提到定位,,我們首先想到的是衛(wèi)星,、是GPS,、是北斗,但在室內(nèi)衛(wèi)星信號衰減嚴重,,精度大大降低。在室內(nèi)做人員定位,,有哪些好辦法呢,?
古人的望月觀日、司南辨位展示我們祖先的智慧和睿智,。
現(xiàn)在一提到定位導(dǎo)航,,大家首先想到的是GPS,,中國也推出了自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。但是,,衛(wèi)星定位只能用在室外環(huán)境,,一到室內(nèi),由于導(dǎo)航信號衰減太快,,衛(wèi)星定位就無法使用,。
而事實上,隨著室內(nèi)場景越來越龐大復(fù)雜,,工業(yè),、安防等行業(yè)的高速發(fā)展,人員定位管理也逐漸成為了熱門市場,。
大型商超希望能夠借助室內(nèi)定位技術(shù)為前來購物的消費者提供實時導(dǎo)引服務(wù),,同時基于位置提供對應(yīng)的營銷服務(wù)。
醫(yī)院希望對醫(yī)療設(shè)備進行實時定位,,便于需要時快速調(diào)用,,希望能對特殊病患進行定位監(jiān)護,防止其發(fā)生意外,。高?;S需要對人員進行定位管理,防止發(fā)生安全事故等,。
可以說,,室內(nèi)定位在零售、餐飲,、物流,、制造、化工,、電力,、醫(yī)療等行業(yè)均展現(xiàn)出了廣闊的市場前景。
今天這里一起了解下各類關(guān)于室內(nèi)定位的相關(guān)解決方案,。
一,、Wi-Fi定位
目前Wi-Fi是相對成熟且應(yīng)用較多的技術(shù),主要是通過移動設(shè)備和三個無線網(wǎng)絡(luò)接入點的無線信號強度,,通過差分算法,,來比較精準地對人和車輛的進行三角定位。
方案特點:
lWi-Fi定位可以實現(xiàn)復(fù)雜的大范圍定位,,但精度只能維持在米級定位(1-10m),,無法做到精準定位;
l同時定位系統(tǒng)可以與其他客戶共享網(wǎng)絡(luò),,但受限于Wi-Fi通信距離問題,,基站布點較多,,成本增加。
應(yīng)用場景:早期Wi-Fi方案主要是應(yīng)用在專業(yè)行業(yè)領(lǐng)域,,隨著消費市場需求增加,,目前在監(jiān)獄、醫(yī)院,、車間工廠等都有較大應(yīng)用,。
二、紅外線定位
紅外線室內(nèi)定位有兩種,,第一種是被定位目標使用紅外線IR標識作為移動點,,發(fā)射調(diào)制的紅外射線,通過安裝在室內(nèi)的光學(xué)傳感器接收進行定位;第二種是通過多對發(fā)射器和接收器織紅外線網(wǎng)覆蓋待測空間,,直接對運動目標進行定位,。
方案特點:
l紅外線的技術(shù)已經(jīng)非常成熟,用于室內(nèi)定位精度相對較高,,但是由于紅外線只能視距傳播,,穿透性極差(可以參考家里的電視遙控器),當標識被遮擋時就無法正常工作,,也極易受燈光,、煙霧等環(huán)境因素影響明顯;
l紅外線的傳輸距離不長,,使其在布局上,,無論哪種方式,都需要在每個遮擋背后,、甚至轉(zhuǎn)角都安裝接收端,,布局復(fù)雜,使得成本提升,,而定位效果有限,。
應(yīng)用場景:適用于實驗室對簡單物體的軌跡精確定位記錄以及室內(nèi)自走機器人的位置定位。
三,、藍牙定位
藍牙信標技術(shù)目前部署的也比較多,,也是相對比較成熟的技術(shù)。藍牙跟WiFi的區(qū)別不是太大,,精度會比WiFi稍微高一點,。
方案特點:
l藍牙定位技術(shù)最大的優(yōu)點是設(shè)備體積小、短距離,、低功耗,容易集成在手機等移動設(shè)備中,。只要設(shè)備的藍牙功能開啟,,就能夠?qū)ζ溥M行定位,;
l藍牙傳輸不受視距的影響,但對于復(fù)雜的空間環(huán)境,,藍牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差,,受噪聲信號干擾大且在于藍牙器件和設(shè)備的價格比較昂貴。
應(yīng)用場景:應(yīng)用于對人的小范圍定位,,例如單層大廳或商店?,F(xiàn)在已經(jīng)被某些廠商開始用于LBS推廣。
五,、射頻識別定位
射頻識別室內(nèi)定位技術(shù)利用射頻方式,,天線或者設(shè)備把無線電信號調(diào)成電磁場,附著于物品的標簽經(jīng)過磁場后感應(yīng)電流生成把數(shù)據(jù)傳送出去,,以多對雙向通信交換數(shù)據(jù)以達到識別和三角定位的目的,。
方案特點:
l射頻識別作用距離很近,但它可以在幾毫秒內(nèi)得到厘米級定位精度的信息,,而且標識的體積比較小,,造價比較低;
lRFID不具有通信能力,,抗干擾能力較差,,不便于整合到其他系統(tǒng)之中;
l用戶的安全隱私保障和國際標準化都不夠完善,。
應(yīng)用場景:適用于倉庫,、工廠、商場貨物,、商品流轉(zhuǎn)定位,。
六、超寬帶UWB定位
超寬帶定位技術(shù)是一種全新的,、與傳統(tǒng)通信定位技術(shù)有極大差異的新技術(shù),。采用UWB(超寬帶)脈沖信號,由多個傳感器采用TDOA和AOA定位算法對標簽位置進行分析,,多徑分辨能力強,、精度高,定位精度可達厘米級,。
方案特點:
l超寬帶技術(shù)具有GHz量級的帶寬,,因此穿透力強、抗干擾效果好,、安全性高,、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度,前景相當廣闊,;
l新加入的盲節(jié)點需要主動通信使得功耗較高,,而且事先也需要布局,使得成本較高,。
應(yīng)用場景:可用于各個領(lǐng)域的室內(nèi)精確定位和導(dǎo)航,,包括人和大型物品,例如汽車地庫停車導(dǎo)航,、礦井人員定位,、貴重物品倉儲等。
七,、Zigbee定位
傳統(tǒng)Zigbee定位方案與Wi-Fi,、藍牙利用三角定位方案類似,利用移動標簽與參考節(jié)點之間的信號強度進行測距,,多基站實現(xiàn)多維角度定位,。
而NXP JN5168系列Zigbee芯片在滿足信號強度測試功能要求外,還增加TOF(空中飛行時間)測距方式,,類似目前超寬帶TDOA和AOA定位算法,。
方案特點:
lZigbee傳輸需要很少的能量,具有低功耗特點,;
lZigbee網(wǎng)絡(luò)可同時進行數(shù)據(jù)傳輸工作,,并支持多級路由,可將數(shù)據(jù)進行超遠距離傳輸,;
lJN5168系列方案整合TOF(空中飛行時間)+RSSI(信號強度)雙方案測距方式,,精準定位。
應(yīng)用場景:已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于大型的工廠,、地下管廊,、礦區(qū)以及車間作為人員在崗管理系統(tǒng)所采用。
ZM516x是ZLG致遠電子基于NXP JN5168無線微控制器開發(fā)的一系列低功耗,、高性能Zigbee模塊,,可支持TOF(空中飛行時間)與RSSI(信號強度)測距功能。
方案升級:ZLG致遠電子基于室內(nèi)礦區(qū)人員定位行業(yè)需求,,將測距方案進一步做出升級,,目前ZM5168系列模塊廣播模式時也可配置使能RSSI輸出,便于移動標簽迅速確定位置信息,,定位方案更加靈活,,減小模塊工作量。