云酷科技

行业信息

主流定位技术分析与应用场景

发布时间 :

2019-11-20

点击:7

一、主流室内定位技术


1.1. 射频识别(RFID)室内定位技术

射频识别室内定位技术利用射频方式,固定天线把无线电信号调成电磁场,附着于物品的标签进过磁场后感应电流生成把数据传送出去,以多对双向通信交换数据以达到识别和三角定位的目的。射频识别室内定位技术作用距离很近,但可在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息,且由于电磁场非视距等优点,传输范围很大,而且标识的体积比较小,造价比较低,但不具有通信能力,抗干扰能力较差。

1.2. 蓝牙室内定位技术

蓝牙室内技术是利用在室内安装的若干个蓝牙局域网接入点,把网络维持成基于多用户的基础网络连接模式,并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网(piconet)的主设备,然后通过测量信号强度对新加入的盲节点进行三角定位。

蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、短距离、低功耗,容易集成在手机等移动设备中。蓝牙传输不受视距的影响,但对于复杂的空间环境,蓝牙系统的稳定性稍差,受噪声信号干扰大且在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵。

1.3. Wi-Fi室内定位技术

Wi-Fi定位技术有两种,一种是通过移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度,通过差分算法,来比较精准地对人和车辆的进行三角定位。另一种是事先记录巨量的确定位置点的信号强度,通过用新加入的设备的信号强度对比拥有巨量数据的数据库,来确定位置(“指纹”定位)。

Wi-Fi定位可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务,总精度比较高,但是用于室内定位的精度只能达到2米左右,无法做到精准定位。

1.4. ZigBee室内定位技术

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,通过若干个待定位的盲节点和一个已知位置的参考节点与网关之间形成组网,每个微小的盲节点之间相互协调通信以实现全部定位这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个节点传到另一个节点,作为一个低功耗和低成本的通信系统,ZigBee的工作效率非常高。但ZigBee的定位精度取决于信道物理品质、信号源密度、环境和算法的准确性,造成定位软件的成本较高,提高空间还很大。

1.5. 超宽带室内定位技术

超宽带定位技术是一种全新的、与传统通信定位技术有极大差异的新技术。它利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点,与新加入的盲节点进行通讯,并利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。

超宽带通信不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,因此具有GHz量级的带宽。由于超宽带定位技术具有穿透力强、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点,前景相当广阔。

二、室内定位解决方案的要求


精度:对精度的要求不同的应用差别很大,比如在超市或仓库找一个特定的商品可能需要1米甚至更低的精度,如果在购物中心寻找一个特定的品牌或餐馆,5-10米的精度就能满足要求。

覆盖范围:覆盖范围主要是指一个技术和解决方案可以在多大的范围内提供满足精度的覆盖。有些技术需要相应或专用的基础设施支撑并结合相应的定位终端使用,这样它的覆盖就只是布局了相应技术的环境范围。

可靠性:前面提到室内环境动态性很强,会经常发生改变,比如商场的设置和隔断会经常发生变化。另一方面,定位所依赖的基础设施也会经常发生变化。举个例子,一些大型的会议,参展商会架设自己的WiFi热点,这些设施会动态变化位置,甚至有时开有时关,如果定位技术是基于WiFi的,可靠的系统应该不会受到这些因素的影响。

成本和复杂度:成本和复杂度指标涵盖两个方面。一个是定位终端的成本,是不是可以用终端已有的硬件而不添加新的硬件。另一方面是布局和维护的成本及其复杂度,包括布局与维护定位所需要的设施和采集相关的数据库。

功耗:定位所产生的功耗是一个很重要的指标尤其对使用电池的移动设备,如果功耗大很快使设备没电了,就限制了用户的使用。有调查表明,电池消耗过快是很多用户不开启定位功能的一个主要因素。所以,如果要实现随时随地的位置感知,必须降低定位所增加的设备额外功耗。

可扩展性:可扩展性指一个解觉方案扩展到更大的覆盖范围使用的能力,和方便地移植到不同的环境和应用的能力。

响应时间:系统给出一个位置更新所需的时间是响应时间,不同的应用需求不同,比如移动用户和导航应用需要快的位置更新。

三、室内定位应用场景


3.1. 人员/物品实时定位

可对人员、物资、设备等目标进行精准定位,精度一般分为厘米级定位、米级精度的定位,主要应用于人员定位看护,物资定位管理。常见场景有访客定位管理、仓储设备定位管理等。

3.2. 历史轨迹查询

可随时查看人员、物品在某个时间段内的移动轨迹,便于实现人员岗位巡查、人员行为分析、物资调度安排等。主要应用于事件历史追溯、养老院老人智能看护等。

3.3. 虚拟地理围栏

通过系统在关键区域设置虚拟围栏,一旦人员、物资、设备,未经授权进入或离开某区域,立即预警,保障安全。主要应用于人员防走失、岗位管理、物资管控等。

3.4. 位置数据收集

可在数万人的大型会展中实现全时段位置信息收集,全面收集人群行为轨迹,查看在某展位停留时间、观览数据,提供精准营销数据,为客户回访和针对性营销提供保障,提升展会客户转化率。

3.5. 系统联动

可以与定位现场的声光报警系统、视频监控系统进行联动,实现预警的同时触发警铃或是现场视频画面,便于高效决策。