Hệ thống định vị thời gian thực(RTLS) là gì?

Hệ thống định vị thời gian thực(RTLS) là gì?

RTLS(Real-time Location Systems) là một công nghệ theo dõi vị trí theo thời gian thực, được phát triển bằng cách tận dụng các công nghệ đa dạng như truyền thông không dây, RFID, GPS, BLE, và UWB.

1. Theo dõi thời gian thực

Công nghệ RTLS xác định thông tin vị trí của tài sản trong thời gian thực, cho phép nắm bắt chính xác hơn vị trí của tài sản đó trong suốt vòng đời của nó. Điều này cho phép gắn thẻ và theo dõi hầu hết mọi thứ, từ sản phẩm di chuyển trên dây chuyền sản xuất, công cụ bên trong nhà máy, nguyên vật liệu đến kho, vị trí xe, vị trí nhân viên, v.v. Qua đó, các doanh nghiệp có thể giám sát và quản lý vị trí tài sản một cách có hệ thống hơn, ứng dụng hiệu quả trong nhiều lĩnh vực như quản lý dây chuyền sản xuất, dịch vụ logistics, quản lý an toàn.

2. Xu hướng và dự đoán

Khi có thể đo lường vị trí và chuyển động của tài sản, ta có thể dễ dàng xác định các quy trình để nhận diện các lỗi có thể tránh được, các bước không cần thiết, sự thiếu hụt tài nguyên và các hành vi bất thường của nhân viên. Điều này cho phép phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn trong nhiều lĩnh vực như dây chuyền sản xuất, logistics, và quản lý an toàn, từ đó giúp việc quản lý trở nên hiệu quả hơn.

3. Geofencing (Hàng rào địa lý)

Việc xác định ranh giới ảo trong không gian ba chiều được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như bảo vệ an toàn cho nhân viên, ngăn ngừa ô nhiễm và bảo mật. Thông qua đó, có nhiều lĩnh vực ứng dụng đa dạng như bảo vệ nhân viên khỏi các khu vực nguy hiểm, ngăn chặn ô nhiễm và tăng cường an ninh.

RTLS hoạt động như thế nào?

Các thành phần cốt lõi

Tất cả các hệ thống RTLS đều bao gồm ba thành phần: thiết bị phát (transmitter), thiết bị thu (receiver), và phần mềm (software) để tích hợp dữ liệu và phân tích vị trí. Mỗi nhà cung cấp RTLS sử dụng các thuật ngữ hơi khác nhau cho công nghệ của họ và sẽ tập trung vào các điểm bán hàng độc nhất của mình. Dưới đây là mô tả tổng quát về các thành phần cốt lõi này của hệ thống.

Thiết bị phát (Transmitter)

Trong RTLS, thiết bị phát chủ yếu là các thiết bị được gọi là thẻ (tag) hoặc các thiết bị kết nối với máy thu. Thiết bị này nhận dạng một đối tượng hoặc cá nhân và truyền thông tin vị trí đến máy thu. Thiết bị phát thường hoạt động bằng công nghệ không dây và có kích thước cũng như hiệu suất khác nhau tùy thuộc vào công nghệ. Thiết bị phát có thể được gắn vào vật thể, hoặc đeo bởi người hoặc động vật. Một số model sử dụng thiết bị phát "thụ động" (passive) không cần nguồn điện, các thiết bị phát này sử dụng công nghệ RFID tầm gần. Các model khác sử dụng thiết bị phát "chủ động" (active) cần nguồn điện, các thiết bị này thường sử dụng các công nghệ không dây như Bluetooth Low Energy (BLE) hoặc Ultra-Wideband (UWB). Ngoài ra, thẻ GPS cũng có thể được sử dụng làm thiết bị phát.

1. Thẻ RFID

Là một trong những loại thẻ phổ biến nhất, hoạt động ở chế độ thụ động (passive, tức là không cần nguồn pin) và được sử dụng để nhận dạng tài sản bằng cách gắn vào hầu hết mọi vật thể.

2. Thẻ BLE

Đây là thiết bị phát tín hiệu BLE, một trong những phương thức truyền thông không dây phổ biến nhất. Vì nó hoạt động trên hầu hết các thiết bị di động, nên có tính linh hoạt cao nhưng độ chính xác thấp hơn so với UWB.

3. Thẻ UWB

Thường phát ra tín hiệu UWB cần nguồn pin và được nhận bởi máy thu UWB. Tín hiệu rất ngắn nhưng sử dụng dải tần số băng thông rộng để cung cấp dữ liệu vị trí cực kỳ chính xác với mức tiêu thụ điện năng thấp.

4. Thiết bị thông minh (Smart Devices)

Nhiều thiết bị thông minh khác nhau có thể hoạt động như một thiết bị phát, với điện thoại di động là ví dụ tiêu biểu nhất. Có thể sử dụng cả hai phương thức BLE và GPS, và gần đây khi UWB trở nên phổ biến, một số model đã hỗ trợ theo dõi bằng UWB.

5. Thẻ GPS

Thẻ GPS xác định vị trí bằng cách sử dụng vệ tinh. Tuy nhiên, chúng chỉ hoạt động trong môi trường ngoài trời có tầm nhìn tốt và không yêu cầu cơ sở hạ tầng bổ sung. Thẻ GPS có độ chính xác thấp hơn và tiêu thụ nhiều điện năng hơn so với thẻ UWB. Tuy nhiên, có thể bổ sung GPS động học thời gian thực (Real-Time Kinematic GPS) để hiệu chỉnh tín hiệu GPS chính, cải thiện độ chính xác đến hàng centimet.

Thiết bị thu (Receiver)

Tùy thuộc vào loại thẻ được sử dụng, có nhiều loại máy thu khác nhau được dùng để theo dõi thẻ. Trong các môi trường trong nhà phức tạp hơn, nơi thẻ RFID thụ động đơn giản không đủ, có thể sử dụng công nghệ RFID chủ động, Bluetooth Low Energy (BLE) hoặc Ultra-Wideband (UWB).

Bằng cách gắn thẻ vào các tài sản quan trọng và đặt các máy thu xung quanh không gian vật lý (nhà máy, nhà chứa máy bay, văn phòng, v.v.), máy thu có thể xác định vị trí của từng tài sản tại bất kỳ thời điểm nào và chuyển thông tin này đến phần mềm/hệ thống hiển thị liên quan. Các máy thu này thường được kết nối trực tiếp với nguồn điện và mạng (có dây hoặc không dây).

Phần mềm (Software)

Công nghệ RTLS sử dụng một hệ thống phần mềm bao gồm nhiều thành phần, bao gồm firmware chạy trên phần cứng như cảm biến và thẻ, các ứng dụng bên ngoài để diễn giải dữ liệu vị trí, và middleware để kết nối với các ứng dụng bên ngoài đó. Nói cách khác, các phần mềm này hoạt động cùng nhau để hệ thống RTLS có thể vận hành.

Trong số đó, điều mà các doanh nghiệp muốn tận dụng công nghệ RTLS quan tâm nhất là phần mềm của ứng dụng bên ngoài. Phần mềm này quyết định cách tương tác và hưởng lợi từ RTLS. Tùy thuộc vào ngành công nghiệp, phần mềm ứng dụng có thể rất khác nhau. Nhiều công ty RTLS cung cấp các ứng dụng phần mềm tùy chỉnh được thiết kế để tối ưu hóa cái nhìn tổng quan của doanh nghiệp và cung cấp thông tin chi tiết dễ hiểu.

Trong hệ thống RTLS, việc trực quan hóa thường đóng một vai trò cốt lõi và các yếu tố cần xem xét khi chọn giải pháp phần mềm RTLS bao gồm những điều sau đây.

Bản đồ mặt bằng và ánh xạ khu vực - Phần mềm có thể phản ánh chính xác bản đồ mặt bằng thực tế theo đúng tỷ lệ không?

Tính thực tiễn của phần mềm - Ngoài việc trực quan hóa đẹp mắt, phần mềm có bao gồm các chức năng thiết yếu phù hợp với mục đích của người dùng không?

Báo cáo chất lượng - Có chức năng phân tích và báo cáo để nhận được thông tin chi tiết ngay lập tức không?

On-premise hay Cloud - Có tùy chọn để lưu trữ (host) phần mềm theo phương pháp phù hợp nhất không?

Kết nối API - Phần mềm có thể kết nối với các hệ thống kinh doanh và cơ sở dữ liệu hiện có thông qua API không?

Khả năng mở rộng - Phần mềm này có thể mở rộng khi doanh nghiệp phát triển không, và liệu nó đã được chứng minh là hoạt động mà không có tắc nghẽn trong khi luồng dữ liệu vị trí đang được thu thập?

Hỗ trợ và Đào tạo - Việc bắt đầu với giải pháp này đơn giản đến mức nào, và liệu có sự hỗ trợ tốt cho các ứng dụng đảm nhận nhiệm vụ quan trọng không?

Các trường hợp sử dụng công nghệ RTLS là gì?

Khi nhận thức về công nghệ RTLS tăng lên, các ngành công nghiệp có thể áp dụng công nghệ này ngày càng trở nên rõ ràng hơn. Các ví dụ tiêu biểu như sau.

Quản lý an toàn tại công trường xây dựng

Theo dõi vị trí và lộ trình di chuyển của công nhân, thiết bị xây dựng và vật liệu trong thời gian thực để phát hiện các khu vực hoặc hành vi nguy hiểm, và gửi cảnh báo cho công nhân để phòng ngừa tai nạn.

Theo dõi tài sản trong kho logistics

Công nghệ theo dõi vị trí cho phép xác định vị trí tài sản trong thời gian thực, giúp giảm thời gian và công sức mà công nhân phải bỏ ra để tìm kiếm vị trí của tài sản. Điều này cải thiện hiệu quả công việc và cũng giúp tăng hiệu quả của quy trình logistics bằng cách tối ưu hóa lộ trình di chuyển hàng tồn kho.

Theo dõi thiết bị y tế và bệnh nhân trong bệnh viện

Công nghệ theo dõi vị trí cho phép xác định vị trí tài sản trong thời gian thực, giúp giảm thời gian và công sức mà nhân viên y tế phải bỏ ra để tìm kiếm vị trí của thiết bị. Điều này cải thiện hiệu quả công việc và giúp tối ưu hóa quy trình chăm sóc bệnh nhân.

Giám sát quy trình sản xuất thời gian thực

Cho phép các nhà sản xuất hoặc nhà máy theo dõi vị trí sản phẩm, chuyển động của dây chuyền sản xuất và vị trí của công nhân trong thời gian thực. Bằng cách nắm bắt thông tin vị trí theo thời gian thực, nó giúp đảm bảo dây chuyền sản xuất hoạt động trơn tru và hỗ trợ phản ứng nhanh chóng khi có sự cố xảy ra. Qua đó, nó đóng một vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa dây chuyền sản xuất của nhà máy, nâng cao hiệu quả của quy trình sản xuất sản phẩm và cải thiện chất lượng sản phẩm.

Phân tích khách tham quan tại khu triển lãm

Có thể phân tích tỷ lệ chiếm dụng không gian theo từng múi giờ của khách tham quan tại các bảo tàng, phòng trưng bày, cửa hàng bán lẻ, v.v. Thông qua đó, có thể nắm bắt thông tin như lộ trình di chuyển, tần suất ghé thăm, thời gian lưu lại, và các vật phẩm trưng bày phổ biến, và dựa vào đó để điều chỉnh vị trí hoặc cách bài trí của các vật phẩm trưng bày hoặc sản phẩm nhằm nâng cao sự hài lòng của khách tham quan.