VHF v RTLS: fázové meranie vzdialenosti v halách a areáloch

Závod tvoria tri haly a vonkajší areál. Po celej ploche sa pohybujú stovky označených vratných obalov a logistických vláčikov. Vedúci logistiky potrebuje jednu vrstvu polohy pre celé haly, nie hustý strop plný lokátorov v každom úseku haly. Práve takéto pokrytie celých hál, viacerých hál a veľkého počtu objektov je úloha, pri ktorej má fázové meranie vzdialenosti VHF často zmysel. Stránka vysvetľuje, čo to je, ako sa pomocou neho určuje poloha, v čom je silné, v čom slabé a kedy ho zvoliť.

Čo je VHF v praxi

Fázové meranie vzdialenosti VHF je metóda RTLS pre vnútorné aj vonkajšie priestory. Pevné gateway vysielajú nemodulované nosné signály VHF, zvyčajne v úzkych podpásmach okolo 148 až 174 MHz (podľa národného pridelenia frekvencií). Tracker na človeku, vozidle alebo predmete tieto signály prijíma, meria ich fázu, oddelí priamu cestu od odrazov a svoju polohu si vypočíta priamo v zariadení. Poloha sa neurčuje podľa sily signálu ani z hustej siete krátkych impulzov pod stropom.

VHF patrí medzi rovnocenné technológie RTLS. Silné stránky ukáže pri celej hale, pri areáloch s viacerými halami a vtedy, keď treba na jednom riedkom rozmiestnení gateway sledovať veľa objektov. Ľudia a vozidlá sa navyše môžu v jednom dátovom toku pohybovať cez steny aj medzi vnútornými a vonkajšími trasami. V nasadeniach v automobilových závodoch je reálnym východiskom pre plánovanie presnosť okolo 3 m (10 ft), so štyrmi anténami VHF na ploche približne 40 000 m² (asi 430 000 ft²). Berte to ako orientačnú hodnotu a potom si v pilotnej oblasti vo vlastnej hale, s materiálom na svojich miestach, overte, či platí aj u vás. Najprv treba k úlohe priradiť vhodnú technológiu. Poradie rozhodovania opisuje článok Začnite rozhodnutím, nie technológiou a širší prehľad nájdete v článku Technológie RTLS na trhu.

Ako VHF určuje polohu

1. Gateway vysielajú nosné signály VHF. Pevné stanice vysielajú nemodulované nosné signály. Pokrytie určuje umiestnenie gateway a výška antén. Celé riešenie vystačí s malým počtom gateway, na rozdiel od stropu plného lokátorov s krátkym dosahom.

2. Tracker počíta polohu v zariadení. Modul meria fázu viacerých nosných signálov, algoritmom oddelí priamu cestu od viaccestného šírenia a súradnice vydá priamo v trackeri.

3. Výsledok prenáša samostatná dátová cesta. Keď tracker pozná svoju polohu, malý paket s ňou zvyčajne pošle cez súkromnú sieť LoRa / LoRaWAN. Pri hale takejto veľkosti často stačí jedna gateway LoRa vedľa štyroch antén VHF. Odtiaľ sa dáta dostanú do závodu cez Ethernet alebo LTE (4G / 5G). LoRaWAN je len prenosová cesta, polohu z fázy VHF nevytvára.

Silné stránky

Pokrytie celej haly. Nízkofrekvenčné nosné signály prenikajú betónom a stavebnými konštrukciami, takže niekoľko gateway pokryje celú halu a nemusí sa každá ulička husto osádzať kotvami s krátkym dosahom.

Súvislé sledovanie vo viacerých halách a v areáli. Rovnaké riešenie dokáže sledovať objekty cez haly aj vonkajšie plochy na jednej mape, bez odovzdávania polohy GPS pri každých dverách.

Veľa objektov na riedkej infraštruktúre. Pri vysokom počte tagov (vratné obaly, vozidlá, ľudia) sa náklady sústreďujú na trackery a malú sadu gateway, nie na hustú sieť lokátorov, ktorá rastie s každým ďalším úsekom haly. Takýto rozsah podporuje výpočet polohy v samotnom zariadení a nenáročný prenos dát. Stredná presnosť (okolo 3 m / 10 ft) vyhovuje úlohám v hale a v areáli, ak takéto pásmo stačí.

Slabé stránky

Nosné signály VHF využívajú pásma, ktoré riadi štát. V každej krajine treba mať schválený frekvenčný rozsah ešte predtým, ako gateway smú vysielať. Licencovanie patrí do rádiového plánu od začiatku, nie až na koniec. Hardvér je špecializovaná zostava, nie bežný čip z telefónov. Presnosť okolo 3 m (10 ft) je pri mnohých nasadeniach v závodoch východiskom pre plánovanie, nie presnosť na centimetre. Údaje z brožúr treba aj tak overiť obhliadkou vo vlastnej hale. Náhradné trackery a gateway sú viazané na proprietárne riešenie. Licencovanie, obhliadku a prácu pri montáži zahrňte do výpočtu návratnosti podľa článku Čo zahrnúť do výpočtu návratnosti RTLS.

Kedy sa VHF hodí

1. Určite, o aký rozsah ide. Ide o pokrytie celej haly, súvislé sledovanie vo viacerých halách alebo veľký počet objektov, ktoré musia zdieľať jedno riedke rozmiestnenie gateway. Ak úloha funguje aj s odchýlkou okolo 3 m (10 ft), VHF s touto presnosťou stačí.

2. Overte frekvencie a areál. Pred nákupom si overte schválenie pásma v danej krajine. Pri obhliadke posúďte výšku a počet gateway podľa vášho pôdorysu. Skôr než rovnaké rozmiestnenie nasadíte v celom závode, začnite pilotným overením v areáli.

3. Oddeľte polohu od prenosu a zhromaždite dáta na jednej mape. Polohu vytvára fázové meranie VHF. Prenáša ju LoRaWAN, Ethernet alebo LTE. Dáta potom spojte v jednom digitálnom dvojčati pre optimalizáciu internej logistiky a sledovanie výroby. Články o ďalších rádiových technológiách nájdete v prehľade, na ktorý odkazujeme vyššie. Základné pojmy vysvetľuje článok Čo je RTLS a funkcie produktu nájdete v prehľade funkcií.

VHF zvoľte vtedy, keď potrebujete pokryť celé haly alebo viac hál pre veľa objektov a jeho slabé stránky sú vo vašom areáli prijateľné. Ozvite sa nám a túto voľbu si prejdeme na modeli vášho areálu.