Un Real-Time Locating System (RTLS) è un’infrastruttura hardware/software basata su tecnologie Internet of Things (IoT), progettata per identificare, localizzare e tracciare persone o oggetti all’interno di un ambiente definito — come un centro logistico, uno stabilimento produttivo, un ospedale o un edificio per uffici.
Oltre al tracciamento della posizione, tali sistemi possono integrare vari sensori per raccogliere dati aggiuntivi, come lo stato del movimento, eventuali allarmi (ad esempio, cadute o collisioni) o condizioni ambientali (come temperatura e umidità). Questo flusso continuo di dati in tempo reale consente la creazione di un Digital Twin (gemello digitale) — una replica virtuale dell’ambiente fisico.
Nel contesto dell’Industria 4.0, le repliche virtuali dell’ambiente fisico permettono alle aziende di simulare e analizzare virtualmente le operazioni reali. Combinando dati sulla posizione e sullo stato di persone o beni, le imprese possono ottimizzare i percorsi, ridurre inefficienze, aumentare la sicurezza sul lavoro, ottenere visibilità sui processi e migliorare affidabilità e trasparenza dei servizi.
Ambiti di applicazione
I sistemi di localizzazione in tempo reale (RTLS) stanno trovando un’adozione sempre più ampia in diversi settori industriali e di servizio. L’evoluzione verso modelli produttivi digitalizzati e connessi, tipici dell’Industria 4.0, ha reso queste soluzioni centrali per garantire efficienza e controllo.
I principali ambiti in cui queste tecnologie vengono applicate includono:
- Industria, per la gestione automatizzata delle linee produttive e la riduzione degli errori umani.
- Intra-logistica e supply chain, dove la visibilità in tempo reale riduce sprechi e migliora la tracciabilità dei beni.
- Sanità, con applicazioni che vanno dal monitoraggio delle attrezzature mediche alla sicurezza dei pazienti.
- Smart building e infrastrutture, in cui sensori e tag contribuiscono a una gestione intelligente degli spazi e delle risorse.
L’RTLS si configura come una tecnologia trasversale, capace di portare innovazione in ogni contesto dove il controllo in tempo reale rappresenta un valore aggiunto. In particolare, settori come il manifatturiero e la logistica traggono vantaggi decisivi, potendo contare su sistemi che integrano automazione e monitoraggio continuo, garantendo così maggiore produttività e riduzione dei costi operativi.
Vantaggi principali
L’adozione di sistemi di localizzazione in tempo reale non risponde soltanto a un’esigenza tecnologica, ma genera benefici concreti che incidono sulla qualità del lavoro e sull’efficienza dei processi.
- Ottimizzazione delle operazioni logistiche: la localizzazione real-time di beni e persone riduce tempi morti e costi legati alla ricerca o allo smarrimento di strumenti e materiali. Inoltre, l’automazione dei processi di inventario assicura maggiore precisione e rapidità.
- Controllo avanzato della produzione: grazie alla raccolta continua dei dati, le aziende possono monitorare ogni fase della produzione, individuare errori o anomalie in anticipo e ridurre colli di bottiglia, aumentando così la produttività complessiva.
- Maggiore sicurezza sul lavoro: il tracciamento dei lavoratori consente di gestire scenari critici come la presenza in aree pericolose o la caduta di un operatore. Sistemi di allarme in tempo reale migliorano la risposta alle emergenze.
- Monitoraggio ambientale: integrando sensori nei tag, l’RTLS diventa una rete distribuita per il rilevamento di parametri come temperatura, umidità o qualità dell’aria, creando un ambiente più sicuro e confortevole.
Questi vantaggi mostrano come i sistemi RTLS non siano soltanto strumenti di tracciamento, ma veri e propri abilitatori di efficienza, sicurezza e sostenibilità.
Componenti di un sistema RTLS
Un sistema RTLS si fonda su una combinazione di elementi hardware e software che lavorano in sinergia. Ogni componente ha un ruolo specifico e indispensabile nel garantire la precisione e l’affidabilità del tracciamento. Un sistema di localizzazione in tempo reale è solitamente composto da tre elementi principali:
1. Tag: dispositivi elettronici wireless, posti sugli oggetti o indossati dalle persone da monitorare. Solitamente alimentati a batteria, trasmettono un identificativo univoco e, se dotati di sensori, anche dati aggiuntivi come temperatura o movimento.
2. Antenne (o ancore): dispositivi fissi installati nell’ambiente operativo (es. soffitti, pareti, pali) che ricevono i segnali provenienti dai tag. Garantiscono una copertura radio adeguata e inviano i dati raccolti al sistema centrale per l’elaborazione.
3. Software di localizzazione: il software di localizzazione elabora i dati provenienti dalle antenne e utilizza algoritmi per calcolare la posizione in tempo reale di ogni tag. Può includere anche funzioni per la configurazione dei tag e la comunicazione con sistemi esterni tramite API (HTTP, MQTT, ecc.).
L’interazione di questi tre elementi crea un ecosistema in grado di trasformare semplici segnali in informazioni strategiche per la gestione e l’ottimizzazione dei processi aziendali.
Tecnologie RTLS a confronto
I sistemi RTLS possono essere implementati utilizzando diverse tecnologie (GPS, RFID, Wi-Fi, Bluetooth Low Energy o Ultra-Wide Band), che si distinguono in termini di prestazioni (precisione e latenza del dato di posizione), di complessità dell’infrastruttura e di costo totale (comprensivo non solo di hardware e software, ma anche dei servizi di progettazione, installazione, manutenzione).
Vediamo più nel dettaglio come funzionano le diverse tecnologie:
Il GPS è la tecnologia di elezione per applicazioni di localizzazione, ed è ormai presente in tutti i dispositivi mobili. In questo caso, il tag è dotato di un ricevitore GPS che riceve i segnali dai satelliti GPS e li utilizza per determinare la posizione geografica dell’oggetto o della persona, e il software di localizzazione è integrato all’interno del tag stesso. Per trasmettere le informazioni di posizione ad un sistema di supervisione e controllo centralizzato, è necessario che il tag sia dotato anche di un sistema di connettività long-range, come ad esempio LTE, NB-IoT, LoRa.
I vantaggi dell’utilizzo del GPS per RTLS sono legati alla la copertura globale e alla possibilità di usare una infrastruttura esistente. Tuttavia, i sistemi RTLS basati su GPS soffrono di limitazioni legate alla difficoltà o impossibilità di usarli in ambienti indoor, all’elevato consumo delle batterie e al costo del tag.
La tecnologia GPS viene usata essenzialmente per il tracciamento di mezzi e veicoli su scala geografica.
La tecnologia RFID utilizza le onde radio per comunicare tra un lettore e un tag RFID applicato all’oggetto o alla persona monitorata. L’energia a radiofrequenza viene usata anche per alimentare (nel caso di tag “passivi”, o risvegliare nel caso di tag “semi-attivi”) il tag RFID. I lettori RFID vengono posizionati nell’ambiente ed emettono onde radio che vengono captate dai tag RFID, i quali rispondono con un numero identificativo univoco. I lettori ricevono quindi il numero di identificazione dai tag e lo inoltrano al software che utilizza il numero di identificazione per determinare la posizione del tag.
I vantaggi principali della tecnologia RFID per RTLS sono il basso costo e il basso (o nullo) consumo energetico del tag. Tuttavia, a causa della ridotta distanza di comunicazione fra antenna e tag e delle oscillazioni sul valore di potenza ricevuta dall’antenna, tale tecnologia non è molto adatta per applicazioni RTLS distribuite.
Viene tipicamente usata per applicazioni di localizzazione puntuali, come il controllo del transito da varchi.
La tecnologia WiFi utilizzata per applicazioni RTLS funziona attraverso una rete di access point (AP) WiFi. Gli asset che devono esse monitorati vengono dotati di ricevitori WiFi, che raccolgono i segnali dagli AP e li utilizzano per calcolare la propria posizione in base alla potenza del segnale ricevuto da ciascun AP.
Il vantaggio principale della tecnologia WiFi è legato alla possibilità di utilizzare infrastrutture WLAN esistenti, eliminando o riducendo il costo per le antenne. Tuttavia, le soluzioni RTLS basate su WiFi soffrono di limiti dovuti all’elevato costo e agli alti consumi dei tag, alla scarsa accuratezza e a problemi di condivisione della rete WLAN con altri dispositivi.
L’RTLS basato su UWB (Ultra-Wide Band) viene strutturato utilizzando tag UWB che trasmettono segnali a banda ultra-larga (con una banda maggiore di 500MHz) con una bassa potenza. L’uso di segnali UWB (ovvero di impulsi di breve durata, nell’ordine di qualche nsec o inferiore), permette di calcolare la distanza fra il tag e l’antenna UWB tramite la stima del tempo di volo del segnale stesso. Esistono più algoritmi che utilizzano la tecnologia UWB, fra cui i principali sono:
• ToF (Time of Flight), basato sul tempo che intercorre fra l’inizio della trasmissione da parte del tag e l’inizio della ricezione del segnale di risposta dall’antenna (per questo motivo la metodologia è denominata anche TWR, Two-Way Ranging), valore che è propozionale alla distanza fra tag e antenna;
• TDoA (Time Difference of Arrival), in cui si calcola la differenza nell’istante di arrivo alle diverse antenne riceventi, del segnale trasmesso dal tag, da cui è possibile stimare la distanza assoluta rispetto alle varie antenne.
La principale prerogativa dell’UWB è la sua alta precisione nella determinazione in tempo reale della posizione del tag. Tuttavia, l’
UWB soffre di alcune limitazioni, fra cui l’elevato costo totale di infrastruttura, il maggior costo dei tag rispetto a Bluetooth® LE, gli elevati consumi energetici del tag, soprattutto per applicazioni con tracciamento a bassa latenza.
Infine, nella tecnologia Bluetooth® Low Energy, i tag trasmettono periodicamente un pacchetto di advertising Bluetooth® LE, contenente l’identificativo univoco del tag. Il pacchetto può essere formattato secondo tecnologie standard per beacon Bluetooth® LE (come iBeacon o Eddystone) oppure con formati proprietari (come nel caso della tecnologia Quuppa). I ricevitori Bluetooth® LE, detti talvolta anche “gateway Bluetooth® LE” o “locator Bluetooth® LE”, vengono posizionati in tutto l’ambiente, generalmente sul soffitto o a parete. In base agli algoritmi di localizzazione, varia la complessità, e di conseguenza anche il costo, dei ricevitori Bluetooth® LE:
• per sistemi RTLS basati su RSSI (Received Signal Strength Indicator), ovvero il valore di potenza ricevuta, i ricevitori sono semplici gateway Bluetooth® LE, con interfaccia WLAN o LAN;
• nel caso di sistemi basati su AoA (Angle of Arrival), i locator sono più complessi e integrano array di antenne con algoritmi in grado di calcolare la direzione di incidenza del segnale Bluetooth® LE.
La tecnologia Bluetooth® LE presenta molti vantaggi per le applicazioni RTLS: il ridotto consumo ed il basso costo dei tag, l’elevata scalabilità, la possibilità di offrire soluzioni estremamente diversificate in termini di costi e prestazioni, l’elevata integrabilità con dispositivi e sensori IoT che adottano Bluetooth® LE come tecnologia di comunicazione.
All’interno delle soluzioni RTLS che utilizzano tecnologia Bluetooth® LE, possiamo includere anche le soluzioni che adottano radio compatibile con Bluetooth® LE, ma non sono conformi allo standard Bluetooth® LE.
Fra queste soluzioni, di particolare interesse è la tecnologia Mesh 2.4GHz, che rende possibile la realizzazione di sistemi di localizzazione caratterizzati da una infrastruttura completamente senza cavi (le ancore sono alimentate a batteria e comunicano via radio tramite rete mesh), garantendo elevata semplicità e scalabilità e un costo totale di realizzazione inferiore rispetto a gran parte delle tecnologie alternative.
bleenc®
Tra le tecnologie RTLS basate su Bluetooth Low Energy, bleenc è la piattaforma di ultima generazione sviluppata da BlueUp, progettata per offrire una localizzazione intelligente e adattiva. A differenza dei sistemi tradizionali, che si limitano a rilevare le posizioni, bleenc abilita una localizzazione contestuale, in cui tag e infrastruttura interpretano attivamente le condizioni ambientali e reagiscono in tempo reale.
Grazie al suo protocollo wireless a basso consumo, ai meccanismi integrati di crittografia e autenticazione e all’architettura scalabile compatibile con dispositivi standard Bluetooth LE, bleenc coniuga alte prestazioni, sicurezza e flessibilità.
Il suo design modulare consente un’integrazione fluida con ecosistemi IoT esistenti e piattaforme di terze parti, mentre algoritmi avanzati garantiscono alta precisione con costi infrastrutturali contenuti. Oltre alla localizzazione, bleenc supporta la raccolta di dati tramite sensori—per monitoraggio di movimenti, temperatura o stato—rendendola uno strumento strategico per applicazioni Digital Twin e operazioni intelligenti e basate sui dati.
Conclusione
I sistemi di localizzazione in tempo reale rappresentano strumenti potenti per le organizzazioni che vogliono ottimizzare le operazioni, migliorare la sicurezza e acquisire visibilità sui flussi fisici. Integrando gli RTLS nei processi aziendali, le imprese possono evolvere verso decisioni automatizzate e basate sui dati, aprendo la strada a operazioni più intelligenti, efficienti e resilienti.