Echtzeit-Lokalisierungssystem (RTLS) mit… | KINEXON
Kinexon Echtzeit-Lokalisierungssystem (RTLS) Anker 8 im Einsatz in einem Großlager
Industrielles IoT

Echtzeit-Lokalisierung (RTLS)

Intro

Darum setzen Produktion und Logistik auf Echtzeitortung mit UWB

KIN­EXON RTLS ist eine Schlüs­sel­tech­no­lo­gie, wenn es um Opti­mie­rung und Auto­ma­ti­sie­rung von Indus­trie­pro­zes­sen geht. Das RTLS-Sys­tem von KIN­EXON basiert auf der Ultra-Breit­band-Tech­no­lo­gie (UWB) und wur­de für her­aus­for­dern­de Indus­trie­um­ge­bun­gen im Innen- und Außen­be­reich ent­wi­ckelt. Aus die­sem Grund zeich­net es sich durch ein­zig­ar­ti­ge Prä­zi­si­on und maxi­ma­le Robust­heit aus. Schnel­le und ein­fa­che Imple­men­tie­rung sowie Instal­la­ti­on ermög­li­chen effi­zi­en­te Ska­lie­rung — auch in gro­ßen Fabri­ken und Lagerhallen.

KINEXON Industrie Tags, Anchor und Sensoren

UWB-basiertes RTLS ist das "GPS für die Industrie"

Die digi­ta­le Trans­for­ma­ti­on schrei­tet in Pro­duk­ti­on und Logis­tik vor­an. Doch intel­li­gen­te Pro­zess­op­ti­mie­run­gen und ‑auto­ma­ti­sie­run­gen im Sin­ne des IoT (“Inter­net of Things”) erfor­dern zu jeder Zeit prä­zi­se Kennt­nis von Posi­ti­on, Sta­tus und ID aller Assets. 

Zahl­rei­che Echt­zeit-Tracking-Tech­no­lo­gi­en haben dar­in ent­schei­den­de Nach­tei­le: So ist GPS-Loka­li­sie­rung nicht exakt genug und zudem nur auf den Ein­satz im Außen­be­reich beschränkt. Und auch WLAN- und Blue­tooth-/BLE-Ortung errei­chen nicht die Prä­zi­si­on und Ver­bin­dungs­sta­bi­li­tät, die erfor­der­lich ist. 

Unse­re UWB-Loka­li­sie­rung punk­tet in eben die­sen Punk­ten. Sie ortet Maschi­nen, Men­schen, Waren und vie­les mehr prä­zi­se, sta­bil und skalierbar.

KIN­EXON gilt als Pio­nier im Bereich der UWB-RTLS-Sys­te­me. Mit der Kom­bi­na­ti­on von zwei ent­schei­den­den Funk­tio­nen bie­ten wir die per­fek­te Lösung für Industrie‑, Logis­tik- und Intralogistikprozesse:

  1. Erfas­sung aller rele­van­ten pro­prie­tä­ren Daten wie 3D-Posi­ti­on (x, y, z), Sta­tus von Objek­ten sowie deren ID, Beschleu­ni­gung, Aus­rich­tung und Druck
  2. Bidi­rek­tio­na­le Daten­kom­mu­ni­ka­ti­on, so dass Objek­te Daten unter­ein­an­der sen­den (bspw. Tem­pe­ra­tur oder Bat­te­rie­sta­tus) und Daten emp­fan­gen (bspw. Befeh­le) können.

Auf die­sem Weg visua­li­siert und ver­netzt KIN­EXON RTLS den räum­li­chen Kon­text Ihrer Assets und macht hoch­ef­fi­zi­en­te Industrie‑4.0- und Logistik‑4.0‑Lösungen über­haupt erst mög­lich — dank moderns­ter UWB-Echt­zeit-Loka­li­sie­rung prä­zi­se, sim­pel, robust und smart.

Die Komponenten unserer UWB-Echtzeit-Lokalisierung

190626 Logistik Usecase with Font Website

Die Tags wer­den an all jene Objek­te oder Per­so­nen befes­tigt, die loka­li­siert und getrackt wer­den sol­len. Hier­zu zäh­len etwa Pake­te, Spe­di­teu­re, Werk­ma­te­ria­li­en, Werk­zeu­ge, Fahr­zeu­ge oder Arbei­ter.

Das Anker-Netz­werk besteht aus fest im Raum instal­lier­ten Ankern, die ein kali­brier­tes Netz­werk bil­den. Sie die­nen als Refe­renz­punk­te für die Tags. Dar­über hin­aus sind sie mit einem loka­len oder exter­nen RTLS-Ser­ver ver­bun­den. Die­ser ver­ar­bei­tet mit geringst­mög­li­cher Latenz die Zeits­tem­pel der emp­fan­ge­nen Impul­se sowie genaue Positions‑, Sta­tus- und ID-Infor­ma­tio­nen und stellt die Daten über ver­schie­de­ne stan­dar­di­sier­te APIs bereit.

UWB-Impul­se zwi­schen den Tags und dem Anker­netz­werk sor­gen dafür, dass die exak­ten Posi­tio­nen aller Objek­te und Per­so­nen inner­halb des RTLS bestimmt wer­den. Zusatz-Infor­ma­tio­nen wie Tem­pe­ra­tur oder Bat­te­rie­sta­tus eines Objekts kön­nen von und zu den Sen­so­ren über­tra­gen wer­den, ohne dass ein sepa­ra­tes WLAN benö­tigt wird.

| Hardware-Produktübersicht des KINEXON RTLS

Renderings Asset Tag Extended isometrisch mit Display

KINEXON ePaper Tag

Der KIN­EXON ePa­per Tag ist der UWB-Grund­bau­stein für einen papier­lo­sen Mate­­ri­al- und Waren­fluss in der Industrie.

Funk­ti­ons­über­sicht:

  • Robus­te IPX65 Gehäu­se mit kon­fi­gu­rier­ba­rem drei­far­bi­gen 4,2 Zoll e‑Pa­per-Bild­schirm
  • Daten­aus­tausch neben UWB mit­tels Blue­tooth 4.2 und NFC
  • Sta­tus­an­zei­ge des ver­folg­ten Objek­tes und des Sen­sors mit Hil­fe zwei­er kon­fi­gu­rier­ba­rer LEDs
  • Sei­ten­wech­sel und damit Infor­ma­ti­ons­wech­sel auf Knopfdruck
  • Bat­te­rie­lauf­zeit von bis zu 8 Jah­ren bei typi­scher Nutzung
Ein kleiner, industrietaugliches Tag für den Masseneinsatz für RTLS.

KINEXON Asset Tag

Der KIN­EXON Asset Tag ist ein klei­ner, indus­trie­taug­li­cher UWB-Sen­­sor, der beson­ders zum Loka­li­sie­ren einer gro­ßen Anzahl an Objek­ten ver­wen­det wird.

Funk­ti­ons­über­sicht:

  • Daten­aus­tausch via UWB, Blue­tooth 4.2 und NFC
  • Prä­zi­se Über­tra­gung von Bewe­gungs­da­ten mit Hil­fe eines inte­grier­ten Beschleunigungsmessers
  • Bat­te­rie­lauf­zeit von bis zu 5 Jah­ren bei typi­scher Nutzung
Hands PNG868 new Logo gespiegelt Website

KINEXON Worker Tag

Der KIN­EXON Worker Tag ist einer der kleins­ten und leich­tes­ten UWB-Sen­­so­­ren auf dem Markt. Er ist opti­mal auf die Anbrin­gung direkt am Arbei­ter aus­ge­legt, um des­sen Stand­ort in Echt­zeit zu bestimmen.

Funk­ti­ons­über­sicht:

  • Maße: 30x40x7mm | Gewicht: 14g
  • Aus­set­zung der Loka­li­sie­rungs­funk­ti­on auf Knopf­druck zum Schutz der Privatsphäre
  • Erken­nung der Kör­per­be­we­gung und ‑hal­tung via hoch­prä­zi­ser IMU-Technologie
  • Akku-Lauf­zeit (wie­der­auf­lad­bar), 1 – 2 Wochen bei gewöhn­li­cher Nutzung
AGV Tag Rendering isometrisch blau

KINEXON Vehicle Tag

Der KIN­EXON Vehi­cle Tag ist für die Anbrin­gung an Indus­trie­fahr­zeu­gen ent­wi­ckelt, die durch das RTLS loka­li­siert wer­den oder bspw. als fah­rer­lo­se Trans­port­sys­te­me (FTS) gesteu­ert werden.

Funk­ti­ons­über­sicht:

  • Höchs­te Lokalisierungsgenau­ig­keit dank spe­zi­alisierter Antennentechnologie
  • Kom­pa­ti­bi­li­tät mit allen gän­gi­gen Indus­trie­schnitt­stel­len (CAN, RS422/485, RS232)
  • Strom­ver­sor­gung durch exter­nen Wide Ran­ge Zugang (9 — 48 VDC, 1 W typ.)

Renderings Anchor8 isometrisch mit Wand

KINEXON Ankernetzwerk

Das KIN­EXON Anker­netz­werk ver­eint maxi­ma­le Sen­si­bi­li­tät und Sta­bi­li­tät mit äußerst gerin­gen Auf­wän­den für die benö­tig­te Infrastruktur.

Funk­ti­ons­über­sicht:

  • Instal­lie­rung inner­halb eines Tages auf­grund eigen­stän­di­ger Kali­brie­rung der rela­ti­ven Positionsdaten
  • Auto­ma­ti­sche Kom­pen­sa­ti­on im Fal­le eines Anker­aus­falls durch simul­ta­ne Ver­wen­dung aller Anker bei der Positionsbestimmung
  • Mög­li­che Strom­ver­sor­gung über stan­dar­di­sier­te Power-over-Ether­­net-Infra­struk­tur (POE)
  • Ver­net­zung über UWB, Blue­tooth und WiFi
  • Schutz­klas­se IP65
Getty Images 897684502 bearbeitet Website

Wir nutzen Ihre bestehende Infrastruktur

Das KIN­EXON Indus­tri­al RTLS basiert voll­stän­dig auf der stan­dar­di­sier­ten PoE Netz­werk-Hard­ware. Alter­na­tiv kön­nen die Anker mit einer Ether­net-Hard­ware betrie­ben wer­den und ihre Strom­zu­fuhr über Steck­do­sen bezie­hen. Dar­über hin­aus benö­tigt unser Anker­netz­werk kei­ne spe­zi­el­len Schal­ter oder Kabelanschlüsse.

| Technologischer Hintergrund zum KINEXON RTLS

180306 KINEXON System Sensornetzwerk Website

RTLS mit hochpräziser UWB-Technologie

UWB-Tech­­no­­lo­gie basiert auf der Kom­bi­na­ti­on sehr kur­zer Impul­se, die sich mit Licht­ge­schwin­dig­keit bewe­gen. Durch die Band­wei­te von min­des­tens 500 MHz wird eine exak­te Mes­sung der Ankunfts­zeit und damit ein hoch­prä­zi­se Ermitt­lung der Posi­tio­nen erreicht. UWB inter­fe­riert nicht mit ande­ren Tech­no­lo­gi­en, da sich die Band­wei­te (3,254,75 GHz und 6,25 – 6,75 GHz) von WLAN- und ISM-Kanä­­len unter­schei­det und die Signal­stär­ke sehr begrenzt ist. Besteht Sicht­kontakt, kön­nen Anker Ent­fer­nun­gen von bis 200 m abdecken.

190627 KINEXON System Methoden TWR

Two-way Ranging (TWR)

Mit TWR wird maxi­ma­le Prä­zi­si­on und Posi­ti­ons­sta­bi­li­tät erreicht. Der Anker sen­det ein UWB-Signal, der Sen­sor gibt es zurück­. Mit Hil­fe der Zeit­, wel­che die UWB-Impu­l­­se benö­ti­gen, wird die Ent­fer­nung zwi­schen Anker und Sen­sor bestimmt. Sobald die Ent­fer­nung eines Sen­sors zu ver­schie­de­nen Ankern ver­füg­bar ist, kann des­sen Posi­ti­on bestimmt wer­den. Die TWR-Metho­­de wird vor allem zur Loka­li­sie­rung von Arbei­tern, Werk­zeu­gen und Navi­ga­ti­on fah­rer­lo­ser Trans­port­sys­te­me eingesetzt.

190627 KINEXON System Methoden T Do A

Time-difference of arrival (TDoA)

Die Posi­ti­ons­be­stim­mung mit TDoA zeich­net sich durch den gerings­ten Ener­gie­ver­brauch unter den ver­füg­ba­ren Metho­den aus. Hier­bei gibt der Sen­sor ein Signal ab, das von den Ankern zu ver­schie­de­nen Zeit­punk­ten, rela­tiv zur Ent­fer­nung des Sen­sors, emp­fan­gen wird. Mit­tels der Zeit­un­ter­schie­de wird die Posi­ti­on des Sen­sors im Raum bestimmt. Die Posi­ti­ons­be­stim­mung mit TDoA wird vor allem bei der Loka­li­sie­rung einer gro­ßen Anzahl an Objek­ten angewendet.

190627 KINEXON System Methoden Ao A

Phase-Difference-of-Arrival (PDoA)

Bei der PDoA-Metho­de (auch Ang­le-of-Arri­val, AoA, genannt) wird der Pha­sen­un­ter­schied zwi­schen emp­fan­ge­nen Signa­len an bei­den Anten­nen eines Ankers bewer­tet. Hier­aus wird der Win­kel des Signa­les rela­tiv zum Anker berech­net und so die Sen­sorposition bestimmt. PDoA wird zur Posi­ti­ons­be­stim­mung in der Regel dann ver­wen­det, wenn eine ein­ge­schränk­te Infra­struk­tur vor­liegt und zusätz­li­che Infor­ma­tio­nen durch die Sen­sor­si­gna­le genutzt wer­den sollen.

Vorteile von KINEXON RTLS im Überblick

Icons RTLS quick and setup

Schnelle Installation

Das KIN­EXON RTLS basiert auf einer stan­dar­di­sier­ten Ether­net-Hard­ware und kann sich selbst kali­brie­ren. Daher ist die Instal­la­ti­on des gesam­ten Sys­tems inner­halb eines Tages abgeschlossen.

190627 Icons RTLS Zeichenfläche 1 Kopie 3

Geringe Wartung

Das KIN­EXON RTLS ist für lang­fris­ti­gen Gebrauch aus­ge­legt. Tags und Anker sind robust und haben eine lan­ge Bat­te­rie­lauf­zeit. Der nied­ri­ge Instand­hal­tungs­auf­wand ist essen­zi­ell für kos­ten­ef­fi­zi­en­ten Betrieb.

190627 Icons RTLS Zeichenfläche 1 Kopie 5

Maximale Stabilität

Das KIN­EXON RTLS fin­det vor allem in rau­en Umge­bun­gen Anwen­dung. Es ist daher dar­auf aus­ge­rich­tet, dass der Betrieb nicht durch Beschä­di­gung, oder Ver­lust von Kom­po­nen­ten ein­ge­schränkt wird.

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