蓝牙室内定位追踪
功用更胜GPS

在户外时,要追踪人或物可用全球定位系统(GPS)来定位,不过当进入建筑屋内、地下停车场之后可怎么办?全球定位系统英雄无用武之地,此时要如何继续追踪人或物?答案是蓝牙(Bluetooth)。

你还以为蓝牙只能用在智能手表、运动手环同步数据或者手机之间传输文件、MP3、照片?



不。室内定位及追踪也是蓝牙功用之一。

新加坡室内定位新创企业微雅定(Viatick)联合创办人李廷伟讲解蓝牙技术在室内定位如何派上用场。

说到室内定位及追踪,或许大家第一个疑问是追踪谁?为什么要追踪?第一个问题的答案就是追踪人、重要或机密的物品。

至于为何要定位和追踪,李廷伟找来全马及全球最大的保安封条制造商之一Mega Fortris(马)私人有限公司的策略主管傅人强一起分享实例。Viatick和Mega Fortris经由新加坡企业发展局(ESB)和新加坡经济发展局投资私人有限公司(EDBI)的企业配对达成合作协议,准备在工厂内落实室内定位与追踪。



  定位及追踪的目的: 1.提高生产效率 

在旺季时期Mega Fortris工厂员工人数可达500人左右。傅人强指出,该公司以前使用生物识别技术,但此技术有其局限性,只能在进入工厂的保安亭时使用。在人数最多的早班时段,数百名员工排队至少10分钟或以上完成身分认证进入工厂开工,若按人头来计算,这是损失了多少可用在生产的时间?!(员工不会在开工前10分钟就来排队,而是早上9时开始排队。)

实时查看资料

若员工无需费时间在排队,直接踏入工厂(同时完成身分认证),而公司也掌握到员工已经在工厂范围内,岂非提高了效率?此外,在行政管理工作上,人事部职员无需再等待一个班次、一天、一个星期或一个月结束才手动提取员工数据,而是随时可实时查看各种资料并可把资料整合入人事工资管理系统,如此一来保持着5至7名人事部职员但工作上是否更有效率?傅人强指出,答案是肯定的。

傅人强:在探讨要使用哪些科技时并不只是考量合作伙伴,也重视该科技在未来5至10年的发展路程。蓝牙技术联盟的路线图显示每一代的变革都会令价格更便宜、功能更强大且覆盖范围更广。

2.员工及公司的安全 

李廷伟指出,某些员工的工作环境具有一定的风险,例如在隧道中工作的煤矿工人、冷藏室、零下30度的地方……定位和追踪这些员工所在,可以保障他们的健康。

傅人强指出,当一个人处在摄氏36度长达4小时就会开始感到头痛,透过定位和追踪掌握他们在这些不同寻常的工作环境的时限并做出妥善规划,可以减少医药费开销,并带来更好的工作环境。同时,若不幸发生意外,至少公司也可知道谁在哪里?待了多久?并快速做出反应,让员工的安全得到保障。

推行更多自动化

傅人杰也举了火灾的例子。在对员工进行定位和追踪之后,一旦火灾警报响应,公司可以迅速知道是否所有员工都已逃出、是否还有人留在现场,而无需等待消防员一个一个人头来计算。(备注:7月时京都动画第一工作室发生纵火案,某些死亡员工如导演武本康弘身分无法在第一时间确认,当时家属曾怀抱期望对方出差没有在公司内。)

在权限问题上,由于工厂员工人数众多,一般上保安人员是认标签、员工卡而不认脸。问题是,如果有人假冒他人身分该如何是好?昔日,要排查得费时费力,但安装蓝牙室内定位和追踪技术之后,员工可直接进入工厂,但公司却可以知道是否有人冒充至是看到对方的样子。他指出,该公司准备在工厂推行更多的自动化,这意味着日后工厂内的员工人数将为之减少,在这种情况下,公司要如何防范陌生人擅自闯入并前往财务部门?是否有工厂员工逗留在不符合他们权限的区域?

他表示,有时候公司针对一些内部流程做决策时缺乏数据为自己的决定佐证,一旦进行室内定位和追踪收集到数据之后,便可以用数据说话,证明某项决策有理有据。

追踪资产物件

追踪重要、高价值或敏感的资产或物件,例如公司车、电脑、机械……等,如何确保这些资产安全的存放在公司范围内没有被人带走。傅人杰效力的企业之前已有使用某些科技来追踪资产,但随着公司要扩大工厂规模和增加产能,现有的科技已显得不实用,必须引入更先进的科技。

用蓝牙定位与追踪技术实时追踪在地下隧道工作的工程师。

技术局限 蓝牙最适合

了解为何要进行室内定位及追踪之后,或许大家接下来就要问为什么是蓝牙?为何不是WiFi?NFC?Zigbee?甚至是苹果iPhone 11使用的超宽带(UWB)技术或者其他技术?(备注:室内定位技术百花齐放)

李廷伟表示都曾考虑过,以下是各技术的局限:

●NFC的定位精准度以公分为单位,但是设备之间要够接近,不适用于人或物的定位和追踪;

●WiFi的定位精度仍有待改进,从一个无线接入点(WiFi AP)跳到另一个无线接入点可能会有10至15秒的延迟,对于定位与追踪来说是不可容忍的。另外,部署众多无线接入点来进行三边定位法,在成本上比蓝牙或射频识别来得贵!

●超宽带技术。新近发布的iPhone 11手机里的U1晶片配有UWB技术,可实现空间感知,通俗的说法就是让iPhone 11精确定位其它配备有U1的苹果设备,当你使用AirDrop时,只需要将手机指向别人的iPhone,对方就会优先出现在你的分享列表中。苹果将这个功能形容为客厅里的GPS。

蓝牙功用多,可以连接各式各样的设备,而且耗电量极低。

UWB成本高

李廷伟指出,UWB在定位精度高但极耗电量(设备电池是否能撑过3年成疑),而且系统建设成本较高,企业客户是否有需要这样高精准度的设备?他指出,主流市场不需要/负担不起UWB带来的高成本,但特殊单位如军方不在乎价格、价值却追求超过精准的定位,UWB便适合他们。

相比之下,蓝牙价格低廉、低耗电量、未来前景可期,此外,它的结构允许连接多个设备(包括物联网设备和定位追踪),覆盖范围较广,定位精度可达2公尺,除了追踪目标物的数据之外,也能顺便传送周边环境资料(例如温度、湿度、灯光是否亮着……等)、与物联网有关的信号,这正是其他技术如NFC、RFID(射频识别)无法办到的。

蓝牙亦有局限

当然,凡事一体两面,蓝牙亦有其局限,例如在极端环境、充满电磁波的环境、有大量金属的环境,蓝牙信号会受到干扰甚至消失。

在考量了价值、准确度和稳定这3大因素之后,他们选择了蓝牙技术来开发室内追踪与定位。

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蓝牙解决方案

说到底,使用蓝牙的室内定位和追踪解决方案究竟长什么样子?

它是软硬体的结合(图1),包括一个室内定位平台Jarvis(软体)、在策略性地点设置n个蓝牙网关(Gateway)以及被追踪的人或物的身上必须佩戴或装置蓝牙标签。

如果你以为这个标签有一个特别的长相,那就是想太多了。李廷伟表示,蓝牙标签可以植入穿戴式设备、员工证甚至是直接把标签直接贴在物品上。当这些身上有蓝牙标签的人或物在蓝牙覆盖的范围内移动时,蓝牙网关就会持续收集蓝牙标签发出的信号并快速计算人或物的所在位置,发送给Jarvis。

成功编写运算法则

而人事部职员只需登录此云端平台,被定位和追踪的目标的行踪都无所遁行,包括曾经到过哪一些区域,呆了多长时间,是否有权限到访此区域等。

他指出在不同环境(例如地铁隧道、建筑工地或者人群众多的公共空间),蓝牙信号会出现波动进而影响定位精度,但只要有一套稳定和精准的运算法则,即使在各种环境下亦不影响定位精度。

李廷伟:很多人的观念仍停留在蓝牙很耗电,而且是用来分享MP3、图片、文件等档案。

亚洲地区 市场快速成长

Viatick由李廷伟与另一名合伙人在2014年新加坡管理大学最后一年的项目。当时,他们认为室内定位和追踪是尚未被开发的“潜力股”(不论是追踪人或物),而人口众多、中产阶级人数上升的亚洲地区将会是成长最快的市场。

不过,当时除了蓝牙还有另外一种技术Zigbee也是声势看涨,究竟要押注谁曾经令他们左右为难。

在分析了蓝牙的发展路程和基础之后,他们最终选择了蓝牙,如今证明蓝牙的前景确实更胜于Zigbee。但在当时,坚守信念并不是件容易的事,眼看Zigbee一直有新的进展,李廷伟一度也曾怀疑是不是押错宝了。

进军成熟市场

“在2014年和2015年,我们在新加坡起步时,很多人的观念仍停留在蓝牙很耗电,而且是用来分享档案或MP3之类。一直到苹果和三星推出穿戴式设备需要持续与蓝牙连接,风向才有所改变。”

他们并没有一直逗留在新加坡等待市场开花结果,反而进军对蓝牙室内定位和追踪技术接受度和需求较多且成熟的市场如中国、澳洲。当时,澳洲每小时的时薪高达19澳元,必须有可靠的数据来查证是否有生产力损失,而中国则想知道物品在哪里。

报道·郑美励 摄影·陈成发、 受访者提供