UbiTEL
Русский
English
О компании Дизайн WLAN сетей RFID безопасность
Оборудование и метки Программное обеспечение Применение F.A.Q.

Технология AiRISTA Flow


по техническим вопросам и вопросам приобретения
обращайтесь по телефону +7 812 600 7920
или по электронной почте: info@ubitel.ru


Данный раздел предназначен прежде всего для технических специалистов и содержит подробную информацию о технологии работы системы и её компонентах, включая технические требования и пр. Если вас интересуют только функциональные возможности решения AiRISTA Flow, пожалуйста, перейдите в раздел “Программное обеспечение”.

Разновидности систем позиционирования

Существуют различные RTLS решения, как по подходу к определению местоположения с технологической точки зрения, так и по используемой сетевой инфраструктуре и пр. факторам. Разные технологии применимы в разных случая в зависимости от требований к системе позиционирования — не все RTLS решения одинаковы. У различных технологических подходов есть свои плюсы и минусы, поэтому важно в полной мере оценить возможности каждого из них.

Примеры RTLS технологий:

  • Пассивные RFID решения
  • Wi-Fi
  • Bluetooth
  • Инфракрасное излучение
  • Ультразвук
  • Сверхширокополосные решения (UWB)

Passive RFID vs Active RTLS  

Пассивные RFID решения основаны на использовании меток без встроенных источников питания. Стоимость у таких меток, как правило, довольно низкая, но считыватели представляют собой отдельную и уникальную инфраструктуру, устанавливаемую отдельно и в дополнение к сетевому оборудованию исключительно под цели RTLS. Кроме того, считать информацию с меток возможно лишь принудительно и, соответственно, в отдельные моменты времени.

Активные системы позиционирования используют “умные” метки, которые, как правило, программируемы, имеют процессор, встроенную батарею и способны передавать данные в RTLS сеть постоянно. Таким образом активные RTLS решения позволяют осуществлять непрерывное отслеживание объектов практически в реальном времени. Многие активные технологии (Низкочастотные TDOA, ультразвуковые, инфракрасные, Bluethooth или UWB) используют специальные проприетарные сети, как правило, со скудными коммуникативными возможностями, которые должны быть развернуты и поддерживаться независимо от WLAN сети. AiRISTA Flow предлагает RTLS решение, основанное на технологии Active RFID-over-WiFi, которая в своем принципе позволяет обойтись без отдельной сетевой инфраструктуры и расширяет функциональные возможности вашей сети Wi-Fi.

Подходы к определению местоположения с использованием радиодоступа

Позиционирование по зоне действия точки доступа (метод Cell of Origin или COO)

Этот метод предполагает определение местоположения на основе зон, где каждая отдельная точка доступа имеет наиболее сильную мощность радиосигнала. Таким образом:

  • Точность позиционирования ограничена довольно обширной площадью территории (радиусом до 50 м)
  • Возможны очень грубые ошибки определения местоположения

Точность позиционирования при таком методе зависит от радиуса действия передатчика — чем больше его мощность, тем меньше эта точность. Соответственно точность позиционирования может быть улучшена уменьшением излучаемой мощности точек доступа и увеличением их количества.

Анализ разности времен прихода сигналов (Time Difference of Arrival или TDOA)

  • Метод рассчитывает дистанцию на основе времени, которое затрачивает радиосигнал метки на распространение до TDOA приемника
  • Расчет производится на основе разности фаз между приемными антеннами
  • Многолучевое распространение, отражения и рассеяние радиосигналов существенно ухудшают точность позиционирования
  • Как правило, этот метод требует использования отдельной проприетарной инфраструктуры TDOA приемников и чаще всего подходит для обширных открытых пространств

Триангуляция

  • Метод предполагает расчет местоположение на основе принимаемого уровня сигнала от трех и более точек доступа
  • Требуется знать точные координаты каждой точки доступа
  • Местоположение определяется по наивысшему уровню перекрытия сигналов
  • В каждой точке территории необходимо соблюдение обязательного условия уверенного приема как минимум от трех точек доступа
  • Метод основан на прогнозируемом, а не фактическом распространении радиосигнала и не учитывает множественные отражения и пр.

Анализ RSSI (показателя уровня принимаемого сигнала) - технология AiRISTA Flow

  • Метод использует в качестве радиоинтерфейса стандарты IEEE 802.11
  • В основе метода определения местоположения объектов лежит анализ RSSI сигнала Wi-Fi сети, т.е. фактического, а не прогнозируемого  уровня принимаемого сигнала
  • Активные измерения всех данных об уровне сигнала от каждой точки доступа называются калибровкой и производятся посредством программной утилиты Calibration Tool
  • Такие радиочастотные характеристики как многолучевое распространение, отражения сигнала и пр. не оказывают вредного влияния на точность определения местоположения
  • Калибровка, т.е. измерение значений уровня сигнала от точек доступа — процесс относительно простой, однако все важные области, где необходимо точное позиционирование, должны быть предварительно обследованы физически


Ключевые особенности технологии AiRISTA Flow

  • RTLS решение AiRISTA Flow создано для использования существующей Wi-Fi сети в целях позиционирования и бизнес-аналитики
  • Принцип, основанный на использовании уникальной для каждого объекта модели фактического радиопокрытия (анализ RSSI), является самой “продвинутой” технологией позиционирования на Wi-Fi
  • Портативные инфракрасные маяки могут быть использованы для улучшения точности позиционирования в тех местах, где она особенно важна
  • Технология не требует никакой проприетарной аппаратной инфраструктуры
  • Программное обеспечение и настройка меток доступна посредством веб-интерфейса
  • Решение AiRISTA Flow является гибким и может быть применимо во множестве различных вариантов использования

Технология AiRISTA Flow разработана и применяется с 2000 года. Она основана на исследовании Хельсинкского университета, получившем Нобелевскую премию. Методы анализа RSSI имеют 12 патентов и являются наиболее экономически выгодными при наиболее высокой точности позиционирования на Wi-Fi и простоте развертывания системы.

RTLS решения AiRISTA Flow:

  • имеют более 10 000 пользователей по всему миру
  • установлены на более 1 500 предприятий
  • являются компонентом коммерческий предложений по позиционированию от Cisco

 

Компоненты системы позиционирования AiRISTA Flow

 

Оборудование

Активные Wi-Fi метки

Как уже неоднократно упоминалось ранее, метки AiRISTA Flow — активные метки, т.е. имеющие процессор и встроенный источник питания RFID устройства, способные самостоятельно передавать серверу RTLS Controller (ERC) данные о RSSI посредством сети Wi-Fi. На основе этой информации ERC определяет их местоположение. Также посредством Wi-Fi или, другими словами, “по воздуху“ метки могут автоматически обновлять свою прошивку. Обновления и управление метками (за исключением их активации) не требует какого-либо дополнительного оборудования или программного обеспечения. Есть несколько моделей Wi-Fi меток, подробная информация с техническими описаниями по ним представлена в разделе “Оборудование и метки”.

С точки зрения передачи информации о собственном местонахождении метки могут работать в двух принципиально разных режимах — в Associated Mode (или ELP Mode) или в Blink Mode (или Infrastructure Mode).

В  Associated Mode метки настроены на ассоциацию и аутентификации во WLAN сети для каждой передачи информации о местоположении и сервисного обслуживания. В этом режиме метки отправляют Probe Request на точки доступа их SSID и измеряют ответы точек доступа для получения данных о RSSI. Затем метки отправляют эти данные на сервер. В этом режиме метки поддерживают двухстороннюю связь и требуют выделенного IP-адреса. Обычно метки используются в этом режиме в тех случаях, когда требуется обмен сообщениями или поддержка уведомлений в случае отслеживания людей (сотрудников или посетителей). Также этот  режим используется для сервисного обслуживания, изменения настроек метки или обновления прошивки “по воздуху”. Для обеспечения надежной коммуникации между метками и ERC-сервером в этом режиме требуется уровень сигнала минимум -65 дБм.

В режиме Blink Mode в целях информирования о собственном местоположении метки передают  односторонние пакеты (уровень 2 модели OSI) в Wi-Fi сеть без ассоциации / аутентификации с ней. Точки доступа принимают эти пакеты, выявляют RSSI (от меток) и пересылают эти данные на сервер RTLS Controller. Этот “неассоциированный” подход означает то, что метки не требуют выделенного IP адреса для отправки информации позиционирования, однако для сервисного обслуживания метки временно его получают. Использование режима Blink Mode позволяет заметно экономить заряд элементов питания в метках, но требует наличия контроллера точек доступа во WLAN инфраструктуре.

Технические требования:

  • Диапазон частот: 2.4 ГГц
  • Скорость передачи данных: до 54 Мбит/с (802.11g)
  • Шифрование: WPA2-PSK (AES), Open
  • SSID: Открытая или скрытая
  • IP адресация: IPv4 DHCP или статическая
  • Порт обновления данных о местоположении: 8552 TCP/UDP
  • Порт для сервисного обслуживания: 8553 TCP/UDP
  • Обновление прошивок меток A4/B4: 8554 TCP/UDP
  • Обновление прошивок меток W4: 8562 TCP/UDP
  • Порт для температурных датчиков: 8557 TCP/IP  

Инфракрасные маяки

В особых случаях, когда требуется повышенная точность позиционирования или покрытие Wi-Fi сигнала не удовлетворяет техническим требованиям, возможно использование инфракрасных маячков. ИК-маяки представляют из себя настраиваемые по мощности и покрываемой площади инфракрасные излучатели, работающие от батарей или адаптеров постоянного тока. Их установка не требует подключения к сетевой инфраструктуре — просто в процессе калибровки в ECT укажите их месторасположение на плане и как только метка попадет в зону “засветки” маячка, она передаст сообщение об этом на RTLS Controller и таким образом будет определено её местоположение с заданной вами точностью.

Более подробную информацию об ИК-маяках с техническим описанием вы можете найти в разделе “Оборудование и метки”.


Програмное обеспечение

Пакет ПО Vision™ включает в себя утилиту для калибровки Calibration Tool (ECT), утилиту для активации меток Tag Activator, базу данных RTLS Database, серверные приложения RTLS Controller (ERC), собственно, Vision и др.

RTLS Controller

Серверное ПО RTLS Controller или ERC — это “мозги” системы позиционирования AiRISTA Flow. ERC работает на сервере в качестве сервиса и собирает RSSI данные от меток или контроллеров WLAN сети. На основе этих данных и используя запатентованные математические алгоритмы, ERC определяет вероятностную оценку местоположения меток и передает его координаты серверу Vision или сторонним приложениям посредством HTTP/XML API.

ERC — это:

  • 64-битное Windows Server приложение с пользовательским веб-интерфейсом
  • Коммуникационный шлюз для меток
  • “Движок” системы позиционирования
  • Утилита для сервисного обслуживания и настройки меток
  • Вместилище файлов модели позиционирования (*.esx)
  • Имеет открытый API (HTTP/XML)

Технические требования:

  • Поддерживаемые 64-битные операционные системы: Windows Server 2003, 2003 R2, 2008, 2008 R2, 2012 и 2012 R2  
  • Также поддерживаются виртуальные машины, например VMWare
  • Минимальные аппаратные требования зависят от количества отслеживаемых объектов и представлены в таблице:

        Компонент         

< 500 объектов

   500 — 2500    

  2500 — 5000   

5000 — 10000

Процессор

2 ядра

2 ядра

4 ядра

4 ядра

ОЗУ

4 Гб

8 Гб

16 Гб

24 Гб

ПЗУ

40 Гб

60 Гб

60 Гб

60 Гб

Сервер(ы)

Совмещенный

Отдельный

Отдельный

Отдельный

Управление масштабными RTLS системами может быть разделено между несколькими серверами, на которые устанавливается программное обеспечение Algorithm Server (EAS). Технические требования для EAS аналогичны требованиям для ERC.

База данных RTLS

Система AiRISTA Flow поставляется в комплекте с базой данных PostgreSQL, которая инсталлируется отдельно от RTLS Controller. Установка базы данных и схема её конфигурации полностью автоматизирована и не требует какого-либо дополнительного администрирования. База данных в том числе поддерживает создание резервных копий по расписанию, что позволяет хранить ваши данные в безопасности. Вдобавок, RTLS PostgreSQL поддерживает простую интеграцию со сторонними базами данных, например, такими как Microsoft SQL.

Технические требования:

  • Поддерживаемые 64-битные операционные системы: Windows Server 2003, 2003 R2, 2008, 2008 R2, 2012 и 2012 R2  
  • Также поддерживаются виртуальные машины, например VMWare
  • Требования к дисковому пространству зависят от количества отслеживаемых объектов, а также от  времени хранения истории о их перемещении и представлены в таблице:

Количество объектов

           3 дня           

1 месяц

> 1 месяца

1000

5 Гб

50 Гб

Внешняя RDBMS

2000

10 Гб

100 Гб

Внешняя RDBMS

3000

15 Гб

150 Гб

Внешняя RDBMS

> 3000

> 15 Гб

Внешняя RDBMS

Внешняя RDBMS

Серверное приложение Vision

Vision является многопользовательским насыщенным интернет-приложением (Rich Internet Application или RIA), используемым как для отслеживания перемещения людей или объектов имущества, так и для мониторинга состояния этих объектов с использованием веб-браузера, установленного на стационарный компьютер, ноутбук или планшет.

Используя RTLS Controller, Vision оптимизирует процессы “ручного” поиска, которые обычно требуют трудоемкой пользовательской работы.

Vision имеет “дружелюбный” интерфейс для поиска людей и активов ,а также наблюдения данных датчиков, который настраивается исходя из предпочтений пользователя, имеет подробные списки, категории, предварительно настроенные бизнес-правила, информацию о последнем известном местоположении или просто предоставляя данные по вводу имени человека или актива.

Vision обеспечивает следующую функциональность:

  • Возможность просмотра людей и объектов несколькими способами, такими сводные таблицы или отображение местоположения на плане
  • Поиск объектов и людей по вводу в строку поиска:
  • Имени объекта или какого-либо другого его атрибута
  • Поиск по зданию, отделу, этажу, какой-либо реальной или виртуальной зоне
  • Создание и управление подробными списками сотрудников и имущества
  • Посылка текстовых сообщений на Wi-Fi метки, способные их принимать
  • Наблюдение и отчетность по температуре и влажности
  • Вывод уведомлений и тревожных сообщений о событиях на основе бизнес-правил
  • Простой ввод и вывод меток из эксплуатации, а также создание и управление  категориями людей и имущества
  • Создание резервных копий и восстановление базы данных
  • Открытый API для тревожных сообщений

Узнать подробнее

Технические требования:

  • Поддерживаемые 64-битные операционные системы: Windows Server 2003, 2003 R2, 2008, 2008 R2, 2012 и 2012 R2  
  • Также поддерживаются виртуальные машины, например VMWare
  • Для удаленного доступа к Vision необходимо наличие веб-браузера Mozilla Firefox, Google Chrome и Microsoft Internet Explorer (версии 9 и выше) с поддержкой Adobe Flash 10 или новее.
  • Минимальные аппаратные требования к серверу зависят от количества отслеживаемых объектов и представлены в таблице:

        Компонент         

< 500 объектов

   500 — 2500    

  2500 — 5000   

5000 — 10000

Процессор

2 ядра

2 ядра

4 ядра

4 ядра

ОЗУ

4 Гб

8 Гб

16 Гб

24 Гб

ПЗУ

40 Гб

60 Гб

60 Гб

60 Гб

Сервер(ы)

Совмещенный

Отдельный

Отдельный

Отдельный

Tag Activator

Tag Activator — это приложение для ноутбуков, которое позволяет активировать Wi-Fi метки “по воздуху”. Под активацией понимается изначальная привязка меток к RTLS Controller посредством указания им адреса сервера, SSID выделенной под RTLS сети, применяемого в ней метода шифрования и пароля. Для установления связи с метками Tag Activator использует внешний Wi-Fi роутер D-Link DIR-505, заранее сконфигурированный под эти цели производителем.

Технические требования:

  • Операционная система Microsoft Windows 7 или новее
  • 20 Мб ОЗУ
  • 20 Мб ПЗУ
  • Поддержка сетей Wi-Fi для установления связи с внешним беспроводным роутером D-Link DIR-505

Утилита для калибровки ECT

Calibration Tool (ECT) — это приложение для ноутбуков, позволяющее загружать в RTLS Controller данные о реальном покрытии вашей Wi-Fi сети, на основе которых тот и будет определять местоположение меток. Модель позиционирования создаётся импортированием планов территории и покрытием этого плана запатентованным фреймворком для определения местоположения в виде “рейлов” (наиболее вероятных путей перемещения объектов) и открытых пространств. Далее, подключившись к RTLS Controller с уже предварительно активированными и настроенными на “калибровку” метками, проводится радиообследование (Site Survey) для записи данных об уровне сигнала и плотности WLAN сети. Как только эта собранная информация будет активирована в RTLS Controller, позиционирование будет возможно.

Технические требования:

  • Операционная система Microsoft Windows 7 или новее
  • Двухъядерный процессор, 1,5 ГГц и более
  • От 4 Гб ОЗУ
  • От 1 Гб ПЗУ
  • Форматы файлов с планами:  DWG/DXF, PDF, SVG и BMP/GIF/JPEG/PNG

Технические требования к WLAN сети для качественного позиционирования

Технические специалисты UBiTEL всегда готовы проверить соответствие вашей WLAN сети требованиям RTLS и выдать соответствующие рекомендации в случае необходимости ее оптимизации.

Технические требования по уровням покрытия

Рекомендации по расположению точек доступа



по вопросам проверки и оптимизации вашей WLAN сети
и вопросам приобретения
обращайтесь по телефону +7 812 600 7920
или по электронной почте: info@ubitel.ru

 

© 2006—2017 «UBiTEL», 190013 Санкт-Петербург, Рузовская ул., д. 21, офис 401
Тел: +7 (812) 600-7920; Факс: +7 (812) 600-7920; E-mail: info@ubitel.ru  
Создание сайта «Ай-Ти Дизайн»