RTLS欲解決的議題 

　　即時定位系統(tǒng)(Real-Time Location Systems, RTLS)乃是利用無線通訊技術(shù)，在指定的空間范圍內(nèi)，即時的或者接近即時的將特定目標(biāo)定位的系統(tǒng)。目標(biāo)的位置信息則是透過量測無線電波的物理特性來取得。一般用于物流供應(yīng)鏈、配送中心、工業(yè)環(huán)節(jié)等領(lǐng)域的物品追蹤管理，近年亦有針對人員追蹤，以求安全控管的應(yīng)用出現(xiàn)。國內(nèi)外業(yè)者為何會重視即時定位系統(tǒng)的發(fā)展，且針對貴重資產(chǎn)與人員的所在建立即時的資訊系統(tǒng)，并開始進行驗證先導(dǎo)，就是要改善辨識對象與讀取天線之間距離過短的議題，降低環(huán)境干擾以提升讀取的可靠性，并提高資料傳輸速度與資料量，以便能在關(guān)鍵的時刻，掌控物資的所在及數(shù)量，即時協(xié)調(diào)人員進行必要的處置。 


　　一般我們所熟悉的RFID應(yīng)用，多是物流供應(yīng)鏈在貨箱或棧板上貼用被動式RFID標(biāo)籤，在入庫出貨的匣門裝置感應(yīng)的讀取天線，以管理進出貨物的品項與數(shù)量，讀取距離多數(shù)在兩三公尺。若是圖書館及運輸票卷的應(yīng)用，讀取距離可能又更短了。這是對“物”的辨識，另一方面對“人”的辨識應(yīng)用，所熟知的方式既是給予授權(quán)人員一RFID識別證件，在進出口的門旁裝置讀取器，人員需手持識別證透過近距離感應(yīng)，才能開關(guān)門禁。又如在醫(yī)院病患辨識的應(yīng)用，是在病患手上配戴被動式RFID手環(huán)，醫(yī)護人員以讀取器近距離感應(yīng)，通常是在十公分以內(nèi)，讀取病人的身份，連接后端的醫(yī)療資訊系統(tǒng)，以取得病人的病史，核對用藥等。由于被動式標(biāo)籤必須藉由讀取器天線所接收的電磁能轉(zhuǎn)換成電能，再透過標(biāo)籤的天線傳回識別ID，而無線電波傳輸過程也會因為環(huán)境所存在的介質(zhì)，對訊號接收造成不同程度的干擾，如工作或居住環(huán)境中遍存多少含金屬的桌椅建材等，或是辨識的本體帶有水份，人體中所佔70%的水份既是RFID訊號無法在較遠距離，有效讀取人員識別ID的原因。 

　　因此，待解決的議題包括增加辨識對象的讀取距離，降低環(huán)境干擾，提高資料傳輸速度與資料量。而除了能擷取標(biāo)籤的識別ID，其他環(huán)境資訊的即時掌握亦愈來愈重要，如所在位置，溫度與溼度等。為了達成整體機構(gòu)或廠房位置的掌握，無論室內(nèi)或室外，就有須要結(jié)合現(xiàn)有無線網(wǎng)路架構(gòu)，以降低讀取器及線路佈建的成本。   

　　為了增加讀取距離及效能，通常會使用內(nèi)建電池的主動式標(biāo)籤。而降低主動式標(biāo)籤的功耗，延長標(biāo)籤電池壽命，改進訊號品質(zhì)，提高定位精確度，便成為RTLS技術(shù)應(yīng)用，降低設(shè)備及人員搜尋時間的關(guān)鍵議題。 

　　RTLS產(chǎn)業(yè)重要性 

　　1. 國際趨勢 

　　國際標(biāo)準(zhǔn)組織于2007年正式批準(zhǔn)并公佈的RTLS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)—ISO/IEC 24730，有助于滿足使用者進一步的需求，擴展供應(yīng)鏈應(yīng)用，增強RFID標(biāo)籤的實用性和有效性，提高硬體設(shè)施之間的互通性，并且促使標(biāo)籤價格的降低。 

　　WhereNet公司（已被Zebra併購）已發(fā)展與ISO/IEC 24730標(biāo)準(zhǔn)相容的RTLS系列產(chǎn)品。G2 Microsystems公司已研發(fā)出符合ISO 24730標(biāo)準(zhǔn)的RFID晶片(G2C501 SOC)，整合一個32 bits的CPU，一個802.11b用戶端介面，并支援多種RFID標(biāo)籤模式。G2團隊為了降低標(biāo)籤發(fā)訊功耗，自行設(shè)計802.11b系統(tǒng)，重新研發(fā)802.11b的工作流程，并解決間斷性少量資料傳輸?shù)挠脩舳诵枨蟆2聲稱用其晶片製造的標(biāo)籤，只需兩個AA電池，以每40秒發(fā)送一次資料的頻率，可以連續(xù)使用5年。另外，通用電氣醫(yī)療集團（GE Healthcare）已開始研發(fā)該標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議下的RFID標(biāo)籤產(chǎn)品。 

　　AeroScout 過去亦致力于開發(fā)RTLS，于2008年二月發(fā)佈MobileView 4.0應(yīng)用軟體，使用者藉此單一平臺可查詢，并管理企業(yè)內(nèi)部的資產(chǎn)或人員所在。不管后端使用的RF系統(tǒng)為被動式或主動式，經(jīng)由RFID讀取器讀取或藉由網(wǎng)路AP接收訊號，而且在定位精準(zhǔn)度上也提升了。AeroScout另與Time-Domain公司合作生產(chǎn)Wi-Fi及UWB（Ultra-wide band）標(biāo)籤。 

　　2. 國際標(biāo)準(zhǔn) 

　　國際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO于2007年正式批準(zhǔn)并公佈了2.4GHz主動式RTLS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)—ISO/IEC 24730。ISO/IEC 24730標(biāo)準(zhǔn)定義一個網(wǎng)路化之定位系統(tǒng)，藉由此定位系統(tǒng)提供X-Y座標(biāo)及遙測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以利用 RTLS傳輸器(transmitter)自動地產(chǎn)生一直接序列展頻無線射頻信號柱(direct-sequence spread spectrum radio frequency beacon)，而這些裝置在現(xiàn)場可以透過程式設(shè)定，并且支援可選擇的激發(fā)器(exciter)模式，進行定位更新的速率以及 RTLS裝置位置的設(shè)定。ISO/IEC 24730雖定義這些模式，但并未定義實作這些功能的方法。 

　　標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的信號柱傳輸器傳輸功率應(yīng)遵循各國當(dāng)?shù)氐臒o線射頻法規(guī)須求，在無遮蔽開放的空間內(nèi)，此功率確保相距至少300公尺的傳輸器與接收器之間的接收品質(zhì)，每個接收器應(yīng)能夠接收及處理每秒傳送至少120個信號柱的資料。RTLS提供的傳輸器定位資料，應(yīng)在RTLS傳輸器真正位置3公尺的半徑內(nèi)。RF傳輸為低功率，相容且不應(yīng)干擾既存標(biāo)準(zhǔn)化 ISO/IEC 8802-11 無線通訊網(wǎng)路，并遵循ISO/IEC 18000-4。   

　　ISO/IEC 24730標(biāo)準(zhǔn)共包含兩個部分： 

　　ISO/IEC 24730-1—應(yīng)用程式介面：包括可擴展標(biāo)記語言XML和簡單物件訪問協(xié)定SOAP，保證多個RTLS系統(tǒng)/產(chǎn)品互享定位資料資訊。   

　　ISO/IEC 24730-2—空中介面協(xié)定，分為三部分：   

　　A. 定位2.4GHz標(biāo)籤/讀寫器空中介面和定義網(wǎng)路定位系統(tǒng)的x-y座標(biāo)；  

　　B. 描述低頻(120 kHz左右)設(shè)備的空中介面協(xié)定；  

　　C. 開關(guān)鍵OOK介面協(xié)定，允許2.4 GHz RTLS主動式標(biāo)籤回應(yīng)簡單、低成本的掌上型讀寫設(shè)備。 

　　3. 國內(nèi)外市場 

　　雖然，2007年RFID硬體的收入大約有85%仍屬于LF和HF的范圍。不過，根據(jù)ABI Research的預(yù)測，在未來五年LF和HF的硬體收入總額將減少，降低約4%至8%。而被動式UHF在2007年佔有的5%，預(yù)計在2012年則增加至7%。另外，在成本較高，出貨量較低，需要支持更高數(shù)據(jù)傳輸速率的主動式UHF和微波硬體，估計其收入將從2007年的11%，增長到2012年的12%。IDTechEx調(diào)查結(jié)果顯示，于2006年主動式RFID系統(tǒng)的總產(chǎn)值為美金$0.55 Billion，預(yù)估到2016年將達$6.78 Billion，2017年將達RFID整體市場的26% (或 $7 Billion)。因此，主動式RFID的發(fā)展倍受重視，因為投入製造生產(chǎn)研發(fā)的廠商數(shù)目并不像被動式RFID一般，業(yè)者預(yù)期在市場佔有率的開拓與回報將比被動式RFID來的更有吸引力。針對RTLS市場，據(jù)Yankee Group的報告預(yù)估2010年將達美金$1.6 Billion。Research and Markets在2006年四月發(fā)佈的"Wi-Fi Finds Itself in the Real Time Location Systems Market"則預(yù)測Wi-Fi RTLS標(biāo)籤的售價將從2006年每片美金$60逐年下滑，但出貨量卻在2010年成長至兩百萬片。目前RTLS主要的應(yīng)用落在物流(44%)，醫(yī)療(30%)與軍事(26%)三個領(lǐng)域。RTLS硬體和軟體的成本已在逐步下降，每年約5%到20%。雖然許多RTLS的供應(yīng)商從總部設(shè)在亞洲及太平洋地區(qū)的最終用戶處獲得有關(guān)RTLS技術(shù)相對較多的查詢和高度興趣，但Frost & Sullivan公司認為這可能只是冰山的一角，在此地區(qū)存在許多企業(yè)，無論是中小型企業(yè)（SME）和大型企業(yè)，而詢問RTLS企業(yè)的比例仍低。雖然很多這些企業(yè)在某一個程度上瞭解RFID，許多人仍然不知道RTLS技術(shù)，特別是它可以提供給他們企業(yè)的可能好處。 

　　RTLS應(yīng)用桉例 

　　1. 國外人員定位應(yīng)用桉例 

　　美國康涅狄格州New Haven市的耶魯新天堂醫(yī)院及賓州Harrisburg市的 Pinnacle醫(yī)院都利用Radianse的主動式辨識系統(tǒng)，實現(xiàn)病人實時定位，包括即時記錄醫(yī)療項目實施的時間，以改善病人家屬與醫(yī)生之間的交流。系統(tǒng)還可以提高醫(yī)院病人的流量、準(zhǔn)確計量有效事件、改進低效率流程。   

　　Emergency Health Centre (位于美國德州Houston)運用基于超音波（20~40 KHz）頻段的RTLS（Soniter公司的室內(nèi)定位系統(tǒng)）提升急診病患的醫(yī)療照護，整合Patient Care Technology Systems (PCTS)所開發(fā)的Amelior EDTracker軟體。因超音波不會穿透房間，所以可以更準(zhǔn)確地知道那位醫(yī)護人員正在那個病房處理那位病患。目前使用100個標(biāo)籤在人員身上，并在院內(nèi)24個位置佈放讀取器。將來可能會擴大應(yīng)用在X光儀器及可攜式平板電腦的資產(chǎn)管理。 

　　Hospital Corporation of America (North Florida) 運用Agility Healthcare Solutions公司的433 MHz主動式Wi-Fi RTLS管理輸注泵，輪椅及醫(yī)療床舖等資產(chǎn)，并有效地管理租賃合約，維護及保固，并節(jié)省設(shè)備尋找的時間。同時讓病人配戴2-D條碼腕帶，以防電池電力不足或電力中斷，造成無法辨識[參6]。 

　　美國Christiana Care Health System (Wilmington, Del.)運用整合了紅外線與433 MHz主動式RFID 的RTLS，解決急診病患的識別定位及分配床位的作業(yè)。結(jié)合Patient Care Technology Systems (PCTS)所開發(fā)的Amelior EDTracker軟體及Versus Technology的硬體，床位分派系統(tǒng)則由Premise提供。對病患的追蹤更精確，也提供病患更佳的照護，還有更好的床位管理。然而，要擴大應(yīng)用于其他科室及資財，院方卻不會考慮大量使用紅外線的RFID識別證，原因就在于紅外線將受物品的阻隔而無法讀取，另一方面則是建置成本太高[參7]。 

　　2. 國外資產(chǎn)管理應(yīng)用桉例 

　　美國Mercy Hospital運用無線網(wǎng)路解決方桉供應(yīng)商Ekahau公司的無線追蹤RTLS解決方桉，使醫(yī)院的工作人員能夠立即尋找到關(guān)鍵設(shè)備和其它移動資產(chǎn)。即時定位系統(tǒng)使Mercy Hospital能簡化工作人員的工作流程和縮減成本，不斷改善患者醫(yī)療照護的體驗。Ekahau系統(tǒng)可與現(xiàn)有即存的Wi-Fi網(wǎng)路實現(xiàn)無縫整合，而且不需要增建一個費用較高且非開放性的追蹤基礎(chǔ)架構(gòu)，如：主動式RFID讀取設(shè)備。 

　　Ekahau即時定位系統(tǒng)可以被用來定位支援Wi-Fi的筆記型電腦，以及員工和患者身上所配戴或附在設(shè)備和其它貴重資產(chǎn)上的小型Wi-Fi標(biāo)籤。Ekahau T201標(biāo)籤還可輕鬆與各種醫(yī)院資產(chǎn)實現(xiàn)連接，以計算資產(chǎn)的實際利用率，從而使Mercy的工作人員能在改善患者照護經(jīng)驗的同時，也對資產(chǎn)的採購計劃達到最佳化。此解決方桉目前已被全球十幾家醫(yī)院所採用，這些醫(yī)院包括南卡羅萊納州Richland的Palmetto Health和法國的Chataigneraie Clinic。Ekahau的即時定位系統(tǒng)除了改善資產(chǎn)的利用率之外，亦可透過追蹤病人來減少重癥監(jiān)護的等待時間，并可透過觸發(fā)式警報按鈕來保證工作人員的安全。