Arquitectura de precisión RTLS para el éxito

Un sistema de ubicación en tiempo real (RTLS) permite ubicar objetos o personas dentro de los edificios. Una característica clave de una solución RTLS es la precisión con la que puede informar esta ubicación, ya que esto difiere según la tecnología de "precisión centimétrica" ​​a "precisión a nivel de habitación". También existen otras consideraciones, como el costo total de propiedad, la interrupción de las prácticas comerciales actuales, el retorno de la inversión, la integración con las plataformas de datos existentes y más. Junto con la precisión de RTLS, nuestros clientes sopesan estos factores cuando eligen una solución.

¿Qué es la precisión en el contexto de RTLS?

En última instancia, la precisión de una solución RTLS se define por su capacidad para informar de manera confiable ubicaciones dentro de los límites de precisión para los que fue diseñada. Por ejemplo, los sistemas a nivel de habitación deben informar la habitación correcta, y los sistemas centimétricos X-Y-Z deben informar estas coordenadas dentro de una desviación específica.

Los diferentes casos de uso requieren diferentes niveles de precisión. A menudo, hemos descubierto que los clientes necesitan menos precisión de la que suponen, mientras que en otros casos se necesita más precisión. En Link Labs, nos apasionan nuestras soluciones y queremos trabajar con los clientes para satisfacer sus necesidades. Pero cuando nuestras soluciones no coinciden con un caso de uso particular, proponemos alternativas que se adaptan mejor a sus necesidades.

En este artículo, veremos cuándo y por qué son importantes los diferentes niveles de precisión y exactitud, y cómo se logran mediante diferentes tipos de tecnologías RTLS.

¿Por qué es importante la precisión para la tecnología RTLS?

Claramente, para que un sistema RTLS funcione, debe poder informar una ubicación de manera precisa y oportuna. El nivel de precisión que puede esperar de una configuración de RTLS particular a menudo depende de su caso de uso.

Por ejemplo, una aplicación de almacén puede requerir que un escáner de código de barras de inventario registre una ubicación de escaneo en el "nivel de estantería" para que un artículo en particular pueda ubicarse fácilmente cuando sea necesario. Por el contrario, para un sistema de seguimiento de enfermeras, señalar la ubicación de una enfermera dentro una habitación no es tan importante como identificar la habitación en sí. Por lo general, la precisión de la información de la habitación (es decir, identificar correctamente la habitación o el piso en cuestión) es mucho más importante que la complejidad adicional del sistema necesaria para informar con mayor detalle, como el hecho de que la enfermera está a tres pies de la ventana cercana la pared más a la izquierda.

Los sistemas que pueden señalar la ubicación de un objeto o una persona hasta el centímetro son vitales para algunos casos de uso de clientes, pero solo algunos usos requieren este nivel de precisión. Muchas necesidades de los clientes pueden satisfacerse con menos precisión de lo que se suponía inicialmente porque una mayor precisión tiene el costo de más equipos y complejidad que el usuario debe administrar. Para proporcionar valor a los clientes, la clave es diseñar un sistema RTLS que proporcione suficiente precisión y exactitud para respaldar los casos de uso específicos para los que fue diseñado.

¿Cómo se determina la ubicación en interiores?

Para comprender mejor cómo la precisión afecta el costo y la complejidad, es importante analizar cómo los diferentes tipos de sistemas determinan la información de ubicación. Generalmente, los sistemas RTLS se basan en una o más de estas tecnologías:presencia, tiempo de vuelo, medición del nivel de potencia o ángulo de llegada.

Presencia

Las tecnologías basadas en la presencia no pueden proporcionar la ubicación X-Y-Z específica de un activo en el espacio; más bien, informan si un activo se puede detectar en una ubicación más general (piense en "esta sala" o "esta área" en su lugar) a un costo y complejidad mucho más bajos que otros enfoques técnicos. Los tipos más comunes de sistemas de presencia utilizan ultrasonidos, luz infrarroja (IR) o transmisiones de radio de ráfaga corta, similar a Bluetooth Low Energy.

Un sistema basado en infrarrojos utiliza una etiqueta que emite una transmisión de infrarrojos codificada, que es similar a cómo funciona el control remoto de su televisor. Luego, un sensor de infrarrojos en el techo detecta la transmisión y el sistema sabe que una etiqueta en particular está en una habitación en particular. Los sistemas de ultrasonido funcionan de manera similar, excepto que usan sonido en lugar de IR. Las paredes hacen un gran trabajo bloqueando infrarrojos y ultrasonidos, por lo que estos sistemas son excelentes opciones para hospitales que pueden ejecutar todo el cableado necesario para colocar un detector en cada habitación.

Hora de vuelo

La mayoría de los sistemas RTLS de alta precisión utilizan mediciones de señales de radio basadas en el tiempo (o ultrasonido en algunos casos). Al registrar el tiempo que tarda una señal en pasar de la etiqueta de activo a un conjunto de detectores, el sistema puede aproximar la distancia al objetivo. Debido a una característica matemática contraintuitiva de las mediciones de radio basadas en el tiempo, las señales necesitan un ancho de banda amplio para funcionar eficazmente en interiores. Esta es la razón por la que los sistemas basados ​​en radio que miden la distancia generalmente usan tecnologías RTLS de banda ultra ancha (UWB).

Desafortunadamente, los sistemas RTLS basados ​​en el tiempo requieren que tres o más detectores estén dentro del alcance de cada etiqueta de activo. Por esa razón, este tipo de sistema generalmente solo se usa en áreas "abiertas" como almacenes. El costo de instalar varios receptores UWB en cada habitación del hospital hace que UWB sea una opción menos común para las instalaciones de RTLS de atención médica. Algunos sistemas RTLS basados ​​en Wi-Fi pueden utilizar una variación del tiempo de vuelo, pero el rendimiento es limitado debido a la cantidad de puntos de acceso Wi-Fi que se utilizan generalmente.

Nivel de potencia

Un enfoque más simple basado en radio para el seguimiento de activos en interiores es que la etiqueta de activo transmita un mensaje de baliza regular y que un receptor mida la intensidad de la señal (nivel de potencia) del mensaje recibido. Una etiqueta de activo "baliza" una transmisión codificada, que es detectada por uno o más sensores. La mayoría de los sistemas RTLS basados ​​en balizas Bluetooth a menudo funcionan de esta manera, al igual que la mayoría de las etiquetas RTLS basadas en Wi-Fi. Con varios receptores, los niveles de potencia (a menudo discutidos como RSSI o indicador de intensidad de la señal recibida) del mensaje de baliza de un dispositivo se comparan a través de diferentes receptores, y el receptor que "escucha" la baliza con el nivel de potencia más alto se considera más cercano a la etiqueta. Esto permite que se utilicen menos detectores, pero a menudo puede lograr el nivel de precisión requerido para algunos casos de uso.

Los enfoques de solo nivel de potencia brindan a los clientes datos de que los activos están en el sitio y en áreas generales, pero adolecen de varias deficiencias que no los convierten en una excelente opción en todos los casos. Por ejemplo, la simple orientación de una etiqueta puede resultar en que el valor más alto de RSSI sea "escuchado" por un receptor en la habitación contigua o en un piso diferente. Estas deficiencias se pueden abordar parcialmente agregando más receptores, huellas dactilares de RF en el sitio y matemáticas y aprendizaje automático más sofisticados. Sin embargo, cada una de estas adiciones aumenta el costo de la solución (infraestructura y datos totales generados por el sistema) y no pueden igualar la precisión de otros sistemas.

Otras opciones

Hay otros enfoques tecnológicos utilizados por los sistemas RTLS que no se tratan en esta publicación. Estos incluyen sistemas y soluciones RFID pasivos que utilizan el ángulo de llegada o el ángulo de salida.

Mejora del nivel de precisión RTLS

Una solución RTLS que informa una ubicación cercana, pero en última instancia imprecisa, puede frustrar a los usuarios. En algunos casos de uso, la formación y la experiencia adecuadas pueden ayudar a los usuarios a esperar resultados más realistas de su sistema RTLS.

Para la gestión de inventario, puede que no importe estar cerca de una habitación. Pero una ubicación incorrecta puede comprometer completamente otras soluciones. Esto es particularmente importante para las soluciones de emergencia o seguridad, como un botón de llamada a la enfermera, un sistema de seguridad para el personal y el paciente o los sistemas de botones de pánico. Si un miembro del personal solicita ayuda usando un sistema RTLS que lo coloca en el piso equivocado, esta inexactitud puede aumentar el peligro de una situación, retrasar la ayuda o causar una confusión significativa.

Como describimos anteriormente, algunas tecnologías RTLS son menos precisas que otras, por lo que es imperativo que la solución coincida con el caso de uso. Trabajamos en estrecha colaboración con cada cliente para garantizar que nuestras soluciones satisfagan sus necesidades específicas.

Como mencionamos anteriormente, los sistemas de nivel de potencia son notorios por el rebote de la habitación y el piso, en los que informan la habitación o el piso cercano (o "incorrecto") debido a señales de radio que pueden enmascararse o combinarse para crear áreas de rendimiento subóptimo.

Con sistemas basados ​​en el tiempo como UWB, generalmente instala más anclajes (sensores de señal) para asegurarse de que cuatro o más sensores tengan la posibilidad de detectar una etiqueta. Cuando solo dos o tres sensores "escuchan" una etiqueta, la precisión de la ubicación se verá afectada.

Los sistemas de ultrasonido e infrarrojos, cuando se instalan y mantienen correctamente, no sufren estos mismos problemas.

En Link Labs, nuestros ingenieros han trabajado durante años para desarrollar tecnologías y enfoques innovadores y patentados que mantienen el bajo costo de un sistema basado en el nivel de potencia al mismo tiempo que minimizan y, en muchos casos, eliminan los errores de sala.

Precisión y costes justos

En Link Labs, siempre recomendamos que los clientes instalen un sistema RTLS que esté diseñado para brindarles el nivel de precisión RTLS que exige su caso de uso, ni más ni menos. De hecho, la capacidad de ofrecer diferentes niveles de precisión en diferentes partes de nuestras implementaciones es una de las mejores partes de trabajar con Link Labs. Lo llamamos " precisión perfecta ”:Ofrecemos más precisión donde se necesita y menos donde es aceptable. Esto nos permite personalizar una implementación según las necesidades del cliente, lo que se traduce en otra ventaja del enfoque de Link Labs.

Nuestras soluciones internas utilizan una capa de red independiente que no requiere el uso de las redes Wi-Fi de un cliente o el tendido de un cable Ethernet. Operamos una red completamente paralela dedicada a entregar datos RTLS. Y sí, esto significa sin requisitos de integración de TI .

Esta combinación de enfoques tecnológicos, precisión perfecta y una red independiente nos permite ofrecer a nuestros clientes soluciones a sus problemas comerciales a costos mucho más bajos, acelerando el tiempo de retorno de la inversión y también abriendo algunos casos de uso de RTLS que no son económicos con otros sistemas. En la mayoría de los casos, nuestras instalaciones son menos intrusivas y toman mucho menos tiempo que las de nuestros competidores.

¿Está interesado en obtener más información? Llámenos para que podamos ayudarlo a determinar si nuestras soluciones RTLS son adecuadas para usted.