Glossar

RTLS-Glossar: Die wichtigsten
Begriffe der Echtzeit-Ortung.

Die Welt der Echtzeit-Ortung hat ihr eigenes Vokabular. Dieses Glossar erklärt die zentralen Begriffe rund um RTLS, Funktechnologien und offene Standards kurz und verständlich, als Nachschlagewerk von A bis Z.

Inhalt

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Industry 4.0 with RTLS solutions from Cavea GmbH
Tag, Anchor, Satellit, Zone: viele Begriffe dieses Glossars treffen auf der Produktionsfläche zusammen.

A

Aktualisierungsrate (Update-Rate)

Gibt an, wie oft eine neue Position ermittelt wird. Eine hohe Aktualisierungsrate ist wichtig für schnell bewegte Objekte und Echtzeitsteuerung, erhöht aber den Energieverbrauch der Tags und beeinflusst damit die Batterielaufzeit.

Anchor

Anchor sind die direkten Empfänger der Funksignale, die von einem Tag ausgesendet werden. Aus den empfangenen Signalen berechnet das System die Position. Je nach Technologie tragen diese Empfänger unterschiedliche Namen: bei UWB heißen sie Satelliten, bei AoA Locator.

AoA (Angle of Arrival)

Ein Verfahren zur Positionsbestimmung über den Einfallswinkel des Funksignals. Spezielle Empfänger, die Locator, messen den Winkel, aus dem ein Signal eintrifft. AoA erreicht eine hohe Genauigkeit von unter einem Meter.

Asset Tracking

Die kontinuierliche Erfassung und Verfolgung von beweglichen Wertgegenständen wie Werkzeugen, Behältern, Fahrzeugen oder Geräten. RTLS liefert dafür die Echtzeit-Positionsdaten.

B

Batterielaufzeit

Die Zeit, die ein batteriebetriebener Tag oder Anchor ohne Austausch oder Aufladung arbeitet. Sie ist ein wesentlicher Faktor der Gesamtbetriebskosten, denn der Tausch tausender Batterien kann teuer sein. Cavea Mesh erreicht bis zu 10 Jahre Laufzeit.

Beacon

Eine andere Bezeichnung für einen Tag, vor allem im BLE-Umfeld. Ein Beacon sendet in festen Intervallen ein Funksignal aus, das von den Empfängern erfasst wird.

BLE (Bluetooth Low Energy)

Eine kostengünstige und energieeffiziente Funktechnologie. BLE wird häufig über die Signalstärke (RSSI) ausgewertet und eignet sich für Anwendungen mit moderatem Genauigkeitsbedarf wie Zonen- oder Raumortung. In Kombination mit BLE AoA steigt die Genauigkeit.

BLE 6.0

Die Version 2024 des Bluetooth-Standards. Das wichtigste Feature für die Ortung ist „Channel Sounding“, eine Methode zur präzisen Entfernungsmessung zwischen zwei Bluetooth-Geräten über das reguläre 2,4-GHz-Band.

C

Cavea Mesh

Eine skalierbare Mesh-Technologie, bei der sich alle Hardwarekomponenten selbst zu einem Funknetz vernetzen. Die Lösung ist vollständig batteriebetrieben mit bis zu 10 Jahren Laufzeit, benötigt keine Verkabelung und verursacht dadurch einen geringen Infrastrukturaufwand. Sie eignet sich besonders für große Installationen mit vielen Tags.

Channel Sounding

Ein mit BLE 6.0 eingeführtes Entfernungsmessverfahren, das die Entfernung zwischen zwei Geräten mithilfe von zwei Methoden ermittelt: Phase-Based Ranging (Auswertung der Phasendifferenz über mehrere Frequenzen) und Round-Trip Timing (Messung der Hin- und Rücklaufzeit des Signals). Die beiden Verfahren können kombiniert werden, was die Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit der Messung verbessert. Je nach Umgebung erreicht Channel Sounding eine Genauigkeit im Bereich von wenigen Dezimetern, wodurch sich BLE als Entfernungsmessoption zwischen klassischem BLE (RSSI) und UWB positioniert.

Complementary Zone

Im omlox-Standard die Zone für RTLS-Technologien außerhalb der UWB-Core-Zone, etwa RFID, BLE oder GPS. Sie ergänzt die präzise Core Zone um weitere Technologien.

D

Digitaler Zwilling

Ein virtuelles Echtzeit-Abbild einer realen Umgebung wie einer Produktionshalle, eines Lagers oder einer Klinik. Ein digitaler Zwilling wird erst dann entscheidungsfähig, wenn er in Echtzeit weiß, wo sich Objekte und Menschen befinden. RTLS liefert diese Datengrundlage.

Dilution of Precision (DOP)

Ein Maß dafür, wie stark die räumliche Anordnung der Anchor den Positionsfehler beeinflusst. Eine ungünstige Geometrie verschlechtert die Genauigkeit, eine gut verteilte Anchor-Anordnung verbessert sie. Ein niedriger DOP-Wert steht für eine bessere Genauigkeit.

E

Echtzeit-Ortungssystem

Die deutsche Bezeichnung für RTLS (Real-Time Locating System). Ein System, das Objekte oder Personen innerhalb eines definierten Bereichs kontinuierlich und in Echtzeit lokalisiert.

eKanban

Eine elektronische, datengetriebene Variante des Kanban-Prinzips. RTLS-Daten können Nachschubprozesse automatisch auslösen, sobald Material an einer bestimmten Stelle ankommt oder zur Neige geht.

G

Gateway

Ein Gateway ist kein direkter Empfänger der Tag-Signale. Es empfängt idR. Daten von Anchorn und leitet die ermittelten Positionsdaten weiter, zum Beispiel in die Cloud. Diese Architektur nutzt unter anderem Cavea Mesh.

Geofencing

Das Definieren virtueller Grenzen in einem Bereich. Überschreitet ein georteter Tag eine solche Grenze, kann das System automatisch eine Aktion oder Benachrichtigung auslösen.

GPS

Satellitenbasierte Ortung für den Außenbereich. GPS ergänzt Indoor-RTLS-Technologien dort, wo keine Innenraum-Infrastruktur verfügbar ist.

I

IIoT (Industrial Internet of Things)​

Die Vernetzung industrieller Geräte, Maschinen und Sensoren. RTLS ist ein Baustein des IIoT und liefert die Ortungsdimension für vernetzte Prozesse.

Indoor-Navigation

Die Wegführung von Personen oder Fahrzeugen innerhalb von Gebäuden, in denen GPS nicht zuverlässig funktioniert. RTLS-Technologien wie AoA oder UWB liefern die nötigen Positionsdaten.

L

Latenz

Die Zeitspanne zwischen einer Bewegung und der Verfügbarkeit der aktualisierten Position im System. Niedrige Latenz ist entscheidend für Anwendungen, die in Echtzeit reagieren müssen, etwa bei der Kollisionsvermeidung.

Location Engine

Die Softwarekomponente, die aus den empfangenen Signalen die tatsächliche Position berechnet. Cavea bringt eine eigene Location Engine mit. Ihre Qualität beeinflusst Präzision und Latenz des Gesamtsystems maßgeblich.

Locator

Die Bezeichnung für die Empfänger (Anchor) bei der AoA-Technologie. Locator messen den Einfallswinkel der Funksignale.

M

Mesh-Technologie

Eine Netzarchitektur, bei der sich alle Hardwarekomponenten selbst untereinander vernetzen und Daten weiterreichen. Das ermöglicht große, robuste Installationen ohne aufwändige Verkabelung, wie bei Cavea Mesh.

O

omlox

Ein offener Lokalisierungsstandard, der Interoperabilität zwischen Tags, Anchor und Software verschiedener Hersteller und Technologien schafft. omlox wird von PROFIBUS & PROFINET International (PI) gepflegt. Cavea-Hardware ist omlox-konform.

omlox air-interface

Das standardisierte Funkprotokoll zwischen Tags und Satelliten in der omlox Core Zone. Es ermöglicht herstellerübergreifende Plug-and-Play-Interoperabilität und basiert auf IEEE 802.15.4/4z.

omlox Core Zone

Die UWB-basierte Zone des omlox-Standards für präzise Lokalisierung mit einer Genauigkeit von unter 10 Zentimetern. Fest installierte Geräte heißen hier Satelliten, mobile Geräte Tags.

omlox Hub

Die Softwarekomponente des omlox-Standards, die die Daten der verschiedenen Zonen zusammenführt. Der omlox Hub ist ein Produkt und muss beschafft werden, zum Beispiel über Cavea oder einen anderen Anbieter.

P

PBR (Phase-Based Ranging)

Ein Verfahren zur Entfernungsmessung, bei dem die Entfernung anhand der Phasendifferenz eines Funksignals über mehrere Frequenzen berechnet wird. Ein Sender sendet ein Signal aus, ein Empfänger sendet es zurück, wobei dieser Vorgang über mehrere Frequenzen wiederholt wird; die Entfernung ergibt sich aus den Phasendifferenzen zwischen den gesendeten und empfangenen Signalen. Die phasenbasierte Entfernungsmessung wird in verschiedenen Funksystemen eingesetzt und ist unter anderem eine der beiden Methoden des Bluetooth-Channel-Sounding.

Präzision

Die Genauigkeit, mit der ein System eine Position bestimmt. Sie reicht je nach Technologie von wenigen Zentimetern (UWB) bis zur Raum- oder Zonenebene (BLE). Präzision ist neben Latenz und Batterielaufzeit einer der drei entscheidenden Auswahlfaktoren.

R

RFID (Radio-Frequency Identification)

Eine Technologie zur Identifikation und Erfassung an festen Punkten wie Toren oder Durchgängen. RFID eignet sich für Zonen- und Durchgangserfassung, liefert aber keine kontinuierliche Position.

RSSI (Received Signal Strength Indicator)

Ein Maß für die Stärke eines empfangenen Funksignals. Aus der Signalstärke lässt sich die ungefähre Entfernung und damit die Position ableiten, etwa bei BLE.

RTLS (Real-Time Locating System)

Ein System, das Objekte oder Personen innerhalb eines definierten Bereichs kontinuierlich und in Echtzeit lokalisiert und verfolgt. Anders als punktuelle Scans liefert RTLS eine fortlaufende Positionsinformation.

RTT (Round-Trip Timing)

Ein Verfahren zur Entfernungsmessung, das auf der Laufzeit eines Signals zwischen zwei Geräten (Hin- und Rückweg) basiert. Die Entfernung wird aus der Sendezeit und der Empfangszeit berechnet. Das gleiche Grundprinzip liegt auch dem Two-Way Ranging (TWR) zugrunde; beim Bluetooth Channel Sounding ist RTT eine der beiden Messmethoden.

S

Satellit

Die Bezeichnung für die fest installierten Empfänger (Anchor) in der UWB-Technologie und der omlox Core Zone.

Sichtverbindung (LOS und NLOS)

Line of Sight (LOS) bezeichnet eine freie Sichtverbindung zwischen Tag und Empfänger, Non-Line-of-Sight (NLOS) eine durch Hindernisse wie Metall oder Wände gestörte. NLOS-Bedingungen können die Genauigkeit verringern. UWB gilt hier als vergleichsweise robust.

SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)

Ein Verfahren, bei dem sich ein System selbst lokalisiert und gleichzeitig eine Karte der Umgebung erstellt. Im omlox-Standard ist SLAM als eigene, selbstlokalisierende Zone vorgesehen und ist für die Koordination von Mensch und Maschine sowie für autonome mobile Roboter relevant.

Switch (Netzwerk-Switch)

Ein aktives Netzwerkgerät, das die kabelgebundenen Komponenten einer RTLS-Anlage miteinander verbindet und den Datenverkehr zwischen ihnen weiterleitet. Feste Locator oder Satelliten werden häufig über einen Switch angeschlossen, der sie zudem über Power over Ethernet (PoE) mit Strom versorgen kann.

T

Tag

Ein kleiner Sender, der am zu ortenden Objekt oder an einer Person angebracht wird und Funksignale aussendet. Tags sind die mobile Komponente eines RTLS.

TCO (Total Cost of Ownership)

Die Gesamtbetriebskosten eines Systems über seine Lebensdauer, inklusive Anschaffung, Infrastruktur und laufendem Betrieb. Die Batterielaufzeit der Tags ist ein wesentlicher TCO-Faktor.

TDoA (Time Difference of Arrival)

Ein Verfahren zur Positionsbestimmung über die Zeitdifferenz, mit der ein Tag-Signal an mehreren Anchor eintrifft. Die Anchor müssen dafür exakt zeitsynchron sein. TDoA gilt als sehr skalierbar und energieeffizient, weil der Tag nur sendet und sich tausende Tags gleichzeitig orten lassen.

Time of Flight (ToF)

Ein Verfahren zur Positionsbestimmung über die Laufzeit des Funksignals zwischen Tag und Empfänger. UWB nutzt dieses Verfahren für seine hohe Präzision.

Tribrid-Tag

Ein Cavea-Tag, der mehrere Technologien in einem Gerät kombiniert, etwa AoA oder UWB zusammen mit Cavea Mesh, BLE und RFID. So lassen sich unterschiedliche Genauigkeitsanforderungen mit einer Hardware abdecken.

Trilateration und Multilateration

Verfahren, die die Position eines Tags aus seinen Entfernungen zu mehreren Anchor berechnen. Aus den bekannten Anchor-Positionen und den gemessenen Distanzen ergibt sich der Standort des Tags.

TWR (Two-Way Ranging)

Ein Verfahren, das die Entfernung zwischen Tag und Anchor über die Hin- und Rücklaufzeit des Funksignals bestimmt. TWR benötigt keine Zeitsynchronisation zwischen den Anchor, erfordert aber mehr Signalaustausch als TDoA.

U

UWB (Ultra-Wideband)

Eine sehr präzise Funktechnologie für die Ortung im Bereich weniger Zentimeter bis Dezimeter. UWB nutzt die Signallaufzeit (Time of Flight) und ist die Technologie der omlox Core Zone.

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