RTLS全称Real Time Location Systems，译为实时定位系统。是利用无线通讯技术,在指定的 空间范围内, 实时的或者接近实时的将特定目标定位的系统. 目标的位置信息则是透过量测 无线电波的物理特性来取得.一般用于物流供应链,配送中心,工业环节等领域的物品追踪 管理,近年亦有针对人员追踪,以求安全控管的应用出现.
国际标准组织 ISO 于 2007 年正式批准并公布了 2.4GHz 主动式 RTLS 技术标准 —ISO/IEC 24730.ISO/IEC 24730 标准定义一个网路化之定位系统,藉由此定位系统提供 X-Y 座标及遥测数据.系统可以利用 RTLS 传输器(transmitter)自动地产生一直接序列展 频无线射频信号柱(direct-sequence spread spectrum radio frequency beacon) ,而这些装置在 现场可以透过程式设定,并且支援可选择的激发器(exciter)模式,进行定位更新的速率以 及 RTLS 装置位置的设定.ISO/IEC 24730 虽定义这些模式,但并未定义实作这些功能的方 法.
标准规定的信号柱传输器传输功率应遵循各国当地的无线射频法规须求, 在无遮蔽开放 的空间内, 此功率确保相距至少 300 公尺的传输器与接收器之间的接收品质, 每个接收器应 能够接收及处理每秒传送至少 120 个信号柱的资料.RTLS 提供的传输器定位资料,应在 RTLS 传输器真正位置 3 公尺的半径内.RF 传输为低功率,相容且不应干扰既存标准化 ISO/IEC 8802-11 无线通讯网路,并遵循
ISO/IEC 18000-4. ISO/IEC 24730 标准共包含两个部分:
ISO/IEC 24730-1—应用程式介面:包括可扩展标记语言 XML 和简单物件访问协定 SOAP,保证多个 RTLS 系统/产品互享定位资料资讯.
ISO/IEC 24730-2—空中介面协定,分为三部分:
A. 定位 2.4GHz 标签/读写器空中介面和定义网路定位系统的 x-y 座标;
B. 描述低频(120 kHz 左右)设备的空中介面协定;
C. 开关键 OOK 介面协定,允许 2.4 GHz RTLS 主动式标签回应简单,低成本的掌上型 读写设备 RTLS全称Real Time Location Systems，译为实时定位系统。是利用无线通讯技术,在指定的 空间范围内, 实时的或者接近实时的将特定目标定位的系统. 目标的位置信息则是透过量测 无线电波的物理特性来取得.一般用于物流供应链,配送中心,工业环节等领域的物品追踪 管理,近年亦有针对人员追踪,以求安全控管的应用出现.
定位标签或者无线设备周期性地发出无线信号.
AP 接收到信号后,将信号传送给定位服务器.
定位服务器根据信号的强弱或信号到达时差判断标签或无线设备所处位 置,并通过电子地图显示
基于标准 Wi-Fi 网络,无需读写器,无须重新搭建其他网络或设施,安装 实施灵活方便迅捷,降低成本;
超低电池功耗,标签寿命可达 5 年以上,电池可充可更换;
既可使用定位标签定位任何资产和人员, 也可直接追踪各种无线设备, 如: 手提电脑,PDA 等;
远距离识别,室内,外定位,精度高达 3 米;
双向通信模式,动态管理标签,LED 和报警提示.
1. 提高认知度
让最终用户熟识 RTLS 技术是成功的关键因素,因为它可推动 RTLS 产业整体的市场, 从而提高采用率.创造用户意识,特别是一项新的技术,需要 RTLS 供应商不断的努力.最 终用户可能需要更多的接触与体验,以了解 RTLS 可以提供给他们在日常作业的潜在好处. 通过建立这样一种全面和整体的意识,RTLS 技术则可早日获得消费者的接受.举办 RTLS 论坛和相关的研讨会议是一个重要的途径, 透过企业机构间知识共享的活动, 让潜在的最终 用户开始尝试 RTLS 技术.当更多的最终用户理解 RTLS 的基本原理及提供的好处,可以直 接刺激更多的应用考量与效益产出.
2. 规划验证测试
当最终用户对 RTLS 有了基本的了解以后, 就可以思考如何运用此技术来解决机构内现 存对资产或人员的定位追踪议题, 并筛选出最关键需进行追踪的资产项目, 或必须能接近实 时回馈所在位置予系统的人员,规划一短期的验证测试.
根据关键应用情境与需求, 设计模拟的验证环境与验证系统, 并于实际应用环境中进行 RTLS 软硬体系统的布署与测试,透过系统运作逐一验证各项功能,依照各反馈参数结果, 适度调整修正系统,进行效能,通讯,与资料管理的化动作.就是整体评估验证测 试于个桉的适用性. , 归纳比较 RTLS 导入前后的效益, 以利后续规划导入建置的参考.
3. 研发自主性软体,降低成本
研发自主性软体, RTLS 硬体和软体的成本虽然已在逐步减少,每年约 5%到 20%.不过,许多企业仍然 觉得它是一项昂贵的投资, 因为此技术的初期建置费用仍然是让使用者采用的主要障碍. 在 未来三至五年,当成本下降至目前整体成本的 75%,甚至一半时,预期有更多的企业包括 中小型企业将利用 RTLS 来追踪他们的资产.当有更广泛普遍的采用,价格壁垒便可逐步克 服.因此,我国若要有效发展 RTLS 的应用层次与广度,开发 RTLS 软体市场及解决方桉, 进一步拓展海外台商市场与国际市场,实有必要研发 RTLS 软硬体的自主技术,并开发能被 使用者接受的低价位解决方桉,进而与其他积极推广 RFID 技术发展,但在 RTLS 仍位于起 步的日本,韩国,中国大陆等亚洲国家竞争.
4. 加强训练人才
虽然无线射频识别系统的技术存在已久,但根据美国电脑技术工业协会(Computing Technology Industry Association, CompTIA) RFID World 2006 会议上发布的调查结果 于 显示,尽管 RFID 商家众多,但是还是严重缺少人士,来帮助公司顺利地从条码过渡到 RFID 电子标签.我国教育部亦自 2007 起续推动 RFID 科技与应用人才培育先导型 计画, 藉由现今发展况推估将具有潜的发展重点, 规划 RFID 技术及应用之特色课程, 推动第二专长学程,培育大专以上人才,培训种子师资,建产学合作教育盟机制,推动 国际交活动等.并由各校实推动跨科系,跨院,跨校合作机制,发展跨域之 RFID 整 合学程,以达成培育具「研发设计」「创新应用」之人才.尤其,RTLS 仍属于新兴技术 , 域,仅技术瓶颈高,研发时间长,而且商品的效果也显着.建议在研究机构,学术单位 和产业之间成一个媒介系统,就如目前资策会创研所积极擘划的 SIG(Special Interest Group) ,就希望能结合产学研的团队力量,共同创造新产品与服务模式,藉此机制相信我 国 RTLS 域之全球能及产业竞争必可提高,进而提升整体产业经营效益.
1. 国外人员定位应用桉例
美国康涅狄格州 New Haven 市的耶鲁新天堂医院及宾州 Harrisburg 市的 Pinnacle 医院 都利用 Radianse 的主动式辨识系统,实现病人实时定位,包括即时记录医疗项目实施的时 间,以改善病人家属与医生之间的交流.系统还可以提高医院病人的流量,准确计量有效事 件,改进低效率流程.
Emergency Health Centre (位于美国德州 Houston)运用基于超音波(20~40 KHz)频 段的 RTLS(Soniter 公司的室内定位系统)提升急诊病患的医疗照护,整合 Patient Care Technology Systems (PCTS)所开发的 Amelior EDTracker 软体.因超音波不会穿透房间, 所以可以更准确地知道那位医护人员正在那个病房处理那位病患. 目前使用 100 个标签在人 员身上,并在院内 24 个位置布放读取器.将来可能会扩大应用在 X 光仪器及可携式平板电 脑的资产管理.
Hospital Corporation of America (North Florida) 运用 Agility Healthcare Solutions 公司 的 433 MHz 主动式 Wi-Fi RTLS 管理输注泵,轮椅及医疗床铺等资产,并有效地管理租赁合 约,维护及保固,并节省设备寻找的时间.同时让病人配戴 2-D 条码腕带,以防电池电力 不足或电力中断,造成无法辨识.
美国 Christiana Care Health System (Wilmington, Del.)运用整合了红外线与 433 MHz 主动式 RFID 的 RTLS,解决急诊病患的识别定位及分配床位的作业.结合 Patient Care Technology Systems (PCTS) 所开发的 Amelior EDTracker 软体及 Versus Technology 的硬体, 床位分派系统则由 Premise 提供.对病患的追踪更精确,也提供病患更佳的照护,还有更好 的床位管理. 然而, 要扩大应用于其他科室及资财, 院方却不会考虑大量使用红外线的 RFID 识别证,原因就在于红外线将受物品的阻隔而无法读取,另一方面则是建置成本太高.
2. 国外资产管理应用桉例
美国 Mercy Hospital 运用无线网路解决方桉供应商 Ekahau 公司的无线追踪 RTLS 解决 方桉,使医院的工作人员能够立即寻找到关键设备和其它移动资产.即时定位系统使 Mercy Hospital 能简化工作人员的工作流程和缩减成本,不断改善患者医疗照护的体验.Ekahau 系 统可与现有即存的 Wi-Fi 网路实现无缝整合, 而且不需要增建一个费用较高且非开放性的追 踪基础架构,如:主动式 RFID 读取设备.
Ekahau 即时定位系统可以被用来定位支援 Wi-Fi 的笔记型电脑,以及员工和患者身上 所配戴或附在设备和其它贵重资产上的小型 Wi-Fi 标签.Ekahau T201 标签还可轻松与各种 医院资产实现连接,以计算资产的实际利用率,从而使 Mercy 的工作人员能在改善患者照 护经验的同时, 也对资产的采购计划达到化. 此解决方桉目前已被全球十几家医院所采 用,这些医院包括南卡罗莱纳州 Richland 的 Palmetto Health 和法国的 Chataigneraie Clinic. Ekahau 的即时定位系统除了改善资产的利用率之外,亦可透过追踪病人来减少重症监护的 等待时间,并可透过触发式警报按钮来保证工作人员的安全.
3. 国外设备管理应用桉例
位于美国 Colorado 的 Denver Health 利用 InnerWireless 从 PanGo Networks 并购的 Wi-Fi RTLS 技术,现称为 Vision,来控管重要的医疗设备.已在妇科及儿科的医疗大楼进行了 14 个月的导入, 目前希望扩大运用到全院 1.5 百万平方尺的占地面积. 将结合现有 300 台 Cisco AP 及 Unified Wireless Network,来控管输注泵,轮椅,wound vacuum 等设备,从过去数百 台增至 2,700 台.系统平台建立于 VisionOS,并整合 Four Rivers Software Systems 的设备维 护管理系统,自动提示维修时程.
位于美国华盛顿州郊区的 Providence Centralia Hospital,隶属 Providence Health & Services (PH&S)系统 27 家医院之一,利用 AeroScout 基于 WiFi 原理的 RTLS 来控管 140 台平板电脑.结合 Motion Computing 公司设计的无线网路架构,搭配 Cisco 网路 AP,系统 整合则由 World Wide Technology 执行.院内的平板电脑都具备一 Wi-Fi 网路卡,AeroScout 的定位系统则根据讯号强度计算求得位置,透过 AeroScout 的 MobileView 软体展现资讯. 我国玺瑞公司亦将于 2009 年三月举行新产品发表会,首度发布新的 WIFI 标签,可与知名 厂牌的无线 AP 搭配使用.
位于美国加州 Long Beach 的 Long Beach Memorial Hospital 及 Miller Children's Hospital 两家医院, 为了避免浪费时间寻找手术器具, 并希望能确认手术设备和房间是否都准备就绪, 以进行外科手术.更不希望因为他们无法找到即有的设备,造成购置多馀的资产.因此,在 其整个手术处,后麻醉治疗部(PACU)和手术前置室及手术后观察室布署 RFID 读取器, 定期读取标签讯号,以传回每一个标签的 ID 号码,并计算标签和读取器之间的半径. 并利用从至少三个以上读取器得到的半径资料, 来计算出标签的位置. 然后通过中间软体发 送到一个数据库,PCTS 公司的 Amelior ORTracker 软体便可存取资料显示于使用者介面上. 设备上则贴用主动式的超宽频(UWB)RFID 标签,包含麻醉机,烧灼机器,解剖刀,骨科 手术工具,用于眼睛和心脏治疗用的雷射仪器,显微镜,监视器,腹腔镜手术使用的影像设 备,溶液保温器及冰泥制造器.
4. 省内医疗应用桉例
我省在 2003 年爆发 SARS 之后,在"经济部"技术处科专支持下,台北医学大学附设医 院开发「SARS 医院防疫隔离追踪资讯系统」 ,以 RFID / PHS / CDMA 等无线技术为工具, 完成 Location-Based Medicare Service (LBMS) 系统. LBMS 透过无线通讯传来主动式 RFID 标签之识别 ID 与位置资讯,结合 Positioning Server 内的位置历史纪录,经过定位服务演算 法,提供应用系统精确的定位服务,并融入医务管理概念建置新一代医疗资讯管理模式.秀 传医院提出 「智慧型数位健康网」 计画, 透过主动式 RFID 定时回传病患体温进行体温追踪, 并利用定位系统掌握病患与医护人员的位置.2006 年期间则有恩主公医院以护理人员为主 轴,针对六种临床路径应用 RFID 结合 PDA 与无线网路,建置住院病患流程管理系统,另 外使用主动式 RFID 建立新生儿守护系统, 提供人(新生儿/母亲/护理人员) 事(温度异常, , 紧急异常状况) ,时(异常时间) ,地(非安全地区)之全方位保护.
