Table of Contents
مقدمة إلى شركة بلوتون 5-1
وقد أدخلت شركة " بلو توث " (Blutooth) سمة أساسية رائدة تسمى " اكتشاف " الاتجاه " ، وهي تحولت أساساً نظم تحديد المواقع داخل المباني، وتسمح قبل هذا التعزيز، نظم الطاقة المنخفضة الحجم التي تعتمد على قياسات المؤشرات الثابتة التي تُستقبَل على أساس " ، بأن تُقدِّر المسافة، وفي حين أن هذه التطبيقات التي تستخدم في إطار آلية الرصد السريع كثيراً، كثيراً ما تُعاني من قيود دقيقة على مواقع عدة أجهزة متحركة، مما يجعلها المستشفى غير قابلة للكشف عنها.
والابتكار الأساسي هو القدرة على حساب إما نضال الوصول أو نغل الإنزال (AoA) أو نغل العزل (AoD) من مجموعة من التعبئة التقنية في بلوتون، وهذا يفتح الباب أمام نظام التتبع الداخلي في الوقت الحقيقي، الذي كان يمكن تحقيقه سابقاً، حيث لا يتجاوز نطاق تطبيقات العزلة الفوقية التكلفة (UWB)، حيث أن عدد الأجهزة ذات الصلة بلوتوباس لا يزال ينمواً فعلياً.
كيف يُجدّد (بلوتون) أعمالاً
ويستند تحديد الاتجاه رقم 5-1 إلى طريقتين متكاملتين هما: نغمة الوصول (AoA) ونغولي ديراج (AoD) ويعتمد كلاهما على تحليل الفرق التدريجي للإشارة المتلقاة عند وصولها إلى هوائيات متعددة، ولا يمكن أن يحل الهوائي وحده الاتجاه، ولا بد من مجموعة من الهوائيين على الأقل، وذلك بقياس الفرق الطفي في كل مرحلة من مراحل التوجيه.
Angle of Arrival (AoA)
(أ) في شكل أوغا، يُرسل جهاز الإرسال (مثلاً، علامة متعددة) إلى حزمة بلوتونية موحدة، أما جهاز الاستلام (مثلاً، جهاز تحديد موقع ثابت) فهو عبارة عن هوائيات متعددة مُرتَبَة في قياس جغرافي معروف، مثل خط أو صفيفة مُعدّة، حيث تصل الإشارة إلى كلّ طرف في أوقات مختلفة قليلاً، فإن التحولات التدريجية تُقاس وتستخدم في موازنة الزواياً.
غنم المغادرة (بالآلاف)
جهاز الإرسال (مثل جهاز مُحدّد) لديه صفيفة هوائيّة، وجهاز الإستقبال (مثل الهاتف المحمول) لديه هوائي واحد، ومفاتيح الإرسال بين هوائيته في تسلسل محدد سلفاً، إرسال عبوات على كلّ هوائي، وجهاز الإستقبال يُحدّد الاختلافات في المرحلة عبر هذه الأحزمة
دور أرايس الأنتينا والمعايرة
وتتوقف دقة تحديد الاتجاه اعتمادا كبيرا على تصميم صفائف الهوائيات ومعايرة ذلك، إذ يُحدد متوسط المباعدة بين الأنتينا إلى نصف نقطة التدرج (مستوى مقياس تواتر الازرق) (نحو 6.25 سم عند 2.4 غيزورتز) لتجنب الفرز المكاني، ويمكن أن تكون القياسات خطيا (المقياس 1 دال) لقياس درجة الحرارة الثلاثية فقط أو المقياس (اللوحة) لاستخلاص من عناصر الزيومو).
ويحدد مواصفات بلوتون التمديدات اللازمة لحزمة المعلومات من أجل إيجاد الاتجاه، ويصحح نظام توجيه الصمامات الثابتة هذا الموجة الناقلة المستمرة غير المجهزة التي تسمح للجهاز المستقبلي بأخذ عينة من المعلومات المرحلية على مر الزمن، وبدون تقدير مركب الكربون، لا يمكن تحديد طوله، ويمكن تحديد طول فترة الاستهلاك من 16 إلى 160 ثانية دقيقة، مما يؤثر على الدقة.
الأثر على المواقع الداخلية
وقد كافح نظام تحديد المواقع في الداخل تاريخيا لتحقيق الدقة على نحو أفضل من بضع أمتار باستخدام نظام ويفي RSSI أو المعيار BLE. Bluetooth 5.1 الذي يكتشف تغيرا في هذا الاتجاه بتوفير قياسات غير عادية تكون في جوهرها أكثر استقرارا ودقة من نظام الرصد والتحقق المستمرين. ويتيح الجمع بين البيانات الزوايا من نقاط مرجعية متعددة (موقعان أو أكثر) تحديد مواقع متوسطة الحجم عن طريق التثليث.
مقارنة مع البدانات التقليدية
وتُقدر نظم الاتصال الكلاسيكية (أي بيكون، إدديستون) المسافة من قوة الإشارة، وتُظهر هذه الشبكة في حالة من الارتفاع الشديد في مستوى الترددات، والتعددية، واستيعاب الجسم البشري، وتمتد الدقة النموذجية من 2 إلى 5 مترات في ظروف مثلى ويمكن أن تتجاوز 10 مترات في بيئات الكثيفة، وتعتمد النتيجة المباشرة، من جهة أخرى، على وجود مطلق أقل تأثراً.
التكامل مع أجهزة الاستشعار الأخرى
ومن أجل زيادة الموثوقية، يجمع العديد من أجهزة تحديد المواقع الحديثة بين إيجاد الاتجاهات مع وحدات القياس غير المباشر، والثلاجات، والمغنطيسيات، ويعوض هذا النهج التراكمي المجس عن الخسارة المؤقتة في إشارات بلوتون أو المسامير المتعددة المحركات، فعلى سبيل المثال، يمكن لأجهزة قياس متداخلة عالية المستوى مع تحديثات منخفضة في الاتجاه، تنتج عن طريقها حلولا سلسة مستمرة.
وثمة مختلط واعد آخر هو إدماج نهج " بلوتون " في إيجاده مع " Ultra-Wideband " (UWB) الذي يوفر قدرا أكبر من الدقة (10-30 سم) ولكنه أكثر تكلفة وغياب الطاقة، إذ إن استخدامه لاستنتاجات توجيه BLE باعتباره خط أساس وناشطا فقط في المناطق الحرجة، يمكن للنظم أن توازن بين التكلفة والبطارية والحياة والدقة، وهذا النهج الثنائي الأحسن في مجال الرعاية الصحية يكتسب قيمة.
التطبيقات العالمية الحقيقية
وقد تم بالفعل نشر نظام " بلويتووث ٥-١ " ، الذي يستعمل كل من هذه الصناعات، قوة التكنولوجيا الفريدة، كما أن عدد الحالات التي تستخدم فيها التكنولوجيا أكثر تأثيرا.
التجزئة وتجارة التجزئة
(أ) استخدام أجهزة التجزئة الكبيرة ومشغلي التسوّق لمواقع التقصّي للتمكين من الملاحة عبر الارتداد داخل المخازن، ويمكن للشوبر أن يجدوا ممراً محدداً من المنتجات أو أن يعثروا على أقرب غرفة استراحة مع ختان سنتيمتر، وخلف المشاهد، يقوم المتاجرون بتحليل أنماط حركة السير الإجمالية باستخدام أجهزة تحديد هوية (A) لتعظيم مخططات الأحذية والترقيات.
تعقب أصول الرعاية الصحية
وتتعقب المستشفيات آلاف المضخات الطبية الباهظة التكلفة - الرابعة، والكراسي المتحركة، والمرشّحين - التي كثيرا ما تختفي أو لا تستخدم استخداما كافيا، وتستخدم بطاقات BLE مع أجهزة تحديد أماكن وجود AoA كل 1015 مترا، ويمكن للموظفين تحديد موقع أي جهاز ملصق على الفور في خطة رقمية للطابق الرقمي، كما أن العثور على بيانات تتيح إجراء فحص للمخزون دون فحص يدوي، مما يقلل وقت البحث بنسبة تصل إلى 80 في المستشفيات.
السوقيات الصناعية والمستودعات
وفي [المصانع والمستودعات، يتطلب نقل الشوكولاتة والمركبات ذاتية التوجيه بيانات دقيقة عن المواقع تعمل بأمان.() ويوفّر إيجاد وسيلة فعالة من حيث التكلفة لنظم الليزر المكلّفة أو المفكّرة، ويُمكن للأجهزة الفضائية المتعددة أن تُحدّد في الوقت الحقيقي مواقع شارات العمال والأدوات والنحاس، مما يتيح إجراء عمليات نقل ذات دقة في المنطقة الذكية:
الأماكن العامة والمطارات
وفي المطارات ومراكز المؤتمرات والملاعب، يجري اختبار نظم التقصي في اتجاه تبسيط تدفق الركاب وتقصي الطرق، وبدلا من استخدام أدلة ثابتة مطبوعة، يستخدم المسافرون جهازا للمطار يوفر الملاحة ذات الدودة الزرقاء للبوابات والأماكن التي توجد فيها أمتعة، ويفيد عن انخفاض عدد أجهزة تحديد المواقع التي يمكن استخدامها في المطارات بنسبة 30 في المائة، مما يزيد بشكل مباشر من رضا المسافرين ويقلل من الرحلات الجوية.
اعتبارات التنفيذ والتحديات
وفي حين أن الفوائد واضحة، فإن نشر نظام " بلوتون 5-1 " للتقصي يتطلب تخطيطا دقيقا، إذ أن عوامل البرمجيات الصلبة والبيئة والمالية تؤثر جميعها على الأداء.
الاحتياجات من المعدات
ويقتضي إيجاد نظام توجيهي دعماً محدداً لم يعثر عليه في رقائق من طراز BLE أقدم، ويجب أن يكون لكل من جهاز الإرسال (إذا استخدم أداة AoD) وجهاز الاستقبال (إذا استخدم نظام AoA) صفيفة هوائيين على الأقل مع آلية مراقبة متبادلة، ويجب على جهاز التحكم في بلوتون أن يدعم سمة تكنولوجيا المعلومات التي تحدد في مواصفات بلوتونية رقم 5-1 أو فيما بعد.
العوامل البيئية
وأخيراً، فإن التأملات المتعددة - نفس الإشارة التي تطفو من الجدران أو السقف أو الناس - يمكن أن تسبب أخطاء في المرحلة التي تتدهور فيها الدقة، وفي البيئات التي تعكس بدرجة كبيرة (مثل مستودعات خطوط الربط المعدنية أو أجهزة الاستنشاق الزجاجي) قد تهبط الدقة مؤقتاً إلى 2 متراً ما لم تطبق صفائف الترددات المتعددة.
التكلفة والقابلية للتسويق
ومقارنة بنظم الاتصال التقليدية بشبكة BLE، فإن البنية التحتية للتقصي هي أكثر تكلفة لكل موقع بسبب صفيفة الهوائيات وارتفاع مستوى التجهيز، كما أن جهاز تحديد المواقع الواحدة يمكن أن يكلف 200 دولار من دولارات الولايات المتحدة، بينما يقل حجم جهاز الاتصال البسيط عن 10 دولارات، غير أن الكثافة المطلوبة أقل لأن جهاز تحديد المواقع يمكن أن يغطي مساحة أكبر تحتوي على بيانات دقيقة عن المقياس الضوئي.
التوقعات المستقبلية والاتجاهات الناشئة
ولا يزال إيجاد اتجاه لزرق الأسنان في مرحلة التبني المبكر، وسيؤدي إدخال تحسينات مستمرة على مواصفات بلوتون، مقترنةً بتقدم في عملية دمج أجهزة الاستشعار وحساب الحواف، إلى زيادة تعزيز قدراتها.
تطور بلوتون (5.2، 5.3، 6.0)
ويستمر في هذا الصدد القفزة الرئيسية التالية التي تُقدم في مجال مكافحة الطاقة الكهربائية، وقاعدة البيانات، وتصنيف القنوات المحسنة - وكلها يمكن أن تفيد نظم التقصي بصورة غير مباشرة، غير أن القفزة الرئيسية التالية يتوقع أن تكون في منطقة بلوتووث ٦ )التي هي حاليا قيد التطوير( وتشمل المضاربة الصناعية إمكانية تكبير الوقت المحلي، التي ستؤدي، إلى جانب نظام AoA/AoDca، إلى الحد من إمكانية تحقيق تحسن كامل في النظام الإيكولوجي.
نظم تحديد المواقع الهجينة
وتشتمل أكثر الحلول قوة في مواقع داخلية على تكنولوجيات متعددة، ونحن نرى ظهور نظم هجينة تجمع بين إيجاد الاتجاهات في بلوتون، ونظام وي - فيي ري تي (مقياس التوقيت المائي)، ونظام UltraWband (UWB)، ومجسات غير مباشرة، وعلى سبيل المثال، يمكن للهواتف الذكية أن تستخدم نقاط التلقيح الخفية في مواقع النسيج (MON3) و(B)
ويؤدي حساب الحوسبة أيضا دورا: فبدلا من إرسال جميع بيانات المرحلة الأولية إلى خادم غيوم، يمكن للمواقع أن تجري حسابات على موقع النسيج باستخدام نماذج للتعلم بالآلات الخفيفة، مما يقلل من نطاق الشبكة ودرجة تساهلها، مما يتيح الاستجابة في الوقت الحقيقي للتطبيقات الحيوية المتعلقة بالسلامة، ويزيد الاتجاه نحو فتح مكتبات لتحديد المواقع (مثلا، تعجل عملية تجديد الاتجاهات في مجال البرمجيات).
خاتمة
وقد أدى البحث عن التوجيه في بلويتووث ٥-١ إلى تحسين قدرات نظم المواقع الداخلية بصورة أساسية، إذ إن التكنولوجيا، من خلال تطبيق الدقة في المقاسات القائمة على مراحل )AoA وAoD(، تتغلب على القيود الطويلة الأمد التي يفرضها نظام " BLE " القائم على أساس نظام المعلومات الجغرافية، وتظهر عمليات نشر العالم الحقيقي في التجزئة والرعاية الصحية واللوجستيات وأماكن العمل العامة أن إيجاد الاتجاهات ليس مجرد تحسين نظري وإنما أداة عملية.
وما زالت التحديات قائمة - التدخل في التعددية، والاحتياجات من المعدات، والنفقات الرأسمالية الأولية، ومع ذلك فإن الانخفاض السريع في تكاليف الرقاقة والعمل الجاري لتوحيد المعايير الذي تقوم به شركة بلوتون ستيتون وعدا بأن هذه الحواجز ستستمر في التناقص، وعندما تقترن بطرائق الاستشعار الأخرى والاستخبارات الحادة، فإن إيجاد اتجاه بلوتون يمهد الطريق أمام مستقبل تكون فيه الملاحة الداخلية غير مأمونة وموثوق بها كما تتطلب مصادر القدرة على إحداث تدفقات رأسمالية في الخارج.
وللحصول على مزيد من القراءة بشأن تنفيذات محددة وتفاصيل تقنية، يرجى الرجوع إلى موارد تقصي التوجه الرسمي لمؤسسة بلوتون سيغ، ونشر دراسات حالة من مقدمي الحلول الرئيسيين، والنظام الإيكولوجي نابض بالحياة ومتطور؛ وسيمكن البقاء على علم من اتخاذ قرارات أكثر ذكاء في مجال النشر.