Состав
СШП метка содержит сверхширокополосный радиочастотный трансивер, обеспечивающий передачу мгновенных широковещательных сообщений (блинк-посылок), а в дополнительном режиме – двухстороннюю двунаправленную радиочастотную связь с СШП анкерами.
Метка имеет встроенный трехосевой акселерометр, встроенный автономный несменяемый источник питания, рассчитанный на весь срок службы метки, а также может быть снабжена двухцветным светодиодом для индикации получаемых с сервера сообщений и кнопкой для передачи сообщений на сервер.
СШП метка принимает конфигурационные команды от сервера (изменение настроек радиоинтерфейса, изменение частоты блинк-посылок), а также передает на сервер информацию о своем состоянии и показания встроенных и подключенных датчиков.
В зависимости от назначения, метка может выполняться в корпусах различной конструкции, приспособленной для крепления метки на контролируемом объекте или для ношения человеком.
Принцип действия
Для идентификации и позиционирования в СШП метках используется сверхширокополосный трансивер с высокой частотой повторения импульсов (ВЧПИ). Использование СШП связи с ВЧПИ повышает устойчивость к многолучевому затуханию (интерференции отраженных сигналов), а также повышает точность позиционирования. В трансивере метки используется когерентный приемник, что повышает помехоустойчивость и увеличивает дальность связи.
Идентификация и позиционирование могут осуществляться в двух режимах – режиме однонаправленной (от метки к инфраструктуре) и двунаправленной связи.
Режим однонаправленной связи (по умолчанию)
В режиме однонаправленной связи метка периодически отправляет широковещательные блинк-посылки, несущие идентификатор метки, которые принимаются узлами инфраструктуры (анкерами). Длина кадра блинк-посылки минимальна. Это экономит энергию (заряд батарей) и время занятия эфира (что повышает допустимую плотность меток на контролируемой территории). В режиме однонаправленной связи для идентификации метки достаточно, чтобы блинк-посылка была получена одним узлом инфраструктуры (факт присутствия в контролируемой зоне). Для позиционирования метки необходимо, чтобы блинк-посылка была получена синхронизированными по времени узлами инфраструктуры, закрепленными в разных местах с известными координатами. Для 2D позиционирования требуется минимум три таких анкера, для 3D позиционирования – четыре.
Позиционирование метки в режиме однонаправленной связи осуществляется методом трилатерации с использованием разницы во времени прибытия (TDoA).
Режим двухсторонней связи
В режиме двухсторонней связи метка выполняет заданное командами сервера количество измерений расстояния до заданных анкеров по времени распространения сигнала – методом Time of Flight (ToF) и передает на сервер системы результаты измерений, свой идентификатор, показания акселерометра, сигналы о состоянии метки и при необходимости другую информацию.
Двунаправленное измерение расстояния осуществляется путем обмена короткими (от 1 до 13 октетов) пакетами между инфраструктурой и меткой. Метод ToF обеспечивает более высокую по сравнению с методом TDoA точность позиционирования, но при этом несколько снижается допустимая плотность меток на контролируемой территории.
Основные преимущества
Повышенная точность позиционирования
Применение СШП меток и анкеров обеспечивает наивысшую среди радиочастотных RTLS точность позиционирования – до 20 см. Это облегчает поиск предметов небольшого размера.
Позиционирование на всей территории предприятия
СШП метки обеспечивают точное позиционирование на всей территории, охваченной инфраструктурой РТЛС. Если метка по какой-то причине «теряется» из поля зрения всех анкеров, например, покидает зону обслуживания, система «знает», где это произошло, и может не только подать сигнал, что предмет «пропал из поля зрения», но и показать, где это произошло. При возвращении метки в зону обслуживания ее позиционирование немедленно автоматически возобновляется.
Встроенный акселерометр
Позволяет существенно экономить батареи за счет перевода метки в режим низкой частоты блинк-посылок при отсутствии перемещений.
Мониторинг больших популяций объектов
Сверхмалая длительность СШП пакетов и возможность одновременного использования нескольких независимых каналов позволяют обслуживать до нескольких тысяч меток на ограниченной территории, например, большое количество грузов на сортировочном складе либо большое количество узлов и деталей на участке комплектации.
Эксплуатационные характеристики
Работа без подзарядки
СШП метки имеют чрезвычайно низкое энергопотребление. Благодаря этому автономный источник питания обеспечивает работу метки в течение всего срока службы до момента сервисного обслуживания – до пяти лет.
Высокая устойчивость к многолучевому затуханию
СШП метка обладает высокой устойчивостью к многолучевому затуханию – интерференции эхосигналов. Это свойство особенно полезно при использовании RTLS в помещениях, насыщенных оборудованием и мебелью – производственных и офисных помещениях, складах с высокими стеллажами и т.п.
Электромагнитная совместимость
Метка не создает помех работе промышленной и бытовой аппаратуры и устройств связи и не требует получения частотного разрешения для использования.
Устойчивость к внешним воздействиям
Метки выпускаются в корпусах нескольких модификаций, в том числе для работы в пыльных и влажных помещениях и на открытом воздухе.
Рабочий диапазон температур: от минус 40 до плюс 85°С.
Полная управляемость
Конфигурация метки и ее параметры, такие как частота блин-посылок могут задаваться в командном пакете, поступающем от анкера, который в свою очередь, получает эти команды от сервера.
Непрерывный контроль состояния метки
Уровень заряда батарей и исправность оборудования метки отправляются меткой в блинк-посылке, принимаются анкером и передаются далее на сервер, где запоминаются. Изменение состояния метки может отображаться в интерфейсе в соответствии с правилами, установленными пользователем. Кроме того, часть изменений состояния выводится в отчетах.
Безопасность
Метка не является источником опасности и не наносит вреда окружающей среде. Метки работают от низковольтных встроенных батареек и не могут быть источниками взрывов и пожаров.
Модификации СШП меток
Серийно выпускаются СШП метки двух типов: для людей и для предметов – грузов, инструментов, оснастки, сборок и т.п. Для решения специфических задач Заказчиков могут быть в короткий срок запущены в производство специализированные метки с дополнительными встроенными MEMS датчиками, интерфейсами для подключения внешних датчиков и исполнительных механизмов, в корпусах, рассчитанных на особо сложные условия эксплуатации.
Метки для людей

СШП метка для людей выполнена в виде легкого компактного брелока, который можно носить на груди, на поясе, в кармане. Метка для людей имеет ряд отличий и дополнительных преимуществ.
Возможность мгновенного поиска
СШП метка позволяет мгновенно с точностью до 20 см обнаружить человека, что особенно важно при чрезвычайных ситуациях. Даже если в результате происшествия работа метки нарушена, точные координаты места, где это произошло, сохранятся в системе.
Контроль использования
Метка, предназначенная для использования человеком, позволяет определять его активность, а также выявлять случаи, когда она находится в покое отдельно от владельца (например, забыта или умышленно оставлена) по отсутствию минимальных перемещений за определённый задаваемый настройками системы промежуток времени. Для этого используется встроенный в метку акселерометр, результаты измерений которого регулярно передаются на сервер системы.
Контроль опасного сближения
Достаточно снабдить меткой сотрудника, который работает в зоне, где передвигается внутренний транспорт (погрузчики, электрокары и т.п.) и установить анкер на такой транспорт, чтобы своевременно информировать водителя и предотвращать столкновения с персоналом.
Тревожная кнопка
Встроенная в СШП метку тревожная кнопка позволяет человеку подать сигнал в систему. Сигнал, идентификатор человека и информация о его местонахождении появятся на экране и/или будут отправлены в оповещении ответственному за обработку таких сигналов. Это позволяет вызвать и быстро получить экстренную помощь.
Предупреждение об опасности или нарушении
На СШП метки, снабженные двухцветным светодиодом, можно передавать заранее обусловленные сигналы.
Метки для предметов

СШП метки для предметов закрепляется на контролируемом объекте c помощью шурупов или стальных (пластиковых) стяжек. Метки для предметов имеют следующие особенности.
Встроенный акселерометр
Позволяет контролировать неподвижность предметов на складе, что повышает надежность хранения. При перевозке предмета акселерометр позволяет фиксировать критические удары и падения, способные повредить предмет. При этом система фиксирует время и место, а также всех оснащенных метками участников происшествия, то есть необходимые для расследования объективные (не зависящие от человека) данные.
Фирменный алгоритм контроля попытки снятия метки с объекта позволяет снизить риск несанкционированного демонтажа метки с объекта, на котором она установлена. Алгоритм контролирует как попытки грубого демонтажа или физического уничтожения метки, так и попытки аккуратного снятия.
Фиксация потери
Если оснастить перевозимые предметы метками, а на транспортном средстве установить анкер, то при удалении предмета от анкера на расстояние, большее заданного, будет зафиксирована его потеря (хищение). При интеграции с ГЛОНАСС/GPS это позволит точно установить время и место события, а при наличии связи – передать соответствующее сообщение ответственному за перевозки.

Частотный диапазон: от 3,5 ГГц до 6,5 ГГц, в зависимости от задействованного канала.
Максимальная мощность передатчика: не более минус 35 дБм/МГц.
Чувствительность приемника: не хуже минус 107 дБм/500МГц.
Поддерживаемые стандарты: IEEE 802.15.4a, ISO 24730-62.
Ширина полосы – 500 МГц или 900 МГц в зависимости от задействованного канала.
Скорость передачи данных по СШП интерфейсу – 110 Кбит/с, 850 Кбит/с или 6,8 Мбит/с.
Максимальная дальность связи между анкером и метками в прямой видимости – 150 м.
Максимальная дальность связи между метками и анкерами в типовом офисном здании – 30 м.
Максимальная частота блинк-посылок (обновления координат) – 30 раз в секунду, может быть запрограммировано с анкера.
Модификации
Метки для людей
Габаритные размеры: 82х46х7 мм.
Масса: 20 грамм.
Источник питания: CR3032 – 2 шт.
Время работы от одного комплекта батарей: 3 года при частоте обновления координат 1 обновление в 2 сек.
Метки для предметов
Габаритные размеры: 84х43х29 мм.
Масса: 30 грамм.
Источник питания: ER14250M (1/2AA) – 1 шт.
Время работы от батареи: 5 лет при частоте обновления координат 1 обновление в 5 сек.