RTLS là gì?
RTLS là hệ thống định vị thời gian thực, viết tắt của từ tiếng Anh Real-time Locating System. RTLS thường sử dụng tự động nhận dạng và theo dõi vị trí của một vật hay người theo thời gian thực, thông thường trong không gian một toà nhà hay một khu vực cụ thể. Các thẻ tag RTLS không dây được gắn vào các vật thể hay được mang bởi con người, và trong các hệ thống RTLS, cố định vị trí tham khảo bằng sóng không dây từ thẻ tag RTLS tới vị trí tham khảo cố định. Ví dụ về hệ thống RTLS bao gồm theo dõi sự di chuyển qua một dây chuyền sản xuất, xác định vị trí trong các kho hàng, hay tìm kiếm các thiết bị y tế trong bệnh viện.
Khái niệm RTLS được sử dụng bắt đầu từ 1998, nó được sử dụng để mô tả và chỉ sự khác biệt hoá của các công nghệ mới nổi, không chỉ cung cấp tư động nhận dạng của thẻ RFID chủ động, mà còn chỉ ra khả năng nhìn được vị trí định của vật/thiết bị được gắn thẻ. Bản thương mại hoá đầu tiên của RTLS được cung cấp cho quân đội và các chính phủ bởi PinPoint và WhereNet. Đầu những năm 1990, phiên bản thương mại hoá RTLS được cài đặt trong ba trung tâm chăm sóc sức khoẻ ở Mỹ, ở đó sử dụng công nghệ truyền nhận và giải mã bằng hồng ngoại bằng các thể tag chủ động, các công nghệ mới tạo ra thế hệ RTLS có thể sử dụng được với các thẻ Tag thụ động sau này.
Nguyên lý hoạt động
Luồng thông tin trao đổi trong hệ thống RTLS thực hiện theo các bước sau:
- (1): Các thẻ UWB/BLE được thiết lập các thông số như là thời gian, tần suất cập nhật và định nghĩa các base station để gửi thông tin vị trí.
- (2): Mỗi baste station sẽ tính toán khoảng cách đến từng thẻ cụ thể và gửi thông tin về máy tính xử lý tại biên (edge computer)
- (3): Base Station gửi dữ liệu về máy chủ RTLS. Tại đây thông tin về vị trí được xử lý và tổng hợp lần cuối và lưu vào cơ sở dữ liệu.
- (4): Khi nhận được thông tin mới, các phân hệ nghiệp vụ sẽ xử lý theo các chức năng khác nhau để hiển thị dữ liệu theo các kịch bản khai thác.
- (5): Người sử dụng truy cập vào phần mềm để khai thác các nghiệp vụ theo yêu cầu.
Về công nghệ định vị, hệ thống RTLS hoạt động dựa trên nguyên tắc ước tính khoảng cách và vị trí của công nghệ Ultra-Wideband. Theo đó thẻ tag UWB/BLE được gắn vào thiết bị hay cơ thể người. Các trạm neo gọi là UWB anchors được cài đặt ở khu vực tường của khu cần định vị, tối đa lên tới 25 m. Nó có thể đặt ở độ cao từ 2.5 m – 5 m và phải để xa tường khoảng 15 cm. UWB anchors có thể được cấp nguồn qua USB và PoW (cấp nguồn qua cáp mạng).
Các base station này sẽ giao tiếp wifi với Edge Computer trước khi dữ liệu về Private Server. Khi cài đặt, hệ thống sẽ tự động định vị và xác định khoảng cách giữa các base station để lên map. Edge Computer đặt cùng mạng local với hệ thống Base Station. Edge Computer có thể kết nối đến Private Server đặt tại Data Center.
Phương án lắp đặt
- Khoảng cách tối đa giữa các base-base là 25m, độ cao lắp đặt từ 5-6m. Với mặt bằng của xưởng (72.742 x 118.221 m) cần tiến hành lắp đặt 4×6 base station theo dạng ma trận hình chữ nhật với kích thước 24×23.6 m như hình bên dưới. Với bố trí như vậy sẽ đảm bảo các base phủ hết diện tích của xưởng và đảm bảo khả năng giao tiếp giữa base-base và base-tag.
- Các base station sẽ kết nối với edge computer thông qua mạng wifi, do vậy cần thiết lập mạng wifi trong phân xưởng, và để đảm bảo hoạt động ổn định, không ảnh hưởng đến các hệ thống khác nên thiết lập một mạng wifi riêng cho hệ thống RTLS. Sơ đồ kết nối mạng được minh họa theo hình ở dưới.
Chức năng hệ thống RTLS
- Dashboard/Trang chủ: Thể hiện các thông tin tổng quan về hệ thống RTLS công ty đang sử dụng.
- Maps/Bản đồ: Hiển thị vị trí thời gian thực của các đối tượng theo dõi lên bản đồ mặt bằng công ty, có thể có nhiều maps khác nhau tùy thuộc vào số lượng nhà máy/workshop của công ty.
- History/Lịch sử: Hiển thị lịch sử của tất cả đối tượng theo dõi hoặc đối tượng cụ thể trong khoảng thời gian bất kì. Có thể replay lại hoạt động trong thời gian đó.
- Heatmaps/Bản đồ nhiệt: Phân tích bản đồ nhiệt vị trí của các đối tượng theo dõi trong khoảng thời gian.
- Setup/Cài đặt: Các thiết lập hệ thống (bản đồ, base, tag) (tính năng nâng cao – cần kĩ thuật viên hỗ trợ)
- Update/Cập nhật: Nâng cấp chương trình cho hệ thống phần cứng (tính năng nâng cao – cần kĩ thuật viên hỗ trợ)
- Report/Báo cáo: Các báo cáo của hệ thống liên quan đến ứng dụng cụ thể và đối tượng cụ thể.
