Know what is Indoor Positioning System and the technologies used in it
來源：ZLG致远电子
提到定位，我們首先想到的是衛星、是GPS，但在室內衛星信號衰減嚴重，精度大大降低。在室內做人員定位，有哪些好辦法呢？
古人的望月觀日、司南辨位顯示人類文明的智慧和睿智。
現在一提到定位導航，大家首先想到的是 GPS。但是，衛星定位只能用在室外環境，一到室內，由於導航信號衰減太快，衛星定位就無法使用。
而事實上，隨著室內場景越來越龐大複雜，工業、安控等行業的高速發展，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定位技術，為前來購物的消費者，提供即時導引服務，同時基於位置提供對應的行銷服務；醫院希望對醫療設備進行即時定位，便於需要時快速調用，希望能對特殊病患進行定位監護，防止其發生意外；高危化工廠需要對人員進行定位管理，防止發生安全事故等。
可以說，室內定位在零售、餐飲、物流、製造、化工、電力、醫療防疫等行業，均展現出了廣闊的市場前景。今天便一起瞭解下關於室內定位的相關方案。
WiFi 定位
目前 WiFi 是相對成熟且應用較多的技術，主要是透過行動設備和三個無線網路接入點的無線信號強度，透過差分算法，來比較精準地對人和車輛的進行三角定位。
方案特點：
WiFi 定位可以實現複雜的大範圍定位，但精度只能維持在米級定位（1－10m），無法做到精準定位；同時定位系統可以與其他客戶共享網路，但受限於 WiFi 通信距離問題，基地台布點較多，成本增加。
應用場景：
早期 WiFi 方案主要是應用在專業行業領域，隨著消費市場需求增加，目前在監獄、醫院、車間工廠等都有較大應用。
紅外線定位
紅外線室內定位有兩種，第一種是被定位目標使用紅外線 IR 標識作為移動點，發射調制的紅外射線，透過安裝在室內的光學感測器接收進行定位；第二種是透過多對發射器和接收器編織紅外線網覆蓋待測空間，直接對運動目標進行定位。
方案特點：
紅外線的技術已經非常成熟，用於室內定位精度相對較高，但是由於紅外線只能視距傳播，穿透性極差（可以參考家裡的電視遙控器），當標識被遮擋時就無法正常工作，也極易受燈光、煙霧等環境因素影響明顯；紅外線的傳輸距離不長，使其在佈局上，無論哪種方式，都需要在每個遮擋背後、甚至轉角都安裝接收端，佈局複雜，使得成本提升，而定位效果有限。
應用場景：
適用於實驗室對簡單物體的軌跡，精確定位記錄，以及室內自走機器人的位置定位。
藍牙定位
藍牙信標技術目前部署的也比較多，也是相對比較成熟的技術。藍牙跟 WiFi 的區別不是太大，精度會比 WiFi 稍微高一點。
方案特點：
藍牙定位技術最大的優點是設備體積小、短距離、低功耗，容易整合在手機等行動設備中。只要設備的藍牙功能開啓，就能夠對其進行定位；藍牙傳輸不受視距的影響，但對於複雜的空間環境，藍牙系統的穩定性稍差，受噪聲信號干擾大，且在於藍牙器件和設備的價格比較昂貴。
應用場景：
應用於對人的小範圍定位，例如單層大廳或商店。現在已經被某些廠商開始用於 LBS 推廣。
射頻辨識定位
射頻辨識室內定位技術利用射頻方式，天線或者設備把無線電信號調成電磁場，附著於物品的標籤，經過磁場後感應電流生成把數據傳送出去，以多對雙向通信交換數據，以達到辨識和三角定位的目的。
方案特點：
射頻辨識作用距離很近，但它可以在幾毫秒內，得到釐米級定位精度的資訊，而且標識的體積比較小，造價比較低；RFID不具有通信能力，抗干擾能力較差，不便於整合到其他系統之中；用戶的安全隱私保障和國際標準化都不夠完善。
應用場景：
適用於倉庫、工廠、商場貨物、商品流轉定位。
超寬頻 UWB 定位
超寬頻定位技術是一種全新的、與傳統通信定位技術有極大差異的新技術。採用 UWB（超寬頻）脈衝信號，由多個感測器採用 TDOA 和 AOA 定位算法，對標籤位置進行分析，多徑分辨能力強、精度高，定位精度可達釐米級。
方案特點：
超寬頻技術具有 GHz 量級的頻寬，因此穿透力強、抗干擾效果好、安全性高、系統複雜度低、能提供精確定位精度，前景相當廣闊；新加入的盲節點需要主動通信使得功耗較高，而且事先也需要佈局，使得成本較高。
應用場景：
可用於各個領域的室內精確定位和導航，包括人和大型物品，例如汽車地庫停車導航、礦井人員定位、貴重物品倉儲等。
Zigbee 定位
傳統 Zigbee 定位方案與 WiFi、藍牙利用三角定位方案類似，利用行動標籤，與參考節點之間的信號強度進行測距，多基地台實現多維角度定位。
而 NXP JN5168 系列 Zigbee 晶片，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，類似目前超寬頻 TDOA 和 AOA 定位算法。
方案特點：
Zigbee 傳輸需要很少的能量，具有低功耗特點；Zigbee 網路可同時進行數據傳輸工作，並支持多級路由，可將數據進行超遠距離傳輸；JN5168 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。
應用場景：
已經被廣泛應用於大型的工廠、地下管廊、礦區，以及工廠作為人員在崗管理系統所採用。
基於 NXP JN5168 無線微控制器開發的一系列低功耗、高性能 Zigbee 模組，可支持 TOF（空中飛行時間）與 RSSI（信號強度）測距功能。
0 comments:
張貼留言