RTLS 简介及系统组成

RTLS 系统 (Real Time Location System)

1. 市场要求

机器、材料以及人力是制造业的核心。这三个元素都非常重要，越来越多的公司都开始寻求方法对它们进行实时追溯。实时位置系统(RTLS)技术可用来自动识别、定位物体，资产以及人员。RTLS系统的目的是持续的监控这些物体的位置。RTLS追溯的主要物体包括资产，人员以及在制品。到目前位置，制造业RTLS系统并未普及，但随着技术进步以及越来越多公司的进入，该行业将迎来爆发。

RTLS技术可以帮助减少物体找寻时间，放置不当并增加运营效率、劳动生产力并减少设备空闲时间。此外，RTLS系统还可以管理工作流，追溯有害物料，监控工单，人员安全，装配生产线追踪等。

汽车行业以及航空行业是当前RTLS解决方案应用最多的行业。宝马，阿斯顿马丁，空客，波音，惠普以及三星都已经引入RTLS系统。RTLS系统可降低企业运营成本并提升效率及利润，这些高回报率也是驱动企业应用的最大因素。

由于技术的日益进步，RTLS系统的成本将降低，同时也会带来更多的效率，这也将促进市场的普及。价格下降也将提升RTLS技术的普及，尤其是价格敏感的亚太市场。RTLS市场普及率、知名度的提升将是市场增长的最重要因素。

A)资产管理

RTLS实时定位系统可用于保护工厂中固定资产完整无缺，充分挖掘潜力，追踪生产材料的实时位置及工序，便于工厂生产流程管理，可以持续提高工厂的生产力及成本利用率。

B)人员定位

RTLS可用于工厂中生产人员的实时定位，可以大幅度降低人员的意外受伤几率，并且通过对人员及工位的绑定，可以监视到人员的工作状态，防止生产人员消极工作，提高工厂生产力。

2. RTLS方案涉及的软硬件

RTLS系统布设中所需的设备包括定位服务器、路由器、基站和标签。下面对这些设备进行简单介绍。

Server 定位服务器

定位服务器主处理器要求不低于Core i5 配置，服务器、台式机或者笔记本电脑均可，客户可自行采购。定位服务器操作系统为Linux Ubuntu 16.04版本，RTLS架设前安装定位服务器系统软件。

Router

路由器用于提供定位服务器与基站之间的数据通路。根据RTLS安装场合的实际情况，路由器可以选择POE交换机、普通网络交换机或者WiFi无线接入节点（Access Point）。路由器属于通用设备，客户可自行采购。

Anchor

基站是RTLS中的关键设备，布设时通过局域网或Wi-Fi AP与定位服务器相连。

基站实际形态如图2-1所示，其中安装支架可选。基站规格如下：

1. 外壳：

         尺寸: 166*126*78mm

         重量: 480g (不含支架)

         防护等级: IP65

         阻燃等级: UL94-HB

2. 电源：

         供电/充电方式: POE IEEE 802.3af, 或者内置电池供电

         内置电池: 缺省无内置电池

         功耗水平: 正常工作时，≤3W；内置电池充电时，≤6.5W

3. 其他特性：

         工作温度：-20~50℃

         设备编号：64位唯一编码

         内置Bluetooth：用于控制标签工作状态(开关)、配置参数刷新及固件升级

         UWB天线：外置360°全向天线

Tag

RTLS中最为常用的是工业标签，适用于工业环境。工业标签采用锂聚合物电池供电，可无线充电，也可通过无线进行控制。

工业标签规格如下：

4. 外壳：

         尺寸: 101*51*25mm

         重量: 105g

         防护等级: IP54

         阻燃等级: UL94-V0

5. 电源：

         内置电池: 3.7V 锂聚合物，容量2000mAh(最小工作时长20天@4Hz定位频率)

         充电方式: 无线充电(满足QI规范)

6. 其他特性：

         工作温度：-20~50℃

         设备编号：64位唯一编码

         内置Bluetooth：用于控制标签工作状态(开关)、配置参数刷新及固件升级

         UWB天线：内置微带天线，360°全向

         内置强磁铁，可吸附于铁质物体上，便于简易固定

客户可选择不同规格的电池和壳体，以定制所需大小和外形的标签设备。

定位服务器软件包自带本地测试工具，用于配合地图展示基站和标签的位置分布，便于系统布设和图形化演示。工具界面效果如图所示。此工具支持轨迹绘制、数据记录和回放等多种实用功能。当定位服务器开启“扩展（extend）”选项后，还可以提供信号强度分析图例化展示等功能。

Multi Tag Mode 多标签模式

多签跟踪模式的特点在于：所有定位目标的位置信息均在定位服务器计算生成，适合于区域内所有定位目标状态的集中展示及统一管理。正因为这个特点，多标签跟踪模式往往也被称之为“网络侧定位模式”或“被动定位模式”。

多标签跟踪模式主要应用于给定区域内的人员或资产追踪，典型应用场合包括智能工厂、物流仓储、监狱安防、电力巡检等。

多标签跟踪模式定位，主要性能指标包括：

1. 定位精度高，典型室内环境下的实测定位精度为亚米级。

2. 系统内的基站具备UWB严格（精度优于纳秒级）同步功能，不需要额外硬件支持。

3. 定位输出频度高且稳定，对单个标签可以提供高达16Hz的实时三维位置输出。

4. 抗干扰能力强，不受3G/4G等常见无线通信系统的影响。

5. 系统容量大。资产定位应用中，单系统可支持数以千计标签的追踪。