FAQ

In den folgenden FAQ geben wir Antworten auf die am häufigsten gestellten Fragen betreffend unserer Soft- und Hardware. Sollten Sie dennoch weitere Fragen haben, zögern Sie nicht, uns über das Kontaktformular, per E-Mail oder Telefon zu kontaktieren. Wir helfen Ihnen gern weiter.

Bei Fragen zu individuellen Angeboten und Preisen nutzen Sie bitte ebenfalls unsere Kontaktmöglichkeiten.

Welche Funktechnologie wird verwendet?

Das ZIGPOS RTLS arbeitet hybrid mit mehreren Funktechnologien und unterscheidet zwischen der Kommunikation und der Lokalisierung. Für die Positionsbestimmung wird Ultrabreitband (UWB) verwendet, womit sehr genaue Laufzeitmessungen möglich sind. Nachteile bestehen in der Reichweite und dem Energiebedarf. Deswegen kommunizieren die Geräte im ISM-Band bei 2,4 GHz (nach IEEE802.15.4). Die Datenübertragung ist energieeffizienter und hat eine deutlich höhere Reichweite. Auch die Anzahl der Geräte pro Netzwerk ist damit beliebig erweiterbar. Im größten RTLS bei einem unserer Kunden verwalten wir gleichzeitig über 20.000 Geräte.

Wie funktioniert die Positionsbestimmung?

Die Position der mobilen Geräte (z.B. des ZIGPOS Badge) wird aus Distanzen zu bekannten Fixpunkten (den ZIGPOS Satelliten) berechnet. Hierbei kommen verschiedene mathematische Verfahren zum Einsatz. Diese sind, je nach Anwendungsfall:

1. Super Multidimensionale Skalierung (SMDS)
2. Probalistische Monte Carlo Lokalisierung (mcLoc)

Eine einfache Triangulation oder Least Square Verfahren sind nicht robust genug gegenüber in der Praxis auftretenden Messfehlern. Daher werden diese theoretisch nutzbaren Verfahren bei ZIGPOS nicht eingesetzt.

Wie funktioniert die Distanzmessung?

Die Distanz zwischen mobilem Gerät (z.B. ZIGPOS Badge) und fixem Gerät (ZIGPOS Satellit) erfolgt durch das Aussenden von Funksignalen im Ultrabreitband-Spektrum. Mit 4 Distanzen zu bekannten Fixpunkten lässt sich mathematisch eine 3D Position des mobilen Geräts berechnen. Es gibt im ZIGPOS Lokalisierungssystem zwei Verfahren die Distanzen zu bestimmen:

1. Time of Flight (ToF)
2. Time Difference of Arrival (TDoA)

Diese werden nachfolgend erläutert. Oder im Detail in der Blogpost Serie: “Lokalisierungsmethoden”

Time of Flight Methode (ToF)

Bei der Time of Flight Methode wird, wie der Name vermuten lässt, die Laufzeit eines Funk-Impulses von Satellit zu mobilem Gerät ausgewertet. Durch die Laufzeit der Signale lässt sich die Entfernung berechnen. Diese so genannte Time of Flight (ToF) Methode ist die einfachste Art der Distanzbestimmung.

Dabei weist der so genannte Koordinator die Geräte an, eine Laufzeitmessung vorzunehmen. Daraufhin senden alle Satelliten nacheinander einen Impuls im Ultrabreitband Spektrum an das Mobile Gerät. Dieses sammelt alle empfangenen Signale und schickt diese an das Edge-Gateway, in welchem aus den Distanzen dann Positionen berechnet werden.

Der Nachteil der ToF Methode zeigt sich, wenn eine große Anzahl an Geräten im RTLS genutzt wird, da die Distanzmessungen nacheinander zwischen allen Geräten durchgeführt werden muss. Das mobile, in der Regel batteriebetriebene, ZIGPOS Badge, muss viel kommunizieren, um die Distanzen zu ermitteln. Das kostet Energie und dauert verhältnismäßig lange.

Mit der ToF Methode lassen sich im ZIGPOS RTLS derzeit 35 Positionen pro Sekunde bestimmen.

Time Difference of Arrival (TDoA)

Eine schnellere und energie-effizientere Methode ist die Time Difference of Arrival (TDoA) Methode, bei welcher alle Satelliten immer vorab die Uhren synchronisieren und nur die Differenz der Signal-Laufzeiten ausgewertet werden muss. Der Vorteil ist, dass das mobile Gerät, welches in der Regel batteriebetrieben arbeitet, die meißte Zeit im Schlafmodus sein kann, da es nur kurz einen Impuls aussenden muss.

Mit der TDoA Methode lassen sich derzeit vom ZIGPOS RTLS 125 Positionen pro Sekunde bestimmen.

Welche Genauigkeit der Positionsbestimmung ist möglich?

Eine Lokalisierung mittels Laufzeitmessungen bei der Ultrabreitbandtechnologie (UWB) ist deutlich genauer als bekannte Systeme bei Bluetooth, WLAN oder LoRa. Generell liest man bei Marktbegleitern von 5cm Genauigkeit, was prinzipiell auch möglich ist.

Wir bei ZIGPOS stellen lieber dar, was einen Einfluss auf die Genauigkeit hat und wann diese 5cm wirklich erreicht werden können. Generell sind UWB-Systeme unabhängig von der Umgebung bei Genauigkeiten von 30-50cm einzuordnen. Möchte man höhere Genauigkeiten erzielen sind folgende Punkte zu beachten:

1. Habe ich genug Satelliten (Fixpunkte in der Infrastruktur) in direkter Sichtverbindung und Empfangsreichweite (min. 3, je mehr, desto genauer die ermittelte Position)?
2. Stören starke Wände, metallische Gegenstände, Maschinen o.ä. die Funkausbreitung im Lokalisierungsbereich?
3. Habe ich viele indirekte Verbindungen (Satelliten sind zwar in Empfangsreichweite, aber es gibt keine direkte Sichtverbindung)?
4. Spielt der Energiebedarf bei den zu lokalisierenden Objekten eine Rolle oder kann ich sehr häufig lokalisieren?
5. Kann ich zusätzliche Informationen für die Positionsbestimmung verwenden (z.B. Schienenfahrzeuge, Odometriedaten, Verhaltensmodelle für Objekte die lokalisiert werden etc.)?

Basierend auf den vorliegenden Gegebenheiten bietet unser System eine Genauigkeit zwischen 5cm und 50cm.

Wie lang hält der Akku der mobilen Geräte?

Das RTLS arbeitet extrem energieeffizient, da alle Geräte zeitsynchronisiert miteinander kommunizieren. Somit können sich zu lokalisierende Geräte wie ZIGPOS Badges oder ZIGPOS MiniTags die meiste Zeit im stromsparenden Modus befinden, in dem sie den Funk nicht aktiviert haben. Sie wachen beispielsweise innerhalb 1 Sekunde nur für wenige Millisekunden auf und erledigen die gesamte Kommunikation, um dann wieder in den Schlafmodus zu fallen. Zusätzlich lässt sich die Lokalisierung einzelner Geräte an Informationen knüpfen, z.B. ob sich ein Gerät bewegt, ob es mittels wiederaufladbaren Akku oder Batterie gespeist ist oder ob es für selten bewegte Gegenstände oder dynamische Fahrzeuge verwendet wird.

Eine Batterie bzw. Akkuladung hat also sehr unterschiedliche Laufzeiten (je nach Anwendungsfall) und kann somit zwischen 1 Woche bis 5 Jahren betragen. Auch die Art des Systems spielt eine große Rolle.

Die bessere Frage ist eigentlich, wieviel Positionen mit einer Ladung ermittelt werden können. Benötigt man für den Use-Case z.B. nur 1 Position pro Stunde, so hält der Akku länger als wenn man jede Sekunde eine Position ermittelt haben möchte. Auch das verwendete Positionierungsverfahren spielt eine Rolle, unser technischer Vertrieb hilft ihnen gern weiter.

	# Positionen	Akkulaufzeit*	Beispielhafter Use-Case
	5 pro Sekunde	1 Woche	Fahrzeug-Tracking
	1 pro Sekunde	1 Monat	Asset-Tracking
	1 pro Minute	3 Monate	Paletten-Tracking
	1 pro Stunde	6 Monate	Inventarisierung

* Angaben ohne Gewähr. Der Effekt der Selbstentladung wird bei längerer Laufzeit relevanter und überlagert den Energieverbrauch durch die eigentliche Anwendung

Wie lädt man die Geräte?

Bei einer ortsfesten Installation empfiehlt es sich die Satelliten stromversorgt zu betreiben, dafür kann man Power-Over-Ethernet (PoE) oder 12V-48V DC Stromversorgung nutzen. Bei einer drahtlosen vorübergehenden Installation können Ladegeräte oder Photovoltaik-Module für die Gleichstromversorgung der Satelliten mitgeliefert werden.

Für die mobilen Geräte gibt es folgende Optionen:

1. Das ZIGPOS MiniTag wird durch Ladekontakte wieder aufgeladen. ZIGPOS bietet Ladestationen in unterschiedlichen Größen in denen die MiniTags ganz einfach eingeclipst und wieder herausgeholt werden können.
2. Das ZIGPOS Badge lässt sich drahtlos (Qi) oder über µ-USB laden Natürlich bieten wir auch Ladestationen an, damit mehrere Badges gleichzeitig nachgeladen werden können.

Muss man das System selbst installieren?

Wir bieten ein Starter-Kit an, bei dem man sich mit der Technologie vertraut machen kann und das System direkt bei sich unter eigenen Bedingungen testen kann. Dieses bietet einen Quick-Start-Guide und einen Setup-Wizard, der die Inbetriebnahme Schritt-für-Schritt umsetzt (Hintergrundkarte ins System spielen, Skalierung der Karte, Geräte aktivieren und platzieren: fertig).

Für größere Installationen und bei Systemen im Industriebereich, z.B. für produktionskritische Einsätze, lassen sich natürlich andere Schnittstellen verwenden, die Positionen der Anker beispielsweise aus CAD-Plänen importieren. Gerne begleiten wir die Installation bei Ihnen und unterstützen durch API-Adaption, Umsetzung, Integration und Beratung.

Details entnehmen Sie bitte dann Ihrem individuellen Angebot.

Welche technischen Voraussetzungen sind nötig?

Für ein ZIGPOS RTLS benötigt man Satelliten (fixe Infrastrukturpunkte), die innerhalb des Gebäudes oder eines Bereiches angebracht werden, mobile Geräte (ZIGPOS MiniTags oder Badges) die frei beweglich innerhalb der Fläche lokalisiert werden können und eine zentrale Steuereinheit, den sogenannten RTLS-Server. Dieser kann als Mini-PC oder Gateway aufgestellt werden oder in der eigenen IT-Infrastruktur als Software installiert werden.

Je nach Installationsart bedarf es gar keiner Voraussetzungen, außer einem Stromanschluss für den RTLS-Server, bis hinzu einer kompletten Netzwerkinfrastruktur mit Power-Over-Ethernet-Funktion für eine permanente, industriegeprüfte Installation.

Für die Visualisierung des Systems benötigt man ein Netzwerk-/ bzw. WLAN-fähiges Endgerät. Ob Mobil oder Desktop-PC spielt dabei keine Rolle. Auch lassen sich sämtliche Daten über eine API in MES-/ERP-Systeme integrieren.

Ist das System auch für Outdoorzwecke einsetzbar?

Ja. Es ist aber zu beachten: Je nach Land und Regularien sind UWB-basierte Ortungssysteme im Außenbereich eingeschränkt nutzbar. An einigen Standorten sind feste Installationen nicht erlaubt, andere Länder schränken die Anzahl der Datenpakete ein. Wieder andere Länder beschränken die Sendeleistung.

Unser System ist so flexibel designed, dass alle Anforderungen beachtet werden können und der Einsatz somit an den meisten Orten umgesetzt werden kann. ZIGPOS ist Teil der UWB-Alliance und proaktiv in den Regulierungsgremien, um die Genehmigungen und Regulierungen zum Systemvorteil zu verbessern.

Wird auch der omlox-Standard unterstützt?

Ja. ZIGPOS unterstützt nicht nur den OMLOX-Standard, sondern ist Teil des Kern-Entwicklungsteams. Als einer der ersten RTLS-Anbieter im Konsortium dieses Standards, haben wir mit all unserer Erfahrung aktiv an der Entwicklung und Verbesserung mitgewirkt. Wir sehen UWB als Game-Changer und denken, dass sich die Technologie durchsetzen wird. Damit dies passiert, benötigt es allerdings offene, interoperable Standards, wie es bei WLAN und Bluetooth der Fall ist. OMLOX stellt diesen für die Industrie zur Verfügung. Sowohl mit dem omlox Air Interface (d.h. der herstellerunabhängigen Kompatibilität der Geräte) als auch der omlox Hub API. Erfahren Sie mehr im Whitepaper: “Interoperabilität auf Geräteebene in UWB-basierten Echtzeit-Ortungssystemen, ermöglicht durch die omlox Core Zone v2 Spezifikation”.

Wie sieht es mit der Sicherheit der übermittelten Daten aus?

Uns ist die Relevanz von Positionsdaten bewusst. Daher nutzt unser Lokalisierungsdienst State-of-the-Art Sicherheitsfeatures. Die Schnittstellen sind mit TLS Verschlüsselt und so vor unbefugtem Mithören sicher. Die API-Operationen erzwingen mittels OAuth ein RBAC Berechtigungsschema, um nur legitime Zugriffe zu ermöglichen.

Wird die Hardware von ZIGPOS selbst gefertigt?

Jein. Die Fertigung der Einzelteile und die teilweise Montage wird von unserem Auftragsfertiger Foxconn durchgeführt. Abschließende Arbeiten machen unsere Mitarbeiter am Dresdner Standort.

Die Entwicklung der Hardware erfolgt aber stets in unserem Hause.

Wenn Sie noch weitere Fragen haben, fragen Sie uns!