Sistemas de posicionamento interno Wi-Fi:o bom, o ruim e as alternativas

Wi-Fi é uma escolha de tecnologia popular para calcular a posição de uma etiqueta de ativo para um sistema de localização em tempo real (RTLS). O uso de sistemas de posicionamento interno Wi-Fi tem vantagens e limitações em relação a outras tecnologias de localização, como Bluetooth, banda ultralarga (UWB) ou ultrassom. Alguns clientes, especialmente usuários em RTLS de saúde, descobriram que o uso de sistemas Wi-FI existentes é problemático para atingir as metas de precisão desejadas para sua solução de RTLS. O Wi-Fi é usado de quatro maneiras diferentes para determinação de localização, e cada abordagem tem seu próprio conjunto de vantagens e desafios.

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Relacionado:Aqui está uma visão geral de vários sistemas de posicionamento interno.

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Impressão digital de Wi-Fi é uma abordagem para rastreamento de ativos internos, onde a localização e o ID da estação base (BSSID) de cada ponto de acesso Wi-Fi (AP) em um edifício são registrados como parte de uma pesquisa. Uma etiqueta de patrimônio então verifica o ambiente de Wi-Fi e relata a lista de APs de Wi-Fi e suas intensidades de sinal associadas. O banco de dados da pesquisa é então usado para estimar a posição provável da etiqueta. É também assim que os smartphones costumam estimar sua posição quando estão em áreas onde o GPS não funciona, como dentro de edifícios. Existem muitos bancos de dados de APs Wi-Fi, incluindo https://wigle.net/.

Dê uma olhada e veja se sua casa ou escritório tem Wi-Fi disponível. Você pode ver o escritório da Link Labs nesta foto, mas na verdade estamos do outro lado da rua.

Garantindo Precisão do sistema de posicionamento de Wi-Fi

(Spoiler:é difícil)

A vantagem da impressão digital é que é uma maneira fácil e barata de obter informações de localização da infraestrutura Wi-Fi existente. No entanto, para obter qualquer tipo de precisão no nível da sala, uma pesquisa deve ser conduzida com equipamento especializado. As empresas de RTLS que usam impressão digital geralmente oferecem isso como parte do provisionamento do sistema. No entanto, quando o equipamento é trocado ou movido, a pesquisa não é mais válida e isso se tornará um problema de manutenção contínua para o sistema RTLS.

Uma melhoria em relação à impressão digital simples é o uso de multilateração baseada em RSSI , que usa a intensidade do sinal de todos os APs Wi-Fi detectáveis ​​junto com o conhecimento de sua localização para calcular a posição. Na maioria dos casos, isso tem uma precisão de cerca de 4 m ou no nível da sala, assumindo que haja APs suficientes. Em partes dos edifícios com menos cobertura de AP (especialmente no final dos corredores, por exemplo), simplesmente não há dados suficientes para determinar a localização. Erros na localização de uma sala ou andar são, portanto, comuns nessas áreas.

Os sistemas RTLS baseados em Wi-Fi mais avançados usam triangulação baseada no tempo de voo (ToF) , que é quando os pacotes enviados de e para as etiquetas de ativos (ou outros dispositivos, como telefones dos trabalhadores) são marcados com data e hora por vários APs de Wi-Fi. Se os APs tiverem relógios perfeitamente sincronizados, as diferenças de tempo podem ser usadas para calcular a posição. Esses sistemas requerem infraestrutura Wi-Fi especializada que deve ser instalada em layouts suficientemente densos para suportar RTLS. Esses sistemas estão entre os mais precisos, mas exigem sistemas Wi-Fi caros. Mais APs precisam ser instalados do que seriam necessários apenas para o uso de dados. Paredes (especialmente aquelas em grandes edifícios como hospitais) podem aumentar o problema de multipercurso, o que pode degradar a precisão do RTLS baseado em ToF.

Uma abordagem semelhante ao ToF é ângulo de chegada (AoA) , em que o ângulo em que uma determinada transmissão Wi-Fi foi recebida é calculado usando algo chamado de antena de múltiplas entradas e saídas múltiplas (MIMO), que agrupa antenas para aumentar o alcance e o rendimento. Os sistemas de antena MIMO são comuns em alguns ambientes corporativos. Às vezes, os sistemas usam uma combinação de ToF e AoA, o que pode resultar em uma localização muito precisa. Os sistemas AoA têm a preocupação adicional de que precisam ser instalados em uma determinada orientação para funcionar corretamente. Eles sofrem com o mesmo ruído, artefatos de amostragem e efeitos de canal de caminhos múltiplos que o TOF, mas a necessidade de sincronização do relógio é menos problemática.

Uma última preocupação para os sistemas de posicionamento interno Wi-Fi, em geral, é que as tags devem ter um transceptor Wi-Fi instalado dentro eles, o que os torna mais caros (e mais volumosos) do que Bluetooth, IV ou ultrassom. O sistema AirFinder RTLS da Link Lab usa uma combinação de Bluetooth e ultrassom em vez de Wi-FI, mas é importante que os clientes entendam as alternativas para RTLS.

Se você tiver alguma dúvida, estamos aqui para ajudar.

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Saiba mais sobre WiFi e outras tecnologias de localização de ativos internos neste artigo