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).
