COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº RTLS - Sistemas de Localização em Tempo Real. Matheus Jacon Pereira

Transcrição

1 COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº RTLS - Sistemas de Localização em Tempo Real Matheus Jacon Pereira Palestra apresentada no INOVAE FEIRA DE INOVAÇÕES EM ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO PROJETOS, PESQUISAS E TECNOLOGIAS, 12., São Paulo, slides. A série Comunicação Técnica compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT Av. Prof. Almeida Prado, 532 Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 CEP São Paulo SP Brasil CEP Tel /4000 Fax

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4 RTLS [ SISTEMAS DE LOCALIZAÇÃO EM TEMPO REAL

5 Sistemas de Localização A humanidade desenvolveu técnicas e Instrumentos de localização: bússola, astrolábio, quadrante e sextante. Atualmente - Sistema de Navegação Global por Satélite (GNSS): NAVSTAR GPS; GLONASS.

6 GPS 24 satélites ativos; 3 Reservas; Relógio atômico com precisão de nano segundos; Margem de erro de 20 metros.

7 GPS

8 Evolução da Geolocalização Internet das Coisas (IoT): Aumento no número de sensores - variadas tecnologias. + Localização outdoor GPS Passa pela localização indoor. 1998, EUA - congresso do Grupo ID Global: Surge o conceito de RTLS. Sistemas RTLS - Definição: São sistemas automatizados que monitoram a atividade dos objetos presentes em seu campo de leitura, o que permite não só localizar objetos, mas também pessoas em ambientes fechados.

9 Sistemas RTLS Os RTLS indoor possuem em sua infraestrutura tecnologias baseadas em radiofrequência. Wi-Fi ZigBee Bluetooth RFID

10 Wi-Fi Wi-Fi - Wireless Fidelity, 1999 Wi-Fi Alliance Interbrand IEEE , adicionados depois: b, g, n e ac.

11 ZigBee Desenvolvida pela organização sem fins lucrativos ZigBee Alliance; Aplicações que não necessitam de altas taxas de transmissão na comunicação; Baixo consumo de energia.

12 Bluetooth Tecnologia usada para comunicações de rádio de curtas distâncias; substituir as conexões por fios: smartfones, computadores, e etc; 2010 surgiu uma nova tecnologia de emissão: sinais consumindo baixas quantidades de energia; Bluetooth Smart, Bluetooth Low Energy ou Bluetooth 4.0.

13 Aplicações beacons

14 RFID [ Radio Frequency IDentification ou Identificação por Radiofrequência

15 Introdução Radio Frequency IDentification ou Identificação por Radiofrequência Palavras chaves: + Chip, inlay + Antena + Tag, etiqueta + Leitor, interrogador Conceito de Internet das Coisas ou Internet of Things(IoT) + Coisas falando com coisas

16 Componentes RFID Coletor

17 Tags (Etiquetas) Antena Conectores CI Substrato + Antena; + Circuito Integrado (CI); + Substrato; + Conectores.

18 Tags (Etiquetas) Passivas Precisam estar na presença do campo eletromagnético do leitor, recebendo energia suficiente para se comunicar com o mesmo.

19 Tags (Etiquetas) Semi-Passivas As etiquetas semi-passivas são híbridas das etiquetas ativas e passivas. Este tipo de etiqueta possui uma bateria de baixo custo que é usada para alimentar os circuitos elétricos internos, porém não alimenta o transmissor. As etiquetas semi-passivas somente operam quando recebem uma potência do leitor.

20 Componentes RFID Ativas As etiquetas ativas possuem um transmissor e uma bateria interna que fornece energia para a comunicação da etiqueta. Por este motivo podem melhorar significativamente o alcance da comunicação entre a etiqueta e o leitor

21 Tags (Etiquetas) TAG em Metal (125 khz a 13,56 MHz) a potência é reduzida (868 MHz, 915 MHz e 2,45 GHz) atenuação e deslocamento de fase. Solução: Introduzir uma camada de dielétrico entre o tag e o metal.

22 Leitores

23 Inovações com RFID Buscar maior eficiência Operar com custos menores Cumprir prazos com mais rigor Otimizar processos corporativos Expandir controle gerencial das operações Adequar-se a normas nacionais e internacionais Ampliar fontes de receitas

24 Uso comum de RFID por setor Manufatura + 60% dos custos do setor de manufatura estão relacionados à Cadeia de Suprimentos. Accenture + Rastreamento e Gestão de inventário: Ferramentas, Processos, Bens; Aviação + Rastreamento de ferramentas, processos e bens: Histórico de peças; Checagem de itens de segurança; Rastreamento de bagagens

25 Uso comum de RFID por setor Varejo + Gestão: Visibilidade, controle de inventário e prevenção de perdas, Controle de produtos na prateleira + Cliente: Redução de tempo de atendimento, melhor experiência, self check-out Transporte + Gestão de frota e carga, rastreamento de veículos e entregas + Monitoramento de itens de valor agregado no veículo (pneus)

26 Padronizações ISO 11784, 11785, 14223

27 Padronizações ISO e Padrão para aplicação de RFID no controle de acesso e pagamentos.

28 Padronizações ISO Identificação de containers de frete.

29 Padronizações NFC - Near Field Communication (Comunicação por Campo de Proximidade) Smartphones, tablets, crachás, cartões de bilhetes eletrônicos 13,56 MHz ISO / IEC

30 Comparativo - Tecnologias Wi-Fi ZigBee Bluetooth 4.0 RFID Padrão IEEE a/b/g/n IEEE GFSK ISO Frequência de operação 2.4 GHz 868/915 MHz e 2.4 GHz 2.4 GHz 125 KHz 915 MHz e 2.4 GHz Topologia de rede Depende do meio Todas Depende do meio Direta Velocidade de transmissão Mbps 250 Kbps 1 Mbps 384 Kbps Alcance m m Até 50 m 10 cm 100 m Consumo Energético Alto Muito baixo Muito baixo Muito baixo Bateria Horas Meses a anos Meses a anos Ativas (meses a anos) Passivas (não necessita) Número máximo de nós Indefinido Ilimitado Custo do usuário Baixo Alto Baixo Baixo Custo de Infraestrutura Baixo Baixo Baixo Baixo

31 Implementação RTLS Elementos básicos para um Sistema RTLS: aplicação sensores middleware

32 [ Como localizar os sensores?

33 Técnicas de Rastreamento + RSSI - Variação da Intensidade do Sinal (Received Signal Strength Indication); + AoA - Ângulo de Chegada (Angle of Arrival); + ToA - Tempo de Recebimento (Time of Arrival).

34 RSSI Variação da Intensidade do Sinal (Received Signal Strength Indication); Distância vs Potência Potência Distância

35 Tempo ToA Tempo de Recebimento (Time of Arrival). Distância vs Potência Distância

36 AoA Ângulo de Chegada (Angle of Arrival)

37 [ Estudos de Caso

38 Soluções para Centros Logísticos e de armazenamento.

39 A tecnologia ajuda os produtores de leite a rastrear e gerenciar a localização de suas vacas usando tags RFID. Zebra Technologies

40 A Zebra Technologies, desde 2015, trabalhou com a NFL para fornecer, por meio de RFID e RTLS, um sistema de coleta de estatísticas e rastreamento.

41 Lojas de roupas e Varejo em geral. Demonstração: localização das peças na loja ou no estoque.

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44 Seu desafio é nosso. CIAM/SAGMD Matheus Jacon