將以太網(wǎng)供電用于實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)
實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) (RTLS) 像用于智能建筑的許多技術(shù)一樣，使用射頻聯(lián)接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。它主要用于確定物體、資產(chǎn)甚至是人在一個(gè)定義區(qū)域內(nèi)的位置。如果該區(qū)域也被繪制成地圖，那就可以繪制和跟蹤相對于其他物體的絕對位置和特征，從而在建筑物和倉庫內(nèi)提供有效的室內(nèi)導(dǎo)航。
這類似于室內(nèi)定位系統(tǒng)（IPS），主要區(qū)別在于，IPS中的對象會(huì)將其位置傳送給接收設(shè)備，相當(dāng)于地圖上的 "您在這里 "符號。然而，在RTLS中的對象直到系統(tǒng)計(jì)算出才會(huì)知道它的位置，并將其反饋給該物體。然后，它可以與其他設(shè)備共享此信息。
顧名思義，在RTLS中，這些都是實(shí)時(shí)發(fā)生的，這使得它在追蹤移動(dòng)資產(chǎn)方面非常有價(jià)值，因?yàn)樗梢愿鶕?jù)來自已知位置的信號計(jì)算位置。可使用所有 RF 信號都具有的屬性來推導(dǎo)出資產(chǎn)的位置。這些屬性在過去還沒有真正被利用，如到達(dá)角（AoA）、出發(fā)角（AoD）和飛行時(shí)間（ToF）。此外，其他已經(jīng)使用的屬性現(xiàn)在也被 "重新利用 "于RTLS，如信號強(qiáng)度指示。
信號強(qiáng)度是個(gè)很好的例子，說明了RTLS的發(fā)展，現(xiàn)在塑造了標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的方式。因此，免授權(quán)頻段使用的技術(shù)，包括藍(lán)牙低功耗（Bluetooth LE）聯(lián)接，現(xiàn)可更好地支持RTLS。在這種情況下，藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)使用了一個(gè)稱為接收信號強(qiáng)度指示器（RSSI）的現(xiàn)有功能，以改進(jìn)其支持RTLS的方式。藍(lán)牙5.2中的RSSI功能已經(jīng)升級，以更好地支持距離估計(jì)。它還加入了對AoA和AoD的支持，兩者都是利用多個(gè)天線來測量接收信號的相位差，從而計(jì)算出信號的角度和方向。距離和角度一起可以給出相對于信標(biāo)位置的合理估計(jì)。如果該地區(qū)有多個(gè)信標(biāo)，位置就會(huì)更準(zhǔn)確。
RTLS克服了在室內(nèi)使用GPS的主要問題，即GPS信號難以穿透并在建筑物內(nèi)傳播。解決方案是創(chuàng)建信標(biāo)來代替衛(wèi)星，并采用藍(lán)牙等射頻技術(shù)，通過三邊測量來支持定位。
這種方法就像我們在汽車上使用的GPS系統(tǒng)一樣，依賴于信標(biāo)發(fā)射，在這種情況下還要接收信號。這些信標(biāo)通常是固定的，但如果它們的當(dāng)前位置一直是已知的，它們可以是移動(dòng)的，（但實(shí)際上，這只會(huì)增加另一層復(fù)雜性）。假設(shè)信標(biāo)是固定的，它們需要具備：電源和聯(lián)接。這就是以太網(wǎng)供電被證明是理想方案的地方。
以太網(wǎng)供電，或稱PoE，結(jié)合有線以太網(wǎng)連接與高達(dá)約90瓦的功率。由于它被歸類為低功率，在110/240 VAC的離線電源方面，它可以由網(wǎng)絡(luò)工程師來路由，而不需要電工。這使得在工廠、辦公室、醫(yī)院、學(xué)?；蛉魏纹渌ㄖ車茝VPoE變得簡單。該技術(shù)在增加無線接入點(diǎn)方面一直很受歡迎，但現(xiàn)在它提供了更高的功率水平，PoE正被用于更多的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)相關(guān)應(yīng)用。
智能傳感器和執(zhí)行器是很好的例子，說明如何使用PoE來減少電池供電設(shè)備的維護(hù)成本。然而，隨著越來越多的組織探索RTLS的好處，使用PoE作為骨干網(wǎng)的優(yōu)勢變得顯而易見。它通過一根電纜和熟悉的連接器提供電源和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接。這意味著通?？梢栽诤苌倩虿桓淖儸F(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的情況下添加它。電源設(shè)備(PSE)和受電設(shè)備(PD)的組合可使用用于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的相同電纜進(jìn)行連接。
如前所述，一個(gè)RTLS需要信標(biāo)，通常是在固定的位置。它們可能會(huì)被放置在不顯眼的地方，比如說燈具中。事實(shí)上， PoE的另一個(gè)新興應(yīng)用是智能LED照明，通常會(huì)使用BLE聯(lián)接，所以在上面實(shí)現(xiàn)RTLS會(huì)相對簡單。
圖 1. 智能 LED 照明系統(tǒng)使用 PoE 作為室內(nèi)定位骨干網(wǎng)
安裝后，RTLS將能追蹤該區(qū)域的任何標(biāo)簽，這些標(biāo)簽可能附著在資產(chǎn)上。這可能包括大型機(jī)械，如叉車，或其周圍移動(dòng)的托盤。它甚至可能包括電腦或平板電腦。在醫(yī)院里，這些資產(chǎn)可能是診斷設(shè)備，但在征得病人同意的情況下，它也可用來定位病人。
藍(lán)牙現(xiàn)在可能是最普遍的射頻技術(shù)，使實(shí)施RTLS服務(wù)變得更加簡單。有了超低功耗的BLE方案，如安森美的RSL10，將藍(lán)牙添加到資產(chǎn)中現(xiàn)在也更可行。
圖 2. NCL31000 智能 LED 驅(qū)動(dòng)器
安森美提供了廣泛的方案組合支持PoE，以及LED驅(qū)動(dòng)器和BLE聯(lián)接，使制造商能開發(fā)可構(gòu)成RTLS一部分的智能應(yīng)用。
對PoE的支持在增長，無論是在新建筑中還是作為翻新計(jì)劃的一部分。原因很明顯，它提供了在單一接口上結(jié)合電源和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的便利。智能建筑內(nèi)的超低功耗趨勢與PoE密切相關(guān)，隨著BLE變得更加普遍，我們可以期待看到更多的RTLS服務(wù)即將上線。