Guida ai Real-Time Locating Systems

Fonte - Shu Shan

Last update - 25.08.2022

I moderni Real-Time Location System (RTLS) sono la base per lo sviluppo di applicazioni che aumentano l'efficienza, le prestazioni e la sicurezza in tutti i settori. Possono aiutare a tracciare con precisione oggetti o i veicoli, consentendo ai dipendenti di ottimizzare i processi aziendali e di concentrarsi su attività utili.

Il mercato dei RTLS nel 2022

Secondo ReportLinker, l'attuale tasso di crescita medio annuo del mercato mondiale dei RTLS (Real-time Locating Systems) è del 32,6%. A questi ritmi, nel 2022 aumenterà fino a 7,11 miliardi di dollari, rispetto ai 5,37 miliardi del 2021. Ciò è dovuto alla stabilizzazione dei volumi di produzione per soddisfare la domanda, che è aumentata dopo la pandemia di Covid-19. Secondo le previsioni, entro il 2026 il posizionamento RTLS registrerà un tasso di crescita del 28,6% e il suo mercato raggiungerà i 19,2 miliardi di dollari.

Si prevede che il mercato della regione Asia-Pacifico sarà quello in più rapida crescita. Tale crescita è attribuita all'aumento del numero di smartphone, ampiamente utilizzati per l'implementazione delle tecnologie. Come riportato da Mobile User Statistics, nel 2021 erano presenti circa 3.8 miliardi di utenti di telefonia mobile in tutto il mondo, che rappresentano il 48,33% della popolazione globale totale. In futuro queste cifre continueranno a crescere.

COME FUNZIONANO I RTLS?

Il principio di base dei Real Time Location systems si basa sull'utilizzo di tag collocati sugli oggetti tracciati. I tag possono essere applicati ad apparecchiature, veicoli, dipendenti e visitatori. Quando l'elemento taggato inizia a muoversi, il tag RTLS invia immediatamente dei segnali che vengono rilevati dai lettori installati in diverse parti dell'edificio. I lettori inviano i dati al software speciale che calcola la posizione dell'oggetto in base agli ad algoritmi matematici e ad informazioni sul livello dei segnali. Dunque, le informazioni vengono inviate alla piattaforma collegata al sistema (smartphone, computer, ecc.).

I sistemi RTLS sono caratterizzati da flessibilità e ampie possibilità di organizzare il posizionamento e la navigazione in ambienti interni. Un Real Time Location systems può essere adattato facilmente alle esigenze degli utenti in tempi brevi e con investimenti finanziari minimi. I dati trasmessi dai tag possono essere utilizzati per risolvere diversi compiti. In questo modo molte applicazioni permettono di costruire mappe interattive che mostrano la posizione degli asset in tempo reale.

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TIPI DI REAL-TIME LOCATING SYSTEM

Esistono molte varianti di realizzazione di sistemi RTLS. La scelta delle tecnologie è determinata dalle condizioni operative e dai requisiti di precisione del posizionamento.

Tecnologie a radiofrequenza

Tutte le tecnologie a radiofrequenza si dividono in due categorie:

• Standard - in qualche modo adattati per misurare la distanza.
• Specializzati - meglio attrezzati per rilevare la distanza.

L'apparecchiatura che lavora con tecnologie a radiofrequenza rileva la posizione tramite segnali radio. L'infrastruttura già esistente può essere utilizzata come base per il sistema, riducendo in modo significativo i costi di allestimento.

Tecnologie di navigazione e posizionamento satellitare

La tecnologia satellitare più diffusa è il GPS, che può garantire una precisione di posizionamento fino a 6 m (per i satelliti moderni - fino a 0,9 m). Il suo funzionamento si basa sulla capacità di rilevare la posizione misurando gli istanti di ricezione dei segnali satellitari. La navigazione GPS viene utilizzata principalmente outdoor, poiché difficilmente consente di definire la posizione all'interno dell'edificio a causa delle interferenze provenienti dal terreno.

UWB

La tecnologia ultra-wideband è ottimale per il posizionamento e la stima delle distanze dagli oggetti. L'apparecchiatura utilizza impulsi brevi con un'elevata larghezza di banda a bassa frequenza centrale. L'infrastruttura si basa sulla tecnologia cablata e garantisce un'elevata precisione di localizzazione. Tuttavia, la sua applicazione comporta alcune difficoltà nella creazione di un trasmettitore ad alta capacità.

Tecnologie di posizionamento locale

I sistemi locali comprendono dispositivi a ultrasuoni e a infrarossi che rilevano la mobilità degli oggetti. I dispositivi a infrarossi utilizzano impulsi IR che vengono rilevati da ricevitori con coordinate fisse. Entrambi i modelli garantiscono un'elevata precisione di localizzazione (fino a 30 sm), ma si differenziano per la bassa resistenza alle interferenze e il corto raggio.

RFID

Lo scopo principale della tecnologia RFID è l'identificazione degli oggetti. Vengono utilizzati per le carte magnetiche, il riconoscimento dei codici a barre dei prodotti, l'identificazione delle persone nelle aziende con la gestione del controllo degli accessi al sito. La tecnologia prevede l'uso di lettori che riproducono costantemente emissioni radio di una certa frequenza entro un raggio di 100 m. Quando entrano nella zona di azione del lettore, i beacon RFID utilizzano questi raggi come fonte di energia e iniziano a trasmettere codici di identificazione.

WLAN, Wi-Fi

La WLAN è una rete locale basata su tecnologie wireless, la cui organizzazione più comune è il Wi-Fi. Lo schema di rete contiene almeno un hot spot che trasmette il proprio identificativo (SSID) tramite speciali pacchetti di segnalazione. L'intervallo di trasmissione è di 100 msec e la velocità non è inferiore a 0,1 Mb/sec. Il raggio d'azione degli hotspot Wi-Fi è compreso in media tra 30 e 200 metri, con un posizionamento preciso fino a 5-10 metri.

Bluetooth® Low Energy

La soluzione ottimale per i sistemi di Real-Time Location è lo standard Bluetooth Low Energy, che permette agli sviluppatori di creare applicazioni competitive con strumenti e componenti di facile accesso. Il raggio d'azione supera i 100 metri. Uno dei principali vantaggi del BLE è il bassissimo consumo di energia di picco. In questo modo, per impostare il sistema di localizzazione RTLS indoor si possono utilizzare minuscoli sensori a funzionamento continuo.

Attualmente non esistono tecnologie RTLS universali in grado di fornire una precisione di localizzazione in condizioni diverse, in spazi chiusi o all'aperto. Tuttavia, la tecnologia Bluetooth® è considerata una delle più comuni. È ampiamente utilizzata per risolvere compiti nell'ambito della geolocalizzazione.

COMPONENTI E PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEI RTLS

Nell'implementazione di un Real Time Locating system, vengono utilizzati diversi componenti: transponder, lettori e software per l'elaborazione dei segnali. Il volume totale dell'hardware è definito in base alla complessità del sistema di posizionamento, alla tecnologia utilizzata e ai compiti che devono essere risolti per il cliente.

I transponder includono tag RTLS collegati agli oggetti monitorati. Sono dotati di identificatori univoci e possono essere passivi o dotati di alimentazione. Le diverse tecnologie utilizzano vari tipi di transponder, tra cui:

• Tag Wi-Fi;
• Beacon Bluetooth®
• Etichette RFID;
• Tag a infrarossi o a ultrasuoni;
• Etichette GPS/GNSS, ecc.

I transponder possono essere dotati di pulsanti programmati o di mezzi di notifica (vibrazioni, suoni o segnali luminosi). La loro durata dipende dalle impostazioni, dalla fonte di alimentazione e dalla frequenza di aggiornamento delle informazioni. Più spesso il tag trasmette dati, più rapidamente si esaurisce il suo accumulatore, anche se il periodo medio di funzionamento è di circa 5 anni.

I lettori sono apparecchiature di rete installate in punti fissi all'interno degli edifici che ricevono gli impulsi dai transponder. Possono far parte del sistema esistente o essere integrati nell'ambiente durante l'implementazione della piattaforma di Real Time Location. Come nel caso dei transponder, in diverse tecnologie vengono utilizzati vari tipi di lettori, come sensori di posizione, ricevitori, punti di accesso, dispositivi intelligenti, ecc.

Il software è uno strumento chiave del sistema che elabora le informazioni provenienti dai lettori, mostra la posizione attuale dei tag, accumula dati sui movimenti degli oggetti e ne memorizza la storia. In caso di emergenze, come l'accesso a zone riservate, il software può visualizzare le informazioni sullo schermo e indirizzare la notifica ai dispositivi dei dipendenti che si trovano in prossimità della scena.

Nella maggior parte dei casi il software ha un'interfaccia web facile da usare ed è caratterizzato da opportunità flessibili di scalabilità.

ESEMPI DI APPLICAZIONE PER I RTLS

Per una comprensione completa delle prestazioni dei tracker di Real Time Location, forniremo esempi chiave del sistema utilizzato per le attività commerciali.

Tracciamento dei beni all'interno degli edifici

Utilizzando l'RTLS, è possibile tracciare i beni all'interno dei locali. I tag, posizionati sui veicoli di lavoro, sulle attrezzature o sulle merci nei magazzini, permettono la rilevazione della loro posizione in tempo reale. I dati sul movimento degli asset vengono visualizzati su una mappa interattiva. Gli utenti possono tracciare determinati oggetti, eseguire analisi del traffico e ottimizzare i processi aziendali di logistica.

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Navigazione e posizionamento indoor

Il posizionamento RTLS offre opportunità illimitate per l'organizzazione di una navigazione indoor efficiente. Gli utenti hanno accesso a mappe digitali con punti di interesse, possono cercare rapidamente oggetti all'interno degli edifici e creare percorsi per raggiungere i luoghi necessari.

Sicurezza sul lavoro

L'utilizzo di RTLS garantisce la sicurezza del personale sul posto di lavoro. Il sistema può controllare l'accesso alle zone riservate degli stabilimenti o il personale che lavora in un ambiente pericoloso. Nelle realtà odierne, una funzione essenziale della piattaforma è quella di monitorare il distanziamento sociale che impedisce la diffusione del Covid-19./p>

AMBITI DI APPLICAZIONE PER I RTLS

I RTLS possono essere applicati in vari ambiti, i più comuni dei quali sono:

• Produzione. Utilizzando questo sistema è possibile tracciare i beni in ogni fase del processo produttivo in modo efficiente, dalla produzione allo stoccaggio fino alla vendita. L'implementazione dei Real-Time Locating Systems (RTLS) consente di localizzare attrezzature e veicoli e di reagire tempestivamente alle emergenze.
• Medicina. I compiti principali dell'assistenza sanitaria sono il monitoraggio delle apparecchiature e delle condizioni dei pazienti. I servizi di Real-Time Locating contribuiscono ad aumentare il livello di sicurezza all'interno dell'istituto medico e a migliorare la qualità dell'assistenza sanitaria.
• Logistica. L'utilizzo del sistema nella logistica offre la possibilità di monitorare efficacemente i veicoli, tracciare lo stoccaggio e il trasporto delle merci. La tecnologia RTLS può essere facilmente integrata nei sistemi di videosorveglianza. Inoltre, aiuta a costruire percorsi ottimali per i veicoli.
• Vendita al dettaglio. Nelle attività commerciali, la tecnologia viene utilizzata per attirare i clienti con la possibilità di risparmiare sulle campagne di marketing. Aiuta i clienti a trovare i prodotti necessari all’interno del negozio, a monitorare le attrezzature per la movimentazione dei materiali nell'ufficio magazzino del negozio e le attrezzature per la pulizia del supermercato, oltre che a tenere un registro dei carrelli della spesa.
• Musei e mostre. Le mostre sono oggetti di valore e necessitano di un alto livello di sicurezza. Il sistema garantisce il pieno controllo degli oggetti e reagisce tempestivamente al loro spostamento. Inoltre, aiuta a sviluppare applicazioni (programmi per dispositivi mobile, audioguide, ecc.) che consentono ai visitatori di trovare la mostra che stavano cercando o di ottenere informazioni più dettagliate su di essa.
• Trasporti. Nel settore dei trasporti, i sistemi RTLS aiutano i passeggeri a trovare la strada più breve per raggiungere diversi luoghi negli aeroporti o nelle stazioni ferroviarie. Il sistema viene spesso utilizzato per tracciare i flussi di persone, migliorare la navigazione del personale, tracciare le attrezzature in tempo reale.

IMPLEMENTAZIONE DI REAL-TIME LOCATING SYSTEM

Il sistema di localizzazione in tempo reale RTLS offre agli utenti un'ampia varietà di soluzioni che devono essere scelte tenendo conto delle specificità di una particolare azienda. Tuttavia, alcuni principi chiave possono essere applicati con successo in tutte le aziende in modo da ridurre i tempi di implementazione:

• Preparazione. Prima di implementare l'RTLS, è necessario decidere come verrà utilizzato. Si deve rispondere alle seguenti domande: dove verrà utilizzato il sistema, qual è l'ambito del progetto, quali oggetti verranno tracciati, quanta precisione si desidera ottenere e qual è la frequenza degli aggiornamenti della piattaforma. In base a ciò si può scegliere la tecnologia più adatta alla propria azienda.
• Calcolo dei costi. I principali costi di implementazione comprendono le spese per l'hardware, l'installazione delle apparecchiature, la formazione del personale, le licenze software, l'integrazione nell'infrastruttura aziendale e la manutenzione corrente. Durante il calcolo, le aziende devono valutare il ROI e le opportunità di risparmio che aiuteranno a trovare l'opzione più redditizia.
• Risoluzione dei problemi informatici. Definire chi installerà le apparecchiature e sarà responsabile del loro funzionamento su larga scala. Risolvere i problemi di sicurezza informatica, compreso il lavoro nel cloud o in un server locale.
• Integrazione. Durante l'implementazione, è necessario integrare il sistema nell'infrastruttura aziendale già esistente. Si deve valutare se poterlo fare da soli, se il proprio fornitore ha gli strumenti, l'esperienza e le API necessarie, o se sarà necessario cercare un partner per l'integrazione.

Se si ottengono le risposte giuste a tutte queste domande si potrà scegliere la tecnologia più efficace che risolverà tutti i compiti assegnati.

Pertanto, l'RTLS è una tecnologia promettente che si integra facilmente nel concetto di Internet delle cose. Aiuta a identificare rapidamente gli oggetti di interesse e a visualizzarne la posizione in tempo reale.

FUTURO DEI RTLS

Dopo una leggera stagnazione nel 2020-2021 causata dalla pandemia Covid-19, la domanda di tecnologie RTLS ha ripreso a crescere. Questi sistemi sono molto diffusi nei settori della produzione, della sanità e dell'istruzione. Vengono utilizzati attivamente per la localizzazione di veicoli e beni. Allo stesso tempo, si può osservare il calo dei prezzi del software e dell'hardware per l'implementazione del sistema RTLS, che garantisce un'ulteriore crescita di questo mercato.

Al giorno d'oggi, in tutto mondo molti problemi sono più facili da risolvere applicando le tecnologie RTLS. Uno di questi è l'interruzione delle catene di approvvigionamento, che impedisce il trasporto tempestivo delle merci.

Le difficoltà delle catene di approvvigionamento spingono molte aziende a spostare la produzione sulla costa, vicino ai porti, con conseguente carenza di forza lavoro. Secondo Deloitte, entro il 2030 la carenza di personale qualificato riguarderà 2,1 milioni di persone. A causa di questi problemi, molte imprese si rivolgono all'implementazione di sistemi di localizzazione in tempo reale che possono contribuire ad aumentare l'efficienza del personale e garantire una reazione più rapida alle situazioni in evoluzione. Si prevede che l'aumento del numero di smartphone e di applicazioni mobile per le soluzioni RTLS porterà ad una crescita significativa del mercato della navigazione indoor già nel prossimo futuro.

FAQ

Quali sono i vantaggi dell'RTLS per le aziende?

I Real-time location systems consentono alle aziende di ottimizzare il proprio lavoro. Grazie ad essi, è possibile aumentare l'efficienza e garantire la sicurezza di visitatori e dipendenti. Inoltre, l'RTLS aiuta a fornire informazioni utili ai clienti e apre opportunità per campagne di marketing di successo.

Quanto è preciso l'RTLS?

La precisione dell'RTLS dipende dalla tecnologia applicata. Quindi, le piattaforme basate su Bluetooth® LE definiscono la posizione degli oggetti con una precisione fino a 10 m, mentre utilizzando Wi-Fi si va dai 3 ai 5 m. La tecnologia più precisa è la UWB (Ultra-Wide Band) che rileva gli oggetti entro un raggio di 30 sm.

Come si può utilizzare l'RTLS nel settore sanitario?

I sistemi di navigazione e posizionamento semplificano notevolmente il lavoro del personale medico. Possono tracciare gli oggetti all'interno degli edifici, monitorare l'occupazione dei reparti e creare percorsi verso le sale operatorie e gli studi medici. Inoltre, la tecnologia RTLS nel settore sanitario permette di monitorare il traffico dei pazienti e di fornire loro assistenza medica tempestiva in caso di peggioramento delle loro condizioni. Le piattaforme riducono i tempi di ricerca delle apparecchiature mediche e prevengono il furto di dispositivi costosi.

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