Sistemas de posicionamiento Wi-Fi en interiores:lo bueno, lo malo y las alternativas

Wi-Fi es una opción de tecnología popular para calcular la posición de una etiqueta de activo para un sistema de ubicación en tiempo real (RTLS). El uso de sistemas de posicionamiento en interiores Wi-Fi tiene ventajas y limitaciones sobre otras tecnologías de ubicación, como Bluetooth, banda ultra ancha (UWB) o ultrasonido. Algunos clientes, especialmente los usuarios de RTLS de atención médica, han encontrado que el uso de sistemas Wi-FI existentes es problemático para lograr los objetivos de precisión deseados para su solución RTLS. El Wi-Fi se usa de cuatro formas diferentes para determinar la ubicación, y cada enfoque tiene su propio conjunto de ventajas y desafíos.

Relacionado:aquí hay una descripción general de varios sistemas de posicionamiento en interiores.

Toma de huellas digitales por Wi-Fi es un enfoque para el seguimiento de activos en interiores donde la ubicación y la identificación de la estación base (BSSID) de cada punto de acceso (AP) Wi-Fi en un edificio se registra como parte de una encuesta. Luego, una etiqueta de activo escanea el entorno de Wi-Fi e informa la lista de puntos de acceso de Wi-Fi y sus intensidades de señal asociadas. Luego, la base de datos de la encuesta se utiliza para estimar la posición probable de la etiqueta. Esta es también la forma en que los teléfonos inteligentes a menudo estiman su posición cuando se encuentran en áreas donde el GPS no funciona, como el interior de edificios. Hay muchas bases de datos de puntos de acceso Wi-Fi, incluido https://wigle.net/.

Compruébelo y vea si el Wi-Fi de su hogar u oficina está allí. Puede ver la oficina de Link Labs en esta imagen, pero en realidad estamos al otro lado de la calle.

Garantizar Precisión del sistema de posicionamiento Wi-Fi

(Spoiler:es difícil)

La ventaja de la toma de huellas digitales es que es una forma fácil y barata de obtener información de ubicación de la infraestructura Wi-Fi existente. Sin embargo, para obtener cualquier tipo de precisión a nivel de sala, se debe realizar una encuesta con equipo especializado. Las empresas de RTLS que utilizan huellas digitales suelen ofrecer esto como parte del aprovisionamiento del sistema. Sin embargo, cuando el equipo se cambia o mueve, la encuesta ya no es válida y esto finalmente se convertirá en un problema de mantenimiento continuo para el sistema RTLS.

Una mejora con respecto a la toma de huellas digitales simple es el uso de multilateración basada en RSSI , que utiliza la intensidad de la señal de todos los puntos de acceso Wi-Fi detectables junto con el conocimiento de su ubicación para calcular la posición. En la mayoría de los casos, esto tiene una precisión de alrededor de 4 mo al nivel de la habitación, asumiendo que hay suficientes puntos de acceso. En partes de edificios con menos cobertura de AP (especialmente al final de los pasillos, por ejemplo), simplemente no hay datos suficientes para determinar la ubicación. Por lo tanto, los errores al localizar una habitación o un piso son comunes en estas áreas.

Los sistemas RTLS basados ​​en Wi-Fi más avanzados utilizan triangulación basada en tiempo de vuelo (ToF) , que es cuando los paquetes enviados hacia y desde las etiquetas de activos (u otros dispositivos, como los teléfonos de los trabajadores) tienen una marca de tiempo mediante varios puntos de acceso Wi-Fi. Si los AP tienen relojes estrechamente sincronizados, las diferencias de tiempo se pueden usar para calcular la posición. Estos sistemas requieren una infraestructura Wi-Fi especializada que debe instalarse en diseños lo suficientemente densos para admitir RTLS. Estos sistemas se encuentran entre los más precisos, pero requieren costosos sistemas Wi-Fi. Es necesario instalar más AP de los que se necesitarían solo para el uso de datos. Las paredes (especialmente las de edificios grandes como hospitales) pueden agravar el problema de las trayectorias múltiples, lo que puede degradar la precisión de RTLS basado en ToF.

Un enfoque similar al ToF es el ángulo de llegada (AoA) , donde el ángulo en el que se recibió una determinada transmisión Wi-Fi se calcula utilizando algo llamado antena de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO), que agrupa las antenas para aumentar el alcance y el rendimiento. Los sistemas de antena MIMO son comunes en algunos entornos empresariales. A veces, los sistemas utilizan una combinación de ToF y AoA, lo que puede dar como resultado una ubicación muy precisa. Los sistemas AoA tienen la preocupación adicional de que deben instalarse en una determinada orientación para que funcionen correctamente. Sufren del mismo ruido, artefactos de muestreo y efectos de canal multitrayecto que TOF, pero el requisito de sincronización del reloj es un problema menor.

Una última preocupación para los sistemas de posicionamiento Wi-Fi en interiores, en general, es que las etiquetas deben tener un transceptor Wi-Fi instalado dentro ellos, lo que los hace más costosos (y más voluminosos) que Bluetooth, IR o ultrasonido. El sistema AirFinder RTLS de Link Lab utiliza una combinación de Bluetooth y Ultrasonido en lugar de Wi-FI, pero es importante que los clientes comprendan las alternativas para RTLS.

Si tiene alguna pregunta, estamos aquí para ayudarlo.

Obtenga más información sobre Wi-Fi y otras tecnologías de ubicación de activos en interiores en este documento técnico