Real-time Location Systems (RTLS). RFID vs BLE vs UWB Tags

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RTLS are used to automatically identify and track the location of objects or people in real time, usually within a building or a delimited area. The fixed reference points receive wireless signals from RTLS tags to determine their location.

 

Examples of real-time locating systems are:

  • Tracking automobiles through an assembly line
  • Locating pallets of merchandise in a warehouse
  • Identification of people for security and safety reasons
  • Finding medical equipment in a hospital

 

The physical layer of RTLS technology is usually some form of radio frequency (RF) communication, like BLE (Bluetooth 4.0), UWB (Ultra Wide Band ) or propietary systems, etc. Tags and fixed reference points can be transmitters, receivers, or both, resulting in numerous possible technology combinations.

 

RTLS are a form of local positioning system, and do not usually refer to GPS, mobile phone tracking. Location information usually does not include speed, direction, or spatial orientation. Instead they are very cost effective, need minimal batteries, work indoor and outdoor, do not need a mobile telecom operator and use open protocols.

 

Technologies in Real-Time Location Systems RTLS

 

There is a wide variety of technologies on which RTLS can be based:

 

    • Infrared (IR). They require a clear line of sight for labels and sensors to communicate, so if a board is covered by a blanket or flips, the system may not work properly.
    • Ultrasound. Ultrasound, as a communications protocol, is slower (with longer wavelengths) than the infrared, so it generally can not match the performance of other technologies
    • Wi-Fi. Although Wi-Fi infrastructure is often preexisting in the performance environment, accuracy is limited to up to 9 meters, which makes its value as a tool for locating the location is uncertain.
    • RFID. There are two types of RFID technologies to consider, active and passive. Passive RFID technology works only in the proximity of specialized RFID readers, providing a ‘point-in-time’ location. As an example, let’s think of a fashion store where the reader sends a radio signal to a labeled item of clothing and an alarm is triggered only when the label is detected very close to the designated control point. With active RFID, it has tags that send the signal to a reader every few seconds (similar to a cell phone and a tower) and triangulation software or other methods are used to calculate the position of the marked object.
    • UWB. The advantage of UWB technology is the high level of transmission safety. The UWB signal is difficult to detect and localize, because the spectral power density is below background noise. It can reach an accuracy of 10 centimeters at measuring distances of up to 100 m.
    • BLE. The Bluetooth Low Energy (or BLE) appears from the specification in version 4.0. It is aimed at very low power applications powered by a button cell. It has a data transfer rate of 32Mb / s. It operates on frequencies of 2.4 GHz and was created for marketing reasons for smartphone and tablet devices. Important advantages of this technology are that it’s based on a universal standard, and is immediately available on mobile devices without hardware need.

 

Comparison of Different Technology Tags for RTLS:

 

comparison

 

 

Real-time Location Systems (RTLS). RFID vs BLE vs UWB Tags

Tecnologías Localización Tiempo Real (RTLS): RFID vs BLE vs UWB

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Los Sistemas de Localización en Tiempo Real (RTLS) se utilizan para identificar y rastrear automáticamente la ubicación de objetos o personas en tiempo real, generalmente dentro de un edificio o área delimitada. Los puntos de referencia fijos reciben señales inalámbricas de los Tags RTLS para determinar su ubicación.

 

Ejemplos de sistemas de localización en tiempo real son:

  • Rastreo de automóviles a través de una línea de montaje
  • Localización de palets de mercancías en un almacén
  • Identificación de personas por razones de salud y seguridad
  • Búsqueda de equipos médicos en un hospital.

 

La capa física de la tecnología de los RTLS suele ser alguna forma de comunicación de radiofrecuencia (RF), como BLE (Bluetooth 4.0), UWB (Ultra Wide Band) o sistemas propietarios. Los Tags y puntos de referencia fijos pueden ser transmisores, receptores o ambos, existiendo numerosas combinaciones tecnológicas posibles.

 

Los RTLS son una forma de sistema de posicionamiento local, y no suelen referirse a GPS, seguimiento de teléfonos móviles. La información de ubicación normalmente no incluye la velocidad, la dirección o la orientación espacial. En cambio, son muy rentables, necesitan baterías mínimas, trabajan tanto en interiores como en exteriores, no necesitan un operador de telecomunicaciones móviles y usan protocolos abiertos.

 

Tecnologías en los Sistemas de Localización en Tiempo Real RTLS

 

Existe una amplia variedad de tecnologías en las que se pueden basar los RTLS:

 

  • Infrarrojos (IR). Requieren una línea de visión clara para que las etiquetas y los sensores se comuniquen, por lo que si una placa está cubierta por una manta o se voltea, es posible que el sistema no funcione correctamente
  • Ultrasonidos. El ultrasonido, como protocolo de comunicaciones, es más lento (con longitudes de onda más largas) que el infrarrojo, por lo que generalmente no puede igualar el rendimiento de otras tecnologías.
  • Wi-Fi. Aunque la infraestructura Wi-Fi a menudo es preexistente en el entorno de actuación, la precisión se limita a hasta 9 metros, lo que hace que su valor como herramienta de localización de la ubicación sea incierto.
  • RFID: Hay dos tipos de tecnologías RFID a considerar, activo y pasivo. La tecnología RFID pasiva funciona sólo en la proximidad de lectores RFID especializados, proporcionando una ubicación ‘punto-en-tiempo’. Como ejemplo, pensemos en una tienda de moda donde el lector envía una señal de radio a un artículo etiquetado de ropa y una alarma se activa sólo cuando la etiqueta se detecta muy cerca del punto de estrangulación designado. Con RFID activo, tiene etiquetas que envían la señal a un lector cada pocos segundos (similar a un teléfono celular y una torre) y el software de triangulación u otros métodos se utilizan para calcular la posición del objeto marcado.
  • UWB: La ventaja de la tecnología UWB es el alto nivel de seguridad de transmisión. La señal UWB es difícil de detectar y localizar, porque la densidad de potencia espectral se encuentra por debajo del ruido térmico de fondo. Puede alcanzar una precisión de 10 centímetros a distancias de medición de hasta 100m.
  • BLE: El bluetooth de baja energía (Bluetooth Low Energy o BLE) aparece desde la especificación en su versión 4.0. Está dirigido a aplicaciones de muy baja potencia alimentados con una pila de botón. Tiene una velocidad de emisión y transferencia de datos de 32Mb/s. Funciona en las frecuencias de 2,4 GHz y fue creada por razones de marketing para dispositivos smartphone y tablet. Ventajas importantes de esta tecnología son que se basa en un estándar universal, y está disponible inmediatamente sobre dispositivos móviles sin la necesidad de un hardware.

 

Comparativa de Tags de diferentes tecnologías para los RTLS:

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Tecnologías Localización Tiempo Real (RTLS): RFID vs BLE vs UWB

IoT Devices on Sofia2. Integration and Management (V. Playing with Data)

This is the 5th post of the series “IoT Devices on Sofia2. Integration and Management”:

 

 

Part I. Overview

Part II. User and Ontology creation

Part III. Connecting to the Device

Part IV. Data Visualization

 

 

The previous post talked about Sofia2’s capabilities regarding data visualization for either raw data or simple transformed data. This post takes the next step by showing you how to configure a business rule depending on incoming data, and also how to configure a custom API to provide a controlled interface to access the data.

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IoT Devices on Sofia2. Integration and Management (V. Playing with Data)

Dispositivos IoT en Sofia2. Integración y Gestión (V. Jugando con los datos)

Este es el quinto post de la serie Dispositivos IoT en Sofia2. Integración y Gestión:

 

Parte I. Introducción

Parte II. Creación de usuario y ontología

Parte III. Conectando con el dispositivo

Parte IV. Visualización de datos

 

Continuando en la línea del tutorial, si en los apartados anteriores veíamos simplemente como representarlos, tal cual o bajo alguna transformación, de diversas maneras según el uso del dato, en este apartado vamos a configurar una regla, que se ejecutará por cada dato recibido, y vamos a configurar un API para ofrecer una interfaz de acceso a los datos de una manera controlada.

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Dispositivos IoT en Sofia2. Integración y Gestión (V. Jugando con los datos)

Dispositivos IoT en Sofia2. Integración y Gestión (IV. Visualización de datos)

Este es el cuarto post de la serie Dispositivos IoT en Sofia2. Integración y Gestión:

 

Parte I. Introducción

Parte II. Creación de usuario y ontología

Parte III. Conectando con el dispositivo

 

Una vez realizados el diseño y la configuración de la ontología, en conjunto con la integración de los dispositivos IoT con Sofia2, dispondremos en la plataforma de todos estos datos, que se podrán utilizar de diversas maneras. En este ejemplo, utilizaremos los datos para representarlos en tiempo real en dos herramientas de representación diferentes de Sofia2:

 

  • Dashboard
  • Cuadro Sinóptico

El uso de estas dos capacidades de Sofia2 será lo que describamos en este post.

 

dashboard

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Dispositivos IoT en Sofia2. Integración y Gestión (IV. Visualización de datos)

IoT Devices on Sofia2. Integration and Management (III. Connecting to the Device)

This is the 3rd post of the series “IoT Devices on Sofia2. Integration and Management”:

 

Part I. Overview

Part II. User and Ontology creation

 

This post will present the needed steps to interconnect the IoT device with the Sofia2 platform. The explanation will be split into two parts, one corresponding to each end of the communication.

Starting on the platform side, we will proceed with the ThinKP definition on Sofia2. The ThinKP menu is located under the 3rd icon of the command menu on the left-hand side of the screen. Then select My ThinKPs.

 

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IoT Devices on Sofia2. Integration and Management (III. Connecting to the Device)

Dispositivos IoT en Sofia2. Integración y Gestión (III. Conectando con el dispositivo)

Este es el tercer post de la serie Dispositivos IoT en Sofia2. Integración y Gestión:

 

Parte I. Introducción

Parte II. Creación de usuario y ontología

 

Este post cubrirá la parte encargada de interconectar el dispositivo IoT en cuestión con la platatorma Sofia2. La actividad se dividirá en dos pasos, uno a cada lado de la comunicación.

En primer lugar comenzaremos con la definición del ThinKP en la plataforma Sofia2. Para ello hay que pulsar sobre el tercer icono del menú de comandos de la izquierda de la pantalla, y seleccionar Mis ThinKPs.

 

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Dispositivos IoT en Sofia2. Integración y Gestión (III. Conectando con el dispositivo)