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Sistemas de Localização em

Tempo Real (RTLS)

Albacore Comércio e Serviços de Informática Ltda.©2011

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SumárioResumo 5Introdução 5RTLS Básico: Sensores de Distância e Softwares de Localização 5 Sensores de Distância 5 SoftwaredeLocalização 5Metodologias RTLS 5Angulo de Chegada (AoA) 5Determinação da Posição do TAG 6Problemas relacionados ao método de Angulo de Chegada 6Tempo de Chegada (TOA) 6 DeterminandoaPosiçãodoTag 6 ProblemasRelacionadosaométododoToA 7Diferença do Tempo de Chegada (TDOA) 7 ProblemasRelacionadosaoMétodoTDoA 7Indicação do Nível do Sinal Recebido (RSSI) 7 ProblemasRelacionadosaoMétodoRSSI 8Tempo de Voo (ToF) 8 ProblemasRelacionadosaoMétodoToF 8Tempo de Viagem de Ide e Volta (RTT) 8Medição Duplicada Simétrica de Mão Dupla (Symmetrical Double Sided Two Way Ranging – SDS TWR) 8 LarguradeBandaeAlcance 8 DetecçãodoSinal 9 EvitandoaSincronizaçãodosRelógiosusandoMediçãodeMãoDupla(TWR) 9 LimitaçõesdosRelógiosGeradosporOsciladores 9 ZerandoosErros–MãoDuplaSimétrica(SDS) 9Exemplos de Aplicações de RTLS 10 GerenciamentodoParqueIndustrialedeLogística 10 ServiçosdeSaúde–RastreamentodePacientes,ColaboradoreseAtivos 11 RastreamentodeTreineesdeServiçosdeEmergência 11 SegurançanaIndentificaçãodeVisitantes/Funcionários 11 RastreamentodeAtivosCríticosouPerigosos 11 RastreamentodeParticipantesemConferências/ParquedeDiversões 12Resumo 12


Introdução Anecessidadedese localizarpessoaseobjetos tão logoquantopossíveltemsidoumaimportantetarefaemqualquerempresaouindústria,especialmentenamanufatura,saúdeelogística.Comacrescentesofisticaçãodatecnologiasemfio(wireless),agoraépossívelselocalizarpessoaseobjetosemumintervalodetempopré-definido.Ossistemasquerealizamesta tarefa são denominados Sistemas de Localização emTempoReal(RTLS).

TipicamentesãoutilizadostransmissoresdebaixapotênciadenominadosTAGsdeRFID,quesão“atachados”aobjetosou“vestidos”pelaspessoas,assimcomoumarededereceptores(ou leitores, ou âncoras) quemapeiam a localização destesTAGs. Os sistemas que determinam a latitude e longitudede um objeto são chamados sistemas de geolocalização,e normalmente utilizam o GPS como meio de localização.Sistemasquemapeiamumalocalizaçãorelativaaumconjuntode coordenadas fixas são chamados mais precisamente deSistemasdeLocalizaçãoemTempoReal–eestessãoostiposdesistemasquevamostratarnestedocumento.

DiversastecnologiassãoutilizadasparaconstruirsistemasdeRTLS.AlgumasutilizamTAGsdeRFIDdedicados,enquantooutrasutilizamredesWLANexistenteseadicionamcapacidadesRTLSaestasredes.Estedocumentodiscuteosmétodosmaiscomuns utilizados pela maioria dos sistemas de RTLS paraa localização de umobjeto emum espaço de duas ou trêsdimensões. É introduzidoo conceitodemedição duplicadasimétricademãodupla(SymmetricalDoubleSidedTwoWayRanging–SDSTWR),queébaseadanométododotempodevoo(TimeofFlight),mascomareduçãodacomplexidadeecustosnormalmenteassociadosaestasolução.

RTLS Básico: Sensores de Distância e Softwares de Localização Os sistemas de RTLS emergiram como um importantedesenvolvimento do aumento do uso da tecnologia semfio em aplicações industriais, comerciais, de escritório,segurançaemilitares.Aindaquedemaneira simplesestessistemas consistem de apenas duas partes – um conjuntode sensoresde localizaçãoque sãoutilizadospara calcularadistânciaentreosváriosnósdosistema,eumSoftwaredeLocalizaçãoquedeterminaaposiçãodeumdosnós.

Sensores de Distância

Sensores de distância é um conjunto de dispositivosutilizados para o cálculo da distância entre dois ou maisnós.EstesnóssãoconstituídosdeTAGseleitores.OsTAGs,normalmenteTAGsdeRFIDativos, sãoosnósmóveis cujaposição o sistema precisa determinar. Estes TAGs tem emumagrandevariedadedeconfigurações,desdesimplesTAGsde RFID ativos até complexos módulos de RF que podemincluirsensorese/oumedidoresdetemperatura,luz,pressãodoar,movimento,etc.

Leitores são nós mais complexos e normalmente tema sua posição conhecida e que são utilizadas pelo sistemaparaalocalizaçãodoTAG.Alémdissoestesleitorespodemser parte de uma rede que inclui um nó ou um conjuntode nós conectados a uma infraestrutura cabeada paramonitoramentodosistemaviawebousoftwaredeinterface.

Software de Localização

OSoftwaredeLocalizaçãorecebeasmedidasdedistânciaestimadasfornecidospelarededeTAGseleitoresdosistema.Estasmedidas são o dado de entrada para o Software deLocalização, que roda um algoritmo para determinar aposiçãodeumdeterminadoTAGoudeumconjuntodeTAGs.

Metodologias RTLS Há diversos métodos possíveis para a realização doscálculos,dependendodaspropriedadesdossinaisanalisados.Estasincluem,masnãoexclusivamente,asseguintes:

•AngulodeChegada(AoA) •TempodeChegada(ToA) •DiferençadeTempodeChegada(TDOA) •IntensidadedoSinalRecebido(RSS) •TempodeVoo(ToF) •MediçãoDuplicadaSimétricadeMãoDupla(SDS-TWR)

Napráticapode-seencontrartambémacombinaçãodealgunsdestesmétodos.

Ângulo de Chegada (AoA) O Angulo de Chegada, ou AoA, é um método paraa determinação da direção de propagação de um sinal

Resumo

EstedocumentodiscuteosmétodosmaiscomunsparaaimplantaçãodeSistemasdeLocalizaçãoemTempoReal(RTLS).Estesmétodosincluem:ÂngulodeChegada(AoA),TempodeChegada(ToA),DiferençadeTempodeChegada(TDoA),IntensidadedoSinalRecebido(RSS),TempodeVoo(ToF)eoTempodeIdaeVolta(RTT).

UmtipoespecialdeRTT,oSDS-TWR,queofereceumasoluçãoparaacomplexidade,altoconsumodeenergiaealtocustodamaioriadasoutrasmetodologiasdeRTLS.AofinalsãoapresentadosexemplosdeaplicaçõesRTLS.

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recebidodeumtagno leitor.Utilizandoantenasdirecionaisno receptor (leitor),pode-seobteradireçãodo transmissor(TAG).OângulodechegadaédeterminadopelamedidadoânguloentrealinhaquecorredoleitoratéoTAGcomumadeterminadadireçãopré-definida,normalmenteonorte.Estemétodoéilustradoabaixo,ondeR1éoleitoreToTAG.

Figura 1 - Determinação da posição do tag através do ângulo de chegada

Determinação da Posição do TAG Usandoaposiçãodedoisleitoresemposiçõesconhecidas,aposiçãodeumtag transmitidaparaambos leitorespodeserdeterminadaportriangulaçãosimples.Paracada leitor,oângulodechegadarecebidodomesmoTAGécalculadoeentãoumalgoritmoéutilizadopeloSoftwaredeLocalizaçãoparadeterminaraposiçãodotag.

Estemétodo é ilustrado abaixo, onde dois leitores, R1eR2,sãousadoseondeTéotagcujaposiçãoestásendodeterminada.

Figura 2 - Determinação da posição do tag com AoA

Problemas relacionados ao método de Angulo de Chegada A implantação de sistemas usando este métodofrequentemente requer um complexo conjunto de 4 a 12antenas situadas em uma linha horizontal em diversoslocais.Aprecisãodestemétodoaumentacomonúmerodeantenasutilizadas.Emadiçãoaocusto,oânguloresultantedamediçãoésensívelapropagaçãomulti-caminho,comumemambientesinternos.Eleéportantomaisqualificadoparamedidasemvisadadiretaentreosleitores.

Alémdisso,oAoAésuscetívelaameaçasdesegurança,poisosatacantespodemfacilmenterefletirouretransmitirossinaisdeumlocaldiferente.

Tempo de Chegada (TOA) O tempo de chegada, ou ToA, é um método baseadonamediçãodoatrasonapropagaçãodosinalde rádio (aocontráriodeumpacotededados)entreotransmissor(tag)eumoumaisreceptores(leitores).Oatrasonapropagação,quepodesercalculadocomot1-t0,éolapsodetempoentreapartidadosinaldaestaçãodeorigem(TX)atéaestaçãodedestino(RX).Emoutraspalavras,éaquantidadedetemponecessáriaparaaviagemdosinalenviadopelotransmissorchegueaoreceptor,conformemostradonafiguraabaixo.

Figura 3 - Tempo de Chegada (ToA)

Determinando a Posição do Tag

Multiplicando o tempo de propagação pela velocidadedo sinal, o atraso na propagação pode ser convertido nadistânciaentreotransmissor(tag)eoreceptor(leitor).

Para determinar a posição do tag em um plano 2D,pelomenos três receptores (leitores) sãonecessários paraasmediçõesdoToA.Paradeterminaraposiçãodo tagemumespaço3D,sãonecessáriospelomenosquatroleitores.Emumplano2D,a localizaçãodotagpodeservistacomosendoa intersecçãodedois círculos,aopassoqueemumespaço3D,alocalizaçãodotagpodeservistacomosendoaintersecçãodeesferas.

OmétododoToAparacálculosemplanos2Dpodeserilustradocomosegue,ondeotagédenominadoT,aopassoque R1, R2 e R3 são os leitores. O sinal é transmitido nomomentot0erecebidopelosleitoresnosmomentost1,t2et3,respectivamente.

Figura 4 - Determinação da Posição com ToA


Problemas Relacionados ao método do ToA

Para se ter uma confiança razoável nas medições dosintervalos de tempo ti – t0, os relógios do tag e do leitorprecisamestarsincronizados.Adistânciaentreotageoleitorpode serdeterminadaporestemétodo,maselavemcomumcusto considerável. Para seencontrarumaprecisãonacasadosnanosegundos,queresultamemumamediçãomaisprecisadadistância,énecessárioumsofisticadomecanismodesincronizaçãoderelógios,oqueelevaocustoemtermosdetempodedesenvolvimentoeesforço.Alémdomais,sãonecessáriospelomenostrêsleitoresnosespaços2De3D,oquetambémadicionacustoecomplexidadeaosistema.

Diferença do Tempo de Chegada (TDOA) AopassoqueométodoToApodeservistocomosendoaintersecçãodeesferascomospontoscentraisconhecidos,ométododaDiferençadeTempodeChegada(TDoA)podeservistocomosendoaintersecçãodehyperbolas(hyperbolóidesem3D).OssistemasqueutilizamoTDoAmedemadiferençanostemposdetransmissãoentreossinaisrecebidosdecadaumdostransmissoresporumtag.TDoAétambémconhecidocomoposicionamentohiperbólicotridimensional.

AopassoqueoToAregistraotempoqueumtransmissor(tag) envia o sinal para os leitores, o TDoA necessita queos receptores (leitores) registrem quando os sinais foramrecebidos.ComooToA,oTDoAtambémnecessitaquecadasinalsejatransmitidodemaneirasíncrona,aomesmotempooucomalgumatrasoconhecidoentreossinaistransmitidos.

Com TdoA são necessários três ou quatro leitoresem posições fixas. Cada um dos leitores recebe o sinalsincronamentedotageregistraquandoosinalfoirecebido.Esta informação é enviada ao software de localização quepor sua vez calcula a diferença do sinal recebido atravésde um algoritmo que fornece a posição estimada do tag.Matemáticamente,otagestálocalizadonaintersecçãode3hyperbolesnoespaço3D.A localizaçãodeum tagemumplano3Dpodeserilustradocomosesegue.

Figura 5 – Determinação da Posição do Tag com TDoA

Problemas Relacionados ao Método TDoA

OsproblemasrelacionadosaométodoTDoAsãosimilaresao ToA. O TDoA necessita que os relógios em cada umdos leitores seja sincronizado. A precisão da localização édiretamenteproporcionalàprecisãoquedosrelógiosutilizadosnosleitores(comrelógiosmaisprecisosapresentandomelhorprecisão, mas tambémmaior custo). Na maioria dos casosportantoorelógiorodaemmodoassíncrono,comosefeitosrelacionadosrefletidosnaprecisãodalocalização.

Alémdomais,oTDoAtambéméafetadopelapropagaçãomulti-caminho, ruídos e interferências que resultam emintersecções imprecisas das hyperbolas. A visada direta épreferível,comooespaçoabertoougrandesprédiosabertos.

Indicação do Nível do Sinal Recebido (RSSI) Ométododaindicaçãodoníveldosinalrecebido(RSSI)utilizasimultaneamentediversosAccessPoints (AP)802.11pararastrearalocalizaçãodeumdispositivo.Aintensidadedo sinal recebido de pelomenos três APs é utilizada paradeterminaralocalizaçãodoobjetooupessoasendorastreada.Paraaumentaraprecisão,métodosmaissofisticadosdeRSSIutilizamummapadenominado“impressãodigital”deRFqueébaseadoemcalibraçõesdaintensidadedosinaldeWLAN(Wi-Fi)emváriospontosdeumaáreapré-definida.

Em um sistema baseado em RSSI, a distância entre otag(objetooupessoa)eumleitor(AP)édeterminadapelaconversãoda intensidadedosinal recebidopelo leitor (umreceptor)emumadistância,baseadonapotênciadesaída(conhecida) do tag (transmissor) e um modelo particulardeperdapordistância(caminho)conhecido.Osoftwaredelocalizaçãousandoumalgoritmoestimaalocalizaçãodotagatravésdadistânciacalculadaentreotagosdiversosleitores.EmboraaprecisãonadeterminaçãodadistânciaentreotageoleitordiferesubstancialmentedométodoToA,oscálculosdelocalizaçãorecaememalgoritmossimilares.

O método da indicação do sinal recebido pode serilustradocomosesegue,ondeotagédenominadocomoTeR1,R2eR3sãoosleitores.AintensidadedosinalparacadaleitorédenominadaS1,S2eS3,respectivamente.

Figura 6 - Determinação da Posição do Tag com RSSI


Problemas Relacionados ao Método RSSI

Paraserefetivo,oRSSInecessitadeumagrandedensidadede Access Points, o que adiciona um custo considerávelao sistema. Contudo, o problema chave relacionado aossistemasbaseadosemRSSIéanecessidadedeummodeloadequadodeperdaporcaminhotantoparaossistemasemlinha de visada como para ambientes não estacionários.Consequentemente,naprática,asdistanciasestimadassãopoucoprecisas.Alémdisso, os sistemasbaseadosemRSSIpodem ser desqualificados nas aplicações de segurança,poisosataquespodemfacilmentealteraraintensidadedossinais,amplificandoouatenuandoossinais.OutraquestãoaserresolvidaéasobrecargaqueomecanismodeRTLSpodecausaremumaWLANdemissãocrítica.

Tempo de Voo (ToF) Ométododotempodevooutilizaamedidadolapsodetempoparaatransmissãoentreumtageumleitor,baseadonavelocidadedepropagaçãoestimadaparaomeio.Comoestemétodoébaseadoemumvalordetempo,aprecisãodo relógio se torna significativamentemais importante doquenosmétodosanteriores.LeitoresRcomrelógiosdealtaprecisão são utilizados para transmitir sinais com tempode partida conhecido para os tags T (ou outros leitores),tambémcomrelógiosdealtaprecisão.Ohoráriodepartidat1écomparadocomhoráriodechegadat2,eutilizandoumavelocidadeestimadadepropagaçãoSdosinalpelomeio,adistanciaDentreosdoisdispositivospodeserdeterminadacom a precisão entre 1 ou dois metros. Usando trêsmedidores,umalgoritmopodedeterminaralocalizaçãodotagnoespaço3D.Estemétodoéilustradoaseguir.

Figura 7 - Determinação da Posição do Tag com ToF

Este método não adiciona sobrecarga de hardwareadicional ao sistema, pois ele pode utilizar o mesmohardwarequeseriautilizadoparaacomunicaçãodedadoseprocessamentodosinal.

Problemas Relacionados ao Método ToF

UmsistemadeToFidealnecessitaderelógiosprecisosecaros.Na realidade, a imprecisão do relógio e o seu “drift”

interferem na precisão da localização. Os sinais tambémpodemserafetadospor interferênciadeoutrossinais,ruídoe propagação muti-caminho. Ainda assim, o ToF tem umavantagemsobreosoutrossistemas,poisocustodohardwareadicionalémínimo.Eletemumsucessorazoávelemambientesinternos,comparedesechãodeconcreto,etemumaprecisãoaltacomparadacomoutrosmétodos.AlémdomaisoToFéconsideradoummétodoseguroparaoRTLS.

Tempo de Viagem de Ide e Volta (RTT) UmmeiodesesuperarasdificuldadesinerentesaoToFéfazeranecessidadedesincronizaçãodorelógioirrelevanteparaamedição.Issopodeserfeitoenviando-seumsinaldemedição e esperando-se por uma confirmação (processoconhecidocomo“roundtripping”).Estemétodoéilustradoaseguir:

Figura 8 - Tempo de Viagem de Ida e Volta (RTT)

Usandoosinaldedadoseaconfirmaçãoosproblemascomasincronizaçãodorelógiosãomitigados.ORTTutilizapacotesdeconfirmaçãoaltamenteprevisíveis,geradosporhardware,ondeotempodeprocessamentoMACéassumidocomosendoomesmonosdoisnós.Ostimestampsutilizadossãodacamadafísica,nãodacamadadeaplicação.

Uma versão aperfeiçoada da metodologia de RTTdenominadaMedição Duplicada Simétrica deMão Dupla(SymmetricalDoubleSidedTwoWayRanging–SDSTWR)édescritaaseguir.

Medição Duplicada Simétrica de Mão Dupla (Symmetrical Double Sided Two Way Ranging – SDS TWR) FoidesenvolvidométodoqueempregaoToFenviadoporum leitor e a confirmação enviada pelo tag, demaneira acancelarasnecessidadesdesincronizaçãodorelógio.

Através do uso da técnica demodulação Chirp SpreadSectrum (CSS) foi conseguida ainda uma proteção contrapropagaçãomulti-caminhoeruído.Paraeliminaroefeitodaderivadorelógioecompensação,asmedidassãotomadastantopelotagcomopeloleitorparaseterduasmediçõesquepodem sermedializadas. Este resultado temnormalmenteprecisão de um metro, mesmo nos ambientes maisdesafiadores. Estemétodo é chamadoMedição DuplicadaSimétricadeMãoDupla(SymmetricalDoubleSidedTwoWayRanging–SDSTWR).

Largura de Banda e Alcance

Os métodos de localização como o ToF utilizam adetecçãodabordainicialdafunçãoderelaçãocruzadapara


estimarmaisprecisamenteomomentodarecepçãodosinal.Quantomaioralarguradebandadosinal,maisestreitoficaopicodacorrelação.Fazendo-seopicodacorrelaçãoomaisestreitopossívelaumentaotempoderesoluçãodométodo,oquecoincidecomoaumentodaprecisãoda localização.Estaéa razãopelaqualacredita-sequea tecnologiaUltraWideBand(UWB)énormalmenteescolhidaparasitemasdelocalização.Contudo,hádoisobstáculosparaaimplantaçãoda tecnologia UWB. Primeiro, a UWB está longe de serlicenciada mundialmente, embora a primeira licença parausodeUWBemcomunicaçõesindoornosEstadosUnidosfoiconcedidaem2002.Segundo,aUWBaindaéumatecnologiamuitonova,enãotevemuitaaceitaçãoforadoslaboratóriosdepesquisa.

AexpectativatípicadeumrádiodeUWBcom500Mhzde largura de banda é suficiente para proporcionar umalocalizaçãoprecisa, o que émuitomenosbandadoqueopensamentoconvencional.

Uma alternativa são os dispositivos utilizados pelaAlbacore, que usam somente 80Mhz de largura de bandacomatecnologiaChirpSpreadSpectrum(CSS).

Detecção do Sinal

Omecanismo de detecção do sinal em SDS-TWR combinaa resolução de tempo da função de correlação de poucosnanosegundos com a média da correlação das medidasenquantorecebendoumpacote.AprecisãoobtidaépróximadaquelaobtidapelométodoToAbaseadoemUWB.

Figura 9 - Função Correlação e Média

Evitando a Sincronização dos Relógios usando Medição de Mão Dupla (TWR)

NamedidaemqueoSDS-TWRésimilaraométodoToF,eleevitaanecessidadedesincronizarosrelógiosdosnósusadosnasmedidasdedistância.DuranteasmedidasdeSDS-TWRosinalpropagadeumnóparaoutroeretornaaonóoriginal(Viagemdeidaevolta,ouMediçãodeMãoDupla).Otempoqueosinalpropagadonó1(porexemplooleitor)paraonó2(porexemploumtag)émedidopelonode2.Afigura10demonstraométodo.

Figura 10 - Medição da Distancia com Mão Dupla (TWR)

A medição de tempo inicia no nó 2 somente quandoelerecebeopacotedonó1e terminaamediçãoquandoeleenviaopacotedevoltaaonó1.Nestecaso,onó2nãonecessitasincronizaroseurelógiocomonó1.

Quandoonó1recebeaconfirmaçãooriundadonó2,os valores de tempo acumulados nos pacotes recebidossão usados para calcular a distancia entre os nós. Adiferença de tempo medido pelo nó 1 menos o tempomedido no nó 2 é o dobro do tempode propagação dosinalpeloar.

Limitações dos Relógios Gerados por Osciladores

Emboraasincronizaçãointermodalnãoémaisnecessária,um outro problema aparece no mecanismo TWR – oproblemadaqualidadedeumrelógiogeradoporoscilador.Isto acontece porque o tempo de viagem é um intervalolongoemcomparaçãocomotemponecessárioparaosinalpropagarnoar.

O tempo que um transceptor utiliza para receber etransmitir sinais é de centenas de microssegundos aopasso que o tempo de propagação do sinal no ar é dedécimosdenanosegundos.Umerroaceitáveldamediçãodo RTT devido a deriva do oscilador não deve excederum nanosegundo,mas isto iria requerer um cristal comtolerânciade10ppmoumelhor.Contudo, issoestáalémdaqualidadedoscristaistipicamenteutilizadosnamaioriadossistemasdeRTLS.

Zerando os Erros – Mão Dupla Simétrica (SDS)

Umamaneirasimplesdeevitarosproblemasdaderivadorelógioérealizaramediçãoduasvezesdemaneirasimétrica.O primeiro resultado é calculado com base no tempo deviagemdonó1 atéonó2ede volta aonó1.A segundamedidaécalculadacombasenotempodeviagemdonó2atéonó1edevoltaaonó2.Amediçãodosdoisladoszeraos erros de primeira ordem devido a deriva do relógio. OmecanismoSDSéilustradoabaixo.

Figura 11 - Medição de Distancia com SDS-TWR

OmétodoSDS-TWRforneceaprecisãonecessáriade1nsusandoumcristaldequalidadepadrãode40ppm.Emborasejanecessáriaatrocadediversospacotesaoinvésdeumúnicopacote,comoserianecessáriospelasincronizaçãodoToA,oefeitodaderivadorelógioéeliminadoeosrelógiosnãonecessitamsersincronizados.

Afigura12ilustraumciclocompletodoSDS-TWR.


Figura 12 - SDS-TWR

Exemplos de Aplicações de RTLS Ahabilidadedese rastrearumtageletrônico“vestido”por uma pessoa ou instalado em algum tipo de objetorepresenta uma significante melhoria sobre os métodosprévios de rastreamento, que normalmente eram alguémfisicamenteprocurandopelapessoaouobjeto.

Isto leva ao aumento da eficiência emmuitos tipos deorganizaçõese indústrias, tornando-seumhabilitadorparaaplicaçõestotalmentenovas.Algunsexemplosdeaplicaçõessãomostradosaseguir.

Gerenciamento do Parque Industrial e de Logística

Em uma indústria ou parque logístico aconteceuma constante troca entre a manufatura, distribuição e

transporte.Háumfluxoconstantedeequipamentoseativosquesemovemparadentroeparaforadaáreadoparque.

A principal tarefa de gerenciamento é fornecerinformação atualizada sobre o status do parque – qualequipamentoestádisponível,qualostatusdoequipamento,e onde este equipamento está localizado. Normalmente aentradadedadosnosoftwaredegerenciamentodoparqueéfeitomanualmente,utilizando-sedispositivoscomoscannersde mão e gravando-se cada movimento do equipamento.Infelizmente, a entrada manual de dados é suscetível aerroseestáfrequentementedesatualizada.Paramitigarasimplicaçõesdeumainformaçãotãoimprecisa,énecessárioum estoque regulador do parque de equipamentos. Estadespesaextralevaaumaumentonoscustosdemanutençãodoparque.AimplantaçãodeRTLSporoutrolado,eliminaanecessidadedoescaneamentomanualdocódigodebarras


dosobjetos, namedida emqueos equipamentos e ativosenviamo seu status e suaposiçãodiretamente atravésdolinkdedadosparaosoftwaredegerenciamentodoparque.Consequentemente,estádisponívelaqualquermomentouminventárioeostatusdetodososequipamentosdisponíveisnoparque,mesmoquandooparqueestáfechadoparafériasououtrosmomentosnãooperacionais.

Serviços de Saúde – Rastreamento de Pacientes, Colaboradores e Ativos

A implantação de RTLS em ambientes ligados a saúde,comoorastreamentodepacientes,pessoaleativosemumhospital,fornecemuitosbenefíciostantoparaospacientescomo para os fornecedores de serviços de saúde. Pegue,por exemplo, o fato dos pacientes que não estão sempreconfinadosàenfermaria,esãofrequentementeencorajadosa caminhar pela enfermaria, visitar as lanchonetes ou atémesmoafazerpequenascaminhadasacéuaberto.Contudo,informações vitais de determinados pacientes precisamser continuamente monitoradas, e estes pacientes seriamnaturalmenteconfinadosàscamasdohospital.Ahabilidadedemonitorarremotamenteospacientes,permitequeestessejamencorajadosafazersuascaminhadasparabeneficiaroseuprocessodecura,ouparaosfornecedoresdeserviçosdesaúde,quepodemseralertadosquandoopacientenecessitadeatençãoepodemrapidamentelocalizaropacientedentrodohospital.

Além do mais, um fornecedor de serviços de saúde,como ummédico ou enfermeira, podem ser rapidamentelocalizadosdentrodohospitalouclínicasendoassimpossívelestimaro tempoqueomédico levaráparachegarao localnecessário. Em uma visão de longo prazo, o registro dalocalizaçãoemovimentodopessoaldentrodohospitalpodeser utilizado para se compreender melhor a sua carga detrabalhoeseefetuarmelhoriasnosprocedimentos.

Finalmente,oshospitaistípicostemumnúmerolimitadodeequipamentosmédicosmoveisdealtocusto.Quandoomédicoatendenteouenfermeirarequisitaumequipamentoespecífico,umsistemadeRTLSpodelocalizarimediatamenteesteitem.Orastreamentodalocalizaçãodestesdispositivospoderevelarquandoeondeumequipamentoemparticularéusadofrequentemente,eondeum“pool”deequipamentospode diminuir a necessidade de equipamentos adicionais.Infelizmente, os equipamentos hospitalares são sujeitosa roubo e abusos como outros equipamentos de altatecnologia. Um sistema de rastreamento pode ser usadopara recuperar estes dispositivos, e alertar a segurançaquandoesteémovimentadoparaforadoslocaisprevistos.

Rastreamento de Treinees de Serviços de Emergência

OsBombeiroseoutrosserviçosdeemergênciatemumextensoprogramadetreinamentofeitocomsegurança,masem ambientes reais no qual os recrutas aprendem comolidar com os cenários que eles podem encontrar quandoelescomeçarematrabalharnocampo.Acontecemacidentesnestes treinamentos. Para diminuir o risco de acidentes,sistemas de RTLS podem ser empregados para adicionarajudanorastreamentoe localizaçãoderecrutase treineespara assegurar que as explosões ou simuladores de fogo

nãosejamacidentalmentedetonadosnaproximidadedestepessoal.

Um benefício adicional do RTLS no treinamentode pessoal de serviços de emergência é o registro damovimentação destes treinees, que pode ser utilizadopara avaliar a sua performance durante os exercícios detreinamento. Se eles estavam corretamente posicionadoscom o equipamento para efetivamente combater o fogo,seelessemoverammuitodevagaroumuitorápido,ouseelessecolocaramemumaposiçãoemqueprovavelmenteficarampresosecolocaramassuasvidasemrisco.OalcancedaspossibilidadesparaousodoRTLSno treinamentodeemergênciaélimitadosomentepelaimaginaçãodopessoaldetreinamento.

Segurança na Indentificação de Visitantes / Funcionários

Tagsparaaidentificaçãodevisitantestemsidoutilizadospara proporcionar segurança aos escritórios e indústrias.Foram adicionados códigos de barras para permitir quecomputadores façam o rastreamento de quando e ondeum determinado tag foi escaneado, tipicamente em umportãodeentradaoudispositivode leituraemumaporta.Aefetividadedestestagsélimitadapeloalcancedarededeleitores.Umavezqueotagestádentrodaáreasegura,nãohámaisinformaçãodestatusatéqueotagsejaescaneadonovamente.

A implantação do RTLS aos tags de identificação deempregadosevisitantesadicionaacapacidadederastreare localizarpessoalevisitantesdentrodaunidade.Atravésdo uso de detectores de movimento distribuídos dentroda unidade e de tags de RTLS usados por visitantes efuncionários, pode-se monitorar com mais cuidado asáreas restritas. Além disso, a qualquermomento, oficiaisdesegurançapodemidentificarquemestádentrodecadaseção de uma unidade e rastrear os movimentos paraasseguraraobservânciadasregrasdesegurançaemtodososmomentos.

Rastreamento de Ativos Críticos ou Perigosos

Similaresaostagsdeidentificaçãoutilizadosporvisitantese empregados, os tags equipados com RTLS podem serafixadosemativosemumaplanta.Detectoresdemovimentodistribuídos pela planta aliados a tags habilitados comRTLS afixados a estes ativos proporcionam aos agentes desegurançaahabilidadederastrearoseumovimentoelocalizá-losaqualquermomento.Quandoaconteceumatentativanãoautorizadademoverumativodentrodaplanta,oumesmoquandoesteativoélevadodaplanta,odispositivopodealertarasegurançaparatomarasmedidascabíveisparaassegurarocumprimentodasnormasdesegurança.

O armazenamento de produtos perigosos, comoexplosivosearmaspodeserfeitodemaneirasegura.Nestecaso,estesbenspodemserprotegidosadicionalmenteparaassegurarque somenteopessoalautorizado teráacessoàáreaondeselocalizamestesprodutos.Umalarmeououtrotipodesinalpodeseracionadoquandoostagsnosprodutoscríticos se aproximamdemasiadamentedos tagsutilizadosporpessoalnãoautorizado.


Rastreamento de Participantes em Conferências / Parque de Diversões

Um show ou feira típica pode ter centenas, ou talvezaté milhares de participantes, exibidores, funcionários,administradoreseoutraspessoasdostaff.Comosmodernoscentrosdeconferência-frequentementeespaçososcomoumhangardeaeronavesemaioresquemuitoscamposdefutebol,localizar uma pessoa em particular neste ambiente é quaseimpossível.Aúnicaopçãoatualmenteéligarnotelefonecelulardapessoa–seelativerum–oufazerumanúncionosistemade som e esperar que a pessoa escute e entre em contatode alguma maneira. Um tag equipado com RTLS habilita aconferênciaoufeiraaoferecerumserviçoadicional,permitindoàsempresaseaosoutrosparticipanteslocalizarecontatarumparticipanteenquantoelecaminhaatravésdolocal.

Similar às feiras comerciais, os parques de diversão efeirasregionaispodemtambémtercentenasoumilharesdeparticipantes. Sendo fornecidoum tagequipado comRTLSparacadaparticipante,sealguém,porexemplo,umacriança,seperderouforseparadadoseugrupo,standsespalhadospeloparqueoufeirapodemserutilizadoscomorefúgioaoparticipante perdido ou separado do grupo. O pessoal desegurançapodeentãousaraaplicaçãode localizaçãoparalocalizarogrupodoparticipanteereuniroindivíduocomoseugrupo.

Resumo Muitosmétodos foram desenvolvidos – e outros estãosendodesenvolvidos,paracriarSistemasdeLocalizaçãoemTempoReal(RTLS).Esteentusiasmoébaseadonoexplosivomercado para estes sistemas, na medida em que elesaumentam a produtividade, reduzem custos e asseguramsegurança,entreoutrasvantagens.Nestedocumentoforamcomparados os métodos baseados em RSSI que utilizamredes 802.11 com os métodos que utilizam hardwarededicadocomAoA,ToA,TDoAeToF.Masexistemdiversosoutrosmétodossendodesenvolvidos,masaquestãochavedos problemas destes métodos são a imprecisão dosresultadoscausadospelainterferênciadapropagaçãomulti-caminho, sincronizaçãode relógios ederiva.Algunsdestesmétodosnecessitamaindade sistemasdeantenasdealtocusto,sãoinadequadosparalocalizaçãodeobjetosindooreoutdoorouestãosujeitosaataquesdesegurançacausadospelaamplificaçãoouatenuaçãodossinais.

AmaioriadestesproblemassãoresolvidoscomousodoSDS-TWR.UmavantagemadicionaldoSDS-TWRéqueamesmatecnologiapodeserutilizadaparaotransportededadosdesensoressemutilizaçãodaredewlan.Assimsendo sensores de temperatura, luz, pressão, etc, assimcomo a localização dos tags podem ser enviados pelamesmarede.

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