Using Power over Ethernet for Real-Time Locating Systems

实时定位系统 (RTLS) 像用于智能建筑的许多技术一样，使用射频联接进行数据通信。它主要用于确定物体、资产甚至是人在一个定义区域内的位置。如果该区域也被绘制成地图，那就可以绘制和跟踪相对于其他物体的绝对位置和特征，从而在建筑物和仓库内提供有效的室内导航。

这类似于室内定位系统（IPS），主要区别在于，IPS中的对象会将其位置传送给接收设备，相当于地图上的 "您在这里 "符号。然而，在RTLS中的对象直到系统计算出才会知道它的位置，并将其反馈给该物体。然后，它可以与其他设备共享此信息。

顾名思义，在RTLS中，这些都是实时发生的，这使得它在追踪移动资产方面非常有价值，因为它可以根据来自已知位置的信号计算位置。可使用所有 RF 信号都具有的属性来推导出资产的位置。这些属性在过去还没有真正被利用，如到达角（AoA）、出发角（AoD）和飞行时间（ToF）。此外，其他已经使用的属性现在也被 "重新利用 "于RTLS，如信号强度指示。

信号强度是个很好的例子，说明了RTLS的发展，现在塑造了标准发展的方式。因此，免授权频段使用的技术，包括蓝牙低功耗（Bluetooth LE）联接，现可更好地支持RTLS。在这种情况下，蓝牙技术已经使用了一个称为接收信号强度指示器（RSSI）的现有功能，以改进其支持RTLS的方式。蓝牙5.2中的RSSI功能已经升级，以更好地支持距离估计。它还加入了对AoA和AoD的支持，两者都是利用多个天线来测量接收信号的相位差，从而计算出信号的角度和方向。距离和角度一起可以给出相对于信标位置的合理估计。如果该地区有多个信标，位置就会更准确。

RTLS克服了在室内使用GPS的主要问题，即GPS信号难以穿透并在建筑物内传播。解决方案是创建信标来代替卫星，并采用蓝牙等射频技术，通过三边测量来支持定位。

这种方法就像我们在汽车上使用的GPS系统一样，依赖于信标发射，在这种情况下还要接收信号。这些信标通常是固定的，但如果它们的当前位置一直是已知的，它们可以是移动的，（但实际上，这只会增加另一层复杂性）。假设信标是固定的，它们需要具备：电源和联接。这就是以太网供电被证明是理想方案的地方。

以太网供电，或称PoE，结合有线以太网连接与高达约90瓦的功率。由于它被归类为低功率，在110/240 VAC的离线电源方面，它可以由网络工程师来路由，而不需要电工。这使得在工厂、办公室、医院、学校或任何其他建筑周围推广PoE变得简单。该技术在增加无线接入点方面一直很受欢迎，但现在它提供了更高的功率水平，PoE正被用于更多的物联网(IoT)相关应用。

智能传感器和执行器是很好的例子，说明如何使用PoE来减少电池供电设备的维护成本。然而，随着越来越多的组织探索RTLS的好处，使用PoE作为骨干网的优势变得显而易见。它通过一根电缆和熟悉的连接器提供电源和互联网联接。这意味着通常可以在很少或不改变现有基础设施的情况下添加它。电源设备(PSE)和受电设备(PD)的组合可使用用于标准以太网的相同电缆进行连接。

如前所述，一个RTLS需要信标，通常是在固定的位置。它们可能会被放置在不显眼的地方，比如说灯具中。事实上， PoE的另一个新兴应用是智能LED照明，通常会使用BLE联接，所以在上面实现RTLS会相对简单。

图 1. 智能 LED 照明系统使用 PoE 作为室内定位骨干网

安装后，RTLS将能追踪该区域的任何标签，这些标签可能附着在资产上。这可能包括大型机械，如叉车，或其周围移动的托盘。它甚至可能包括电脑或平板电脑。在医院里，这些资产可能是诊断设备，但在征得病人同意的情况下，它也可用来定位病人。

蓝牙现在可能是最普遍的射频技术，使实施RTLS服务变得更加简单。有了超低功耗的BLE方案，如安森美的RSL10，将蓝牙添加到资产中现在也更可行。

图 2. NCL31000 智能 LED 驱动器

安森美提供了广泛的方案组合支持PoE，以及LED驱动器和BLE联接，使制造商能开发可构成RTLS一部分的智能应用。

对PoE的支持在增长，无论是在新建筑中还是作为翻新计划的一部分。原因很明显，它提供了在单一接口上结合电源和互联网联接的便利。智能建筑内的超低功耗趋势与PoE密切相关，随着BLE变得更加普遍，我们可以期待看到更多的RTLS服务即将上线。

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