como os sinais UWB têm uma largura de banda maior que 500 MHz com uma ampla faixa de frequência de 3,1-10,6 GHz, Eles podem transmitir dados enviando e recebendo pulsos extremamente estreitos em nanossegundos ou níveis de sub-nanossegundos. O UWB normalmente utiliza o TDOA para obter um posicionamento interno preciso. Possui forte resistência à interferência de múltiplos e recursos de penetração superior. Portanto, Pode ser aplicado ao posicionamento e rastreamento de objetos estacionários e em movimento, bem como às pessoas, fornecendo precisão a centímetros.
Contudo, UWB não pode ser implantado como simplesmente, rapidamente, e econômico como soluções de Beacon Bluetooth. Requer a instalação de um sistema completo com gateways, e cada gateway tem cobertura limitada (normalmente ao redor 150 metros), resultando em custos mais altos. Em alguns casos, As soluções AOA UWB e Bluetooth podem oferecer desempenho de posicionamento comparável.
Casos de uso comuns para IPS
O termo IPS é amplo e pode ser implementado em praticamente todas as indústrias onde a posição precisa de objetos animados ou inanimados dentro do espaço interno é indispensável.. Seja em shoppings, parques de diversão, centros de transporte, hospitais, universidades, ou mesmo grandes escritórios corporativos, O IPS tornará sua localização e navegação em uma jornada agradável com um aplicativo em seu smartphone. Abaixo, selecionamos alguns dos casos de uso comuns do IPS.
Aeroportos ＆ Estações Ferroviárias
Nos centros de transporte, seja em grandes aeroportos, estações ferroviárias, ou estações de ônibus, um sistema de posicionamento interno é de grande ajuda para os passageiros. As pessoas podem se localizar dentro da estação e encontrar um caminho menos lotado para seus veículos com a ajuda de mapas internos. Os centros de transporte também podem aplicar tecnologias de posicionamento interno para proporcionar uma melhor experiência aos viajantes.
Indústria e Manufatura
O uso de sistemas de posicionamento indoor nos setores da indústria e manufatura tem aumentado nos últimos anos, com o objetivo de aumentar a segurança do trabalho, reduzindo custos, e economia de tempo nos processos. Especialmente em grandes fábricas, sistema de posicionamento interno ajuda muito no controle de ativos, logística, e resposta de emergência.
Shopping
O IPS pode ser usado não apenas para melhorar a experiência de compra dos consumidores, mas também para campanhas de marketing baseadas em localização realizadas por fornecedores. Normalmente, esses shoppings são grandes e muitas vezes acompanhados de infraestruturas complexas. Com base em recursos de guia compartilhados, os visitantes podem gastar menos tempo encontrando seus produtos desejados e obter informações relevantes sobre o que é facilmente acessível a eles dentro do shopping.
Hospitais
Hospitais têm tentado resolver o problema de orientação interna por décadas. Um sistema de posicionamento interno pode ajudar os visitantes a navegar facilmente, diminuindo assim o estresse e as chegadas tardias. Além de, médicos e outros funcionários também podem se beneficiar muito, o que lhes permite encontrar o equipamento médico rapidamente, localizar os pacientes dentro de um determinado intervalo, e evitar atrasos em emergências.
Estacionamentos de vários andares
Os estacionamentos de vários andares geralmente são construídos sob shopping centers e grandes edifícios de escritórios onde os sinais de GPS não estão disponíveis. Um sistema de estacionamento inteligente usando tecnologias de posicionamento interno pode rastrear a ocupação de estacionamentos e ajudar os motoristas a estabelecer rotas para o espaço livre mais próximo. além do que, além do mais, mapas digitais baseados em IPS podem ser criados para garantir a navegação e o acesso conveniente aos veículos.
Como o IPS e o GPS diferem
Praticamente as pessoas podem ficar confusas quando se trata da diferença entre GPS e IPS, como eles executam tarefas semelhantes e têm siglas semelhantes. De fato, O IPS pode ser considerado como um desenvolvimento e extensão do GPS. Como mencionamos anteriormente, a maior diferença entre IPS e GPS está no campo de aplicação. Um é exatamente para ambientes internos, e o outro é praticamente projetado para espaços ao ar livre.
Devido à enorme diferença entre o espaço exterior e interior, adoção de tecnologia de IPS e GPS é totalmente diferente. Um receptor de GPS precisa bloquear os sinais de três ou mais satélites para determinar uma localização e rastrear o movimento, enquanto o IPS aplica diversas tecnologias para fazer medições mais precisas. O que vale a pena notar é que o GPS interno é uma área de pesquisa em andamento, e novas opções podem surgir no futuro.
A navegação interna é o mesmo que posicionamento interno
A navegação interna e o posicionamento interno são, na verdade, dois aplicativos separados que se combinam para oferecer uma experiência aprimorada de orientação aos usuários. O posicionamento interno permite que os usuários identifiquem sua localização dentro de um edifício e a navegação interna sugerirá um caminho para o destino desejado. Para simplesmente colocar a diferença, o posicionamento ou rastreamento interno está gravando passivamente os dados, Considerando que a navegação interna está sugerindo ativamente que os usuários sigam um caminho.
A navegação interna combina a tecnologia de posicionamento interno com o wayfinding para mostrar um ponto azul em um mapa interno que se move com o usuário em tempo real. Sem um sistema de navegação interior, sua localização atual será exibida, mas não há direções, e se não houver sistema de posicionamento interno, os usuários de mapas internos têm que escolher as coordenadas inicial e final no mapa. É com a ajuda de sistemas de posicionamento interno que você pode criar uma navegação interna interativa eficaz.
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