Možnosti lokalizace osob – srovnáno podle přesnosti, náročnosti na

Možnosti lokalizace osob – srovnáno podle přesnosti, náročnosti na zhotovení a tedy i ceny
Poznámky:
- Na některé lidi velmi nepříznivě působí radiové vlny. Zejména starší a nemocní. Z tohoto
důvodu je vhodné se vyvarovat stálému vytváření radiových vln (hlavně silných) a místě kde
se tito lidé dlouhodobě zdržují (bydlí, spí, …). Těch ostatních (telefony, TV, rádio) je již tak
dost.
- Jsou zde popsány principy a ceny pouze senzorů / snímačů, nikoli náklady na jejich propojení
a poté zpracování získaných dat.
Čárkové kódy, grafické plošné kódy a další „ala-papírově“ štítky (štítek pár korun, čtečka od 1000kč
podle schopností) – umístěné přímo (neoddělitelně) na objektu. Snímání pomocí přiložení speciální
ruční čtečky na / ke kódu.
(+) Vhodné i pro velmi velký počet uživatelů / záznamů.
(+) V podstatě neomezená životnost, daná pouze mechanickým poškozením. Nikoli opotřebováním –
snímání je zcela bezdotyková a optické.
(+) Bezdotykové – optické čtení uložené informace.
(+) Žádné radiové pole. Čtení pomocí optického paprsku.
(+) Není potřeba žádného napájení štítku. Výdrž neomezená.
(-) Nelze zaznamenat dodatečné informace v průběhu používání. Vše pouze předem (výroba štítku).
(-) Poněkud náchylné na mechanické poškození štítku (ohyb, zmačkání, …) a optické znehodnocení
(barva, špína, …).
(-) Pro čtení kódu vždy nutně správně orientovat štítek ke čtecímu zařízení.
(-) Bez čtecího zařízení, nelze údaje vyzvednout ani „textově“ přečíst.
(-) Ve značce (skoro nikdy) neuložen popis objektu, ale pouze jeho identifikace. Teprve po komunikaci
se serverem, lze obdržet popis / údaje objektu.
(-) Využitelnost převážně pro statické / nepohybující se objekty.
(-) Jde zejména o identifikaci a nikoli lokalizaci. Lokalizace se uskutečňuje – sejmutím kódu –
zanesením do databáze – vzniká informace o umístění.
(-) Ztracený objekt nelze dohledat jinak než manuálně (přečtením kódu, všech kódů).
Závěr:
Velmi levné řešení i pro velký počet objektů. Nutnost bránit mechanickému a dalším poškozením.
Nutnost určité zručnosti při snímání údajů. Nejde přímo o lokalizaci, ale o identifikaci.
PIR čidla pohybu (200 – 500kč podle dokonalosti na jedno čidlo) – umístěné většinou v rohu
místností pro detekci pohybu na dané ploše. Čidlo si interně rozděluje hlídaný prostor na několik zón
a detekuje pouze pohyb z jedné zóny do jiné. Zóny většinou kolmé na čidlo. Těch zón je však
například 10, takže je schopno zaznamenat i pohyb například 1/2 metru zela určitě. Lze použít
současně dvě čidla do zvýšení schopnosti detekce pohybu. Čidlo pouze pohyb „detekuje“, ale
v žádném případě jej „nelokalizuje“.
(+) Velmi levné jak na pořízení, tak na instalaci a vyhodnocení (pohyb ano / ne).
(+) Minimální zásah do interiéru – pouze propojení čidel (drátové / bezdrátové).
(+) Nevyžaduje spolupráci uživatele, detekuje se pohyb bez jakéhokoli přispění uživatele.
(+) Detekuje pohyb v celém prostoru záběru čidla.
(+) Žádné radiové pole či jiná rušení.
(+) Vysoce spolehlivé při neochotě spolupracovat ze strany uživatele.
(+) V podstatě neomezená životnost. Dáno životností čidla podle výrobce.
(-) Pouze detekce pohybu, ani ne přítomnosti, nikoli místo lokalizace.
(-) Pouze pro vnitřní prostory, případně velmi malé okolí (max. 10m) před vchodem.
(-) Není identifikace objektu, pouze detekce pohybu, ani ne přítomnosti.
(-) Při pohybu více osob nelze rozpoznat objekt, který pohyb způsobil.
(-) Vhodné pro jednu osobu v prostoru (případně občasnou návštěvu).
(-) Pokud se bude osoba kývat, tak detekujeme pohyb, ale nerozpoznáme typ a rozsah pohybu.
(-) Detekuje pohyb pouze v prostoru viditelného z pohledu čidla (nikoli za rohem).
(-) S objektem nelze spojit žádné další údaje (poznámky, není identifikace).
(-) Jde o lokalizace ale pouze v rámci prostoru pokrytém (jedním) čidlem.
(-) Čidla je nutno napájet a svádět z nich získané informace (byl pohyb ano / ne).
(-) Ztracený objekt nelze dohledat jinak, než že / až se pohne (!!!).
Závěr:
Postačující pro detekci pohybu osoby v místnosti, zda osoba vykazuje pohyb a nesedí na místě.
Vhodně pro jednu sobotu v prostoru bez ochoty spolupráce. Pokud je osob více, tak se detekuje
pouze jako celek (někdo se hýbe). Zcela pasivní pro uživatele.
RFID značky a podobně kartičky (značka 10 – 100kč, snímače 1000kč a vice) – umístěno na uživateli,
přechodem kolem snímače je uživatel detekován (nejčastěji v ruce a přiložením na snímač).
(+) Vhodné i pro velmi velký počet uživatelů (tisíce).
(+) Identifikace uživatele, rozpoznání objektu (zejména).
(+) Instalace pouze na několika určených místech – průchodu, dveře.
(+) Identifikace kdo akci vykonal – kdo dveře otevřel, kdo použil značku (?).
(+) Do značky lze vložit i vlastní údaje (podle typu a ceny značky) a tím přiřazovat informace
k objektu. V některých případech lze i tyto informace přepisovat v průběhu využívání.
(+) Na objektu není potřeba žádného napájení. Výdrž dána životností udanou výrobcem, neboli
počtem sejmutí informací.
(-) Využitelnost i pro pohybující se objekty ovšem za určité spolupráce.
(-) Ve většině případů nutná spolupráce uživatele – přiložení značky na snímač.
(-) Identifikace pouze v záchytných bodech – snímače.
(-) Vysoce nespolehlivé při neochotě spolupracovat ze strany uživatele.
(-) Nutnost identifikace objektu popořadě – jeden za druhým. Přiložení mnoho značek současně –
chyba, nerozpoznání.
(-) Směr pohybu objektu / osoby je detekován pouze přiložením značky na příslušný snímač
(registrující pohyb v daném směru).
(-) Jisté omezení životnosti dané počtem průchodů kolem snímače (ale řádu stovek až tisíce).
(-) Omezení vzdálenost identifikace objektu / čtení značky (několik až 10cm).
(-) Pouze velmi omezené množství dodatečně vložených údajů.
(-) Bez čtecího zařízení, nelze údaje vyzvednout ani „textově“ přečíst. Pokud nejsou na kartičce
napsány.
(-) Ve značce (skoro nikdy) neuložen popis uživatele, ale pouze jeho identifikace. Teprve po
komunikaci se serverem, lze obdržet popis / údaje objektu.
(-) Ztracený objekt nelze dohledat jinak než manuálně (až projde kolem snímače).
(-/+) Jde převážně o identifikaci, ale však současně s hrubou lokalizací. Nejde o určení přesné pozice
objektu, ale o určení jeho výskytu v dané oblasti (vešel do oblasti / vyšel z oblasti). Oblasti jsou dány
umístěním snímacích zařízení.
Kompenzace některých nedostatků tohoto řešení pro konkrétní použití:
- Vozíčkáři – připevněním značky na vozík při nutnosti průjezdu vstupními dveřmi lze
automaticky detekovat / identifikovat objekt. Odpadá nutnost aktivní spolupráce uživatele.
- Detekce směru pohybu – umístění dvou snímačů v určité vzdálenosti a vyhodnocení pořadí
detekce značky na snímače. Snižuje se požadavek na spolupráci uživatele.
- Automatická detekce značky – připevnění značky na vhodné místo (invalidní vozík, body
uživatele, vhodné místo oděvu) objektu lze dále snížit požadavky na spolupráci uživatele a
zvýšit automatickou detekci značky. Pozor však na aktivní vzdálenost při čtení značky.
Závěr:
Vhodné pro identifikaci osob nacházejících se v určitém prostoru s velkým požadavkem na spolupráci
(přiložení značky při vstupu / výstupu). Při ochotě spolupráce uživatelů vhodné i pro velmi velký
počet uživatelů (tisíce). Do velké míry aktivní pro uživatele.
ZigBee a podobné technologie schopné detekovat polohu z v okolí instalovaných lokálních vysilačů
(cenu ani tak neudává vlastní zařízení umístěné na objektu (stovky kč), jako pořízení a instalace sítě
majáků, SW pro vyhodnocení a následné zpracování (desítky až stovky tisíců), při větším počtu
sledovaných objektů se tedy celková cena snižuje). Lokalizace je vyhodnocena buď pouze podle
blízkosti objektu u příslušného majáku (oblast, místnost, … - postačuje jeden maják) nebo podle
poměru síly signálu z několika okolních majáků (určení s přesností až na metry – nutno několik
majáků).
(+) Použitelnost i pro relativně větší počet objektů (stovky).
(+) Možnost na objektu uchovávat téměř libovolné množství dat (informace o objektu).
(+) Využitelnost současně i pro komunikaci. Technologie jak pro detekci polohy, tak i pro přenos dat.
(+) Ztracený objekt lze dohledat dotazem elektronicky – dotaz na všechny objekty v dosahu. Pokud je
mimo dosah / porucha, tak nic.
(+) Vytvořenou radiovou síť lze využít i pro jiné účely (…). Rychlost přenosu dat však nebývá velká.
(-) Pouze pro vnitřní prostory, případně velmi malé okolí (zahrada).
(-) Nutnost instalace tzv. majáků, pomocí kterých se určuje pozice objektu.
(-) Nutnost vhodného (informačního) systému pro detekci / registraci objektů – detekce pozice.
(-) Detekce pozice není primární vlastnost ZigBee (a podobných technologií).
(-) Nutnost bateriového napájení. Výdrž udává frekvence / častost komunikace s majáky, přenos
dodatečných informací.
Závěr:
Vhodné pouze pro uzavřené prostory s omezeným počtem objektů (stovky), případně pro malé okolí
budov (10 – 100m). Výdrž baterie dána velikostí zařízení a zejména častostí komunikace s majáky.
GPS a další možnosti poskytující globální polohu v otevřeném prostoru (cena značně závislá na
počtu kusů a schopnostech – od 100kč víše, pouze přijímače). Využívá se signálu z několika družic
současně pro určení polohy pozemního přijímače.
(+) Obsaženo v mnoha (i celkem levných) spotřebních zařízeních (telefony, fotoaparáty, …). Přesnost
je závislá značně na ceně.
(+) Při vývoji a ladění lze často využít stávající komerční zařízení (telefony).
(+) V podstatě jediná dostupná technologie pro lokalizaci v rozsáhlém venkovním prostředí.
(+) Není potřeba žádná instalace – družice jsou již umístěny – jejich životnost je zájmem někoho
jiného.
(+) Ve volném prostranství velmi vyhovující přesnost okolo 10m (někdy i údajně přesnější).
(+) Možnost na objektu uchovávat téměř libovolné množství dat (pokud obsahuje další paměť).
(+) Ztracený objekt lze dohledat komunikací dotazem elektronicky – ale pouze jeho existenci, poloha
je detekována jinou technologií, kterou nelze ovlivnit (buď je poloha známa, nebo nikoli).
(+) Lze kdykoli zjistit poslední známou polohu (poslední určenou polohu).
(-) Činnost pouze ve venkovním a to většinou otevřeném prostředí. Nutná viditelnost na určitý počet
satelitních vysílačů.
(-) Při jakémkoli zaclonění (občas i les, údolí) dochází ke špatné činnosti / určování polohy.
(-) Technologie pouze pro zjištění nikoli pro předání polohy. Pro sdělení / předání detekované polohy
objektu nutno použít současně další komunikační technologie (většinou nějaký typ GSM).
(-) Nutnost (externího) napájení. Výdrž dána:
Velikostí zařízení (tedy velikostí baterií).
Schopnostmi zařízení (čím více schopností, tím nižší výdrž).
Častostí zjišťování / sdělování polohy (největší faktor pro výdrž).
Kontinuálním zpracováním dat přímo na zařízení (nevhodně ovlivňuje výdrž).
(-/+) V součinnosti nutno využít dvě technologie, jednu pro lokalizaci (GPS – detekce polohy) a
druhou pro komunikaci (GSM – poskytnutí detekované polohy). Komunikace je důležitější, bez ní není
spojení s objektem ani známost polohy. Bez detekce polohy lze však stále komunikovat s objektem.
(-/+) Relativně složité elektronické zařízení, ale v současnosti již velmi propracované a dostupné i jako
samostatný (malý) modul. Jinak přítomno v mnoha komerčních výrobcích (telefony, fotoaparáty).
(-/+) Při použití jednoduchého / levného zařízení (GPS modul) nutno doplnit dalším procesorem /
modulem (výpočty / komunikace / …). Při použití složitějšího / dražšího zařízení (mobilní telefon) lze
přímo na zařízení uskutečnit skoro vše (výpočty / komunikace / …).
(-/+) Slouží skutečně k lokalizaci a nikoli k identifikaci objektu. Identifikaci je nutno zajistit v kombinaci
s jinou technologií.
Závěr:
Pro otevřené venkovní prostory (zřejmě) jediná dostupná technologie, ale nutnost doplnit další
komunikací pro sdělení polohy (přenosu do dohlížecího centra). Nutno vhodně rozvrhnout / rozložit
schopnosti / výpočty mezi lokalizační zařízení (například telefon) a centrální server (server pro sběr a
uchování dat). Tato skutečnost velmi ovlivňuje cenu celého zařízení a tedy i výdrž baterie.
Další okolnosti podle pozice / pohybu objektu:
- Pro statické objekty / sklady / ležící pacienty – čárkové kódy / RFID.
- Pro detekci pohybu v domácím prostředí – PIR čidla.
- Pro pohybující se v uzavřených prostorách a velmi spolupracující objekty – RFID.
- Pro pohybující se v uzavřených (případně velmi malém venkovním prostředí) a
nespolupracující objekty – ZigBee, vhodně umístěné RFID.
- Pro pohybující se v otevřeném a zejména venkovním prostranství a spolupracující /
nespolupracující objekty – GPS (plus komunikace s jinou technologií).
Možnosti doplnění o další převážně pomocné technologie pro zpřesnění:
- Orientační detekce typu pohybu v domácím prostředí – akcelerometry – rozlišení pohybu
kývavého od pohybu posuvného (nerozlišitelné PIR čidlem, možná nějakými dražšími ano).
- Detekce ve venkovním a uzavřeném prostředí u spolupracujících objektů – venku GPS a
uvnitř RFID – venku automaticky, uvnitř vyžaduje spolupráci objektu – velmi jednoduché
řešení. Kombinace GPS + Zigbee je možná – telefony ZigBee (již ani BlueTooth) neobsahují –
obsahují WI-FI a to pracuje ve velkém rozsahu a lokalizace je těžko řešitelná.
Podle množství dalších měřených / přenášených dat:
- Pokud na objektu nebudou měřeny a z něho přenášeny další veličiny, je vhodné uvažovat o –
čárkové kódy, RFID
- Pokud na objektu nebudou měřeny a z něho přenášeny další veličiny, ale bude využito nějaké
zpětné vazby, například tlačítko HELP, je vhodné uvažovat o – ZigBee, (případně BlueTooth,
krajně Wi-Fi) v uzavřeném prostředí, ve venkovním asi jedině GSM (mobilní telefon).
- Pokud na objektu budou měřeny nějaké veličiny a přenášeny celkem často, lze uvažovat o –
pevné lince při statickém objektu – ZigBee, BlueTooth při pohybujícím se v uzavřeném
prostoru – GSM při pohybujícím se v otevřeném prostoru (GSM v uzavřených prostorách je
velmi zbytečně nákladné, cena spojení přes operátora).