物聯網常見定位技術的優缺點
發布時間:2018-08-20 責任編輯:wenwei
【導讀】萬物互聯的時代也是數據為王的時代,然而在很多時候,沒有對應的位置信息就意味著數據是“雜亂無章”de,keliyongdejiazhijiuhuidadajiangdi。suizhewulianwangxingyezheliangniandepengbofazhan,dingweijishuzaigezhongwulianwangyingyongchangjingdexuqiuyedadatisheng,yixiajiuweidajiajieshaojizhongshineiwaidedingweijishu。
1、射頻識別室內定位技術

射(she)頻(pin)識(shi)別(bie)室(shi)內(nei)定(ding)位(wei)技(ji)術(shu)利(li)用(yong)射(she)頻(pin)方(fang)式(shi),固(gu)定(ding)天(tian)線(xian)把(ba)無(wu)線(xian)電(dian)信(xin)號(hao)調(tiao)成(cheng)電(dian)磁(ci)場(chang),附(fu)著(zhe)於(yu)物(wu)品(pin)的(de)標(biao)簽(qian)經(jing)過(guo)磁(ci)場(chang)後(hou)生(sheng)成(cheng)感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)把(ba)數(shu)據(ju)傳(chuan)送(song)出(chu)去(qu),以(yi)多(duo)對(dui)雙(shuang)向(xiang)通(tong)信(xin)交(jiao)換(huan)數(shu)據(ju)以(yi)達(da)到(dao)識(shi)別(bie)和(he)三(san)角(jiao)定(ding)位(wei)的(de)目(mu)的(de)。
shepinshibieshineidingweijishuzuoyongjulihenjin,dantakeyizaijihaomiaoneidedaolimijidingweijingdudexinxi,qieyouyudiancichangfeishijudengyoudian,chuanshufanweihenda,erqiebiaoshidetijibijiaoxiao,zaojiabijiaodi。danqibujuyoutongxinnengli,kangganraonenglijiaocha,bubianyuzhenghedaoqitaxitongzhizhong,qieyonghudeanquanyinsibaozhangheguojibiaozhunhuadoubugouwanshan。
射頻識別室內定位已經被倉庫、工廠、商場廣泛使用在貨物、商品流轉定位上。
2、Wi-Fi室內定位技術
Wi-Fi定ding位wei技ji術shu有you兩liang種zhong,一yi種zhong是shi通tong過guo移yi動dong設she備bei和he三san個ge無wu線xian網wang絡luo接jie入ru點dian的de無wu線xian信xin號hao強qiang度du,通tong過guo差cha分fen算suan法fa,來lai比bi較jiao精jing準zhun地di對dui人ren和he車che輛liang的de進jin行xing三san角jiao定ding位wei。另ling一yi種zhong是shi事shi先xian記ji錄lu巨ju量liang的de確que定ding位wei置zhi點dian的de信xin號hao強qiang度du,通tong過guo用yong新xin加jia入ru的de設she備bei的de信xin號hao強qiang度du對dui比bi擁yong有you巨ju量liang數shu據ju的de數shu據ju庫ku,來lai確que定ding位wei置zhi。
Wi-Fi定位可以在廣泛的應用領域內實現複雜的大範圍定位、監測和追蹤任務,總精度比較高,但是用於室內定位的精度隻能達到2米左右,無法做到精準定位。由於Wi-Fi路由器和移動終端的普及,使得定位係統可以與其他客戶共享網絡,硬件成本很低,而且Wi-Fi的定位係統可以降低了射頻(RF)幹擾可能性。
Wi-Fi定位適用於對人或者車的定位導航,可以於醫療機構、主題公園、工廠、商場等各種需要定位導航的場合。
3、超寬帶(UWB)定位技術
超寬帶技術是近年來新興一項全新的、與yu傳chuan統tong通tong信xin技ji術shu有you極ji大da差cha異yi的de通tong信xin無wu線xian新xin技ji術shu。它ta不bu需xu要yao使shi用yong傳chuan統tong通tong信xin體ti製zhi中zhong的de載zai波bo,而er是shi通tong過guo發fa送song和he接jie收shou具ju有you納na秒miao或huo微wei秒miao級ji以yi下xia的de極ji窄zhai脈mai衝chong來lai傳chuan輸shu數shu據ju,從cong而er具ju有you3.1~10.6GHz量級的帶寬。目前,包括美國,日本,加拿大等在內的國家都在研究這項技術,在無線室內定位領域具有良好的前景。
UWBjishushiyizhongchuanshusulvgao,fashegonglvjiaodi,chuantounenglijiaoqiangbingqieshijiyujizhaimaichongdewuxianjishu,wuzaibo。zhengshizhexieyoudian,shitazaishineidingweilingyudedaolejiaoweijingquedejieguo。
超寬帶室內定位技術常采用TDOA演示測距定位算法,就是通過信號到達的時間差,通過雙曲線交叉來定位的超寬帶係統包括產生、發射、接收、處理極窄脈衝信號的無線電係統。而超寬帶室內定位係統則包括UWB接收器、UWB參考標簽和主動UWB標簽。定位過程中由UWB接收器接收標簽發射的UWB信號,通過過濾電磁波傳輸過程中夾雜的各種噪聲幹擾,得到含有效信息的信號,再通過中央處理單元進行測距定位計算分析。
超寬帶可用於室內精確定位,例如戰場士兵的位置發現、機器人運動跟蹤等。超寬帶係統與傳統的窄帶係統相比,具有穿透力強、功耗低、抗幹擾效果好、安全性高、係統複雜度低、能neng提ti供gong精jing確que定ding位wei精jing度du等deng優you點dian。因yin此ci,超chao寬kuan帶dai技ji術shu可ke以yi應ying用yong於yu室shi內nei靜jing止zhi或huo者zhe移yi動dong物wu體ti以yi及ji人ren的de定ding位wei跟gen蹤zong與yu導dao航hang,且qie能neng提ti供gong十shi分fen精jing確que的de定ding位wei精jing度du。根gen據ju不bu同tong公gong司si使shi用yong的de技ji術shu手shou段duan或huo算suan法fa不bu同tong,精jing度du可ke保bao持chi在zai0.1 m~0.5 m。
4、地磁定位技術
地(di)球(qiu)可(ke)視(shi)為(wei)一(yi)個(ge)磁(ci)偶(ou)極(ji),其(qi)中(zhong)一(yi)極(ji)位(wei)在(zai)地(di)理(li)北(bei)極(ji)附(fu)近(jin),另(ling)一(yi)極(ji)位(wei)在(zai)地(di)理(li)南(nan)極(ji)附(fu)近(jin)。地(di)磁(ci)場(chang)包(bao)括(kuo)基(ji)本(ben)磁(ci)場(chang)和(he)變(bian)化(hua)磁(ci)場(chang)兩(liang)個(ge)部(bu)分(fen)。基(ji)本(ben)磁(ci)場(chang)是(shi)地(di)磁(ci)場(chang)的(de)主(zhu)要(yao)部(bu)分(fen),起(qi)源(yuan)於(yu)地(di)球(qiu)內(nei)部(bu),比(bi)較(jiao)穩(wen)定(ding),屬(shu)於(yu)靜(jing)磁(ci)場(chang)部(bu)分(fen)。變(bian)化(hua)磁(ci)場(chang)包(bao)括(kuo)地(di)磁(ci)場(chang)的(de)各(ge)種(zhong)短(duan)期(qi)變(bian)化(hua),主(zhu)要(yao)起(qi)源(yuan)於(yu)地(di)球(qiu)內(nei)部(bu),相(xiang)對(dui)比(bi)較(jiao)微(wei)弱(ruo)。
現xian代dai建jian築zhu的de鋼gang筋jin混hun凝ning土tu結jie構gou會hui在zai局ju部bu範fan圍wei內nei對dui地di磁ci產chan生sheng擾rao亂luan,指zhi南nan針zhen可ke能neng也ye會hui因yin此ci受shou到dao影ying響xiang。原yuan則ze上shang來lai說shuo,非fei均jun勻yun的de磁ci場chang環huan境jing會hui因yin其qi路lu徑jing不bu同tong產chan生sheng不bu同tong的de磁ci場chang觀guan測ce結jie果guo。而er這zhe種zhong被bei稱cheng為wei IndoorAtlas的定位技術,正是利用地磁在室內的這種變化進行室內導航,並且導航精度已經可以達到 0.1 米到 2 米。
不過使用這種技術進行導航的過程還是稍顯麻煩。你需要先將室內樓層平麵圖上傳到 IndoorAtlas tigongdedituyunzhong,ranhounixuyaoshiyongqiyidongkehuduanshidijilumubiaodidianbutongfangweidedicichang。jiludedicishujudouhuibeikehuduanshangchuanzhiyunduan,zheyangqitarencainengliyongyijiluguodedicijinxingjingqueshineidaohang。
百度於2014年戰略投資了地磁定位技術開發商IndoorAtlas,並於2015年6月宣布在自己的地圖應用中使用其地磁定位技術,將該技術與Wi-Fi熱點地圖、慣性導航技術聯合使用。精度高, 宣傳商業應用中,可以達到米級定位標準,但磁信號容易受到環境中不斷變化的電、磁信號源幹擾,定位結果不穩定,精度會受影響。
5、超聲波定位技術
超(chao)聲(sheng)波(bo)定(ding)位(wei)技(ji)術(shu)通(tong)過(guo)在(zai)室(shi)內(nei)安(an)裝(zhuang)多(duo)個(ge)超(chao)聲(sheng)波(bo)揚(yang)聲(sheng)器(qi),發(fa)出(chu)能(neng)被(bei)終(zhong)端(duan)麥(mai)克(ke)風(feng)檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)超(chao)聲(sheng)信(xin)號(hao)。通(tong)過(guo)不(bu)同(tong)聲(sheng)波(bo)的(de)到(dao)達(da)時(shi)間(jian)差(cha),推(tui)測(ce)出(chu)終(zhong)端(duan)的(de)位(wei)臵(臵)。
由you於yu聲sheng波bo的de傳chuan送song速su度du遠yuan低di於yu電dian磁ci波bo,其qi係xi統tong實shi現xian難nan度du非fei常chang低di,可ke以yi非fei常chang簡jian單dan地di實shi現xian係xi統tong的de無wu線xian同tong步bu,然ran後hou用yong超chao聲sheng波bo發fa送song器qi發fa送song,接jie收shou端duan采cai用yong麥mai克ke風feng接jie收shou,自zi己ji運yun算suan位wei置zhi即ji可ke。
由於聲波的速率比較低,傳送相同的內容需要的時間比較長,隻有通過類似TDoA的方式才能獲得較大的係統容量。
6、ZigBee室內定位技術
該(gai)項(xiang)技(ji)術(shu)是(shi)通(tong)過(guo)若(ruo)幹(gan)個(ge)待(dai)定(ding)位(wei)的(de)盲(mang)節(jie)點(dian)和(he)一(yi)個(ge)已(yi)知(zhi)位(wei)置(zhi)的(de)參(can)考(kao)節(jie)點(dian)與(yu)網(wang)關(guan)之(zhi)間(jian)形(xing)成(cheng)組(zu)網(wang),每(mei)個(ge)微(wei)小(xiao)的(de)盲(mang)節(jie)點(dian)之(zhi)間(jian)相(xiang)互(hu)協(xie)調(tiao)通(tong)信(xin)以(yi)實(shi)現(xian)全(quan)部(bu)定(ding)位(wei)。
ZigBee是一種新興的短距離、低(di)速(su)率(lv)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu),這(zhe)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)隻(zhi)需(xu)要(yao)很(hen)少(shao)的(de)能(neng)量(liang),以(yi)接(jie)力(li)的(de)方(fang)式(shi)通(tong)過(guo)無(wu)線(xian)電(dian)波(bo)將(jiang)數(shu)據(ju)從(cong)一(yi)個(ge)節(jie)點(dian)傳(chuan)到(dao)另(ling)一(yi)個(ge)節(jie)點(dian),作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)低(di)功(gong)耗(hao)和(he)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong),ZigBee的工作效率非常高。但ZigBee的信號傳輸受多徑效應和移動的影響都很大,而且定位精度取決於信道物理品質、信號源密度、環境和算法的準確性,造成定位軟件的成本較高,提高空間還很大。
ZigBee室內定位已經被很多大型的工廠和車間作為人員在崗管理係統所采用。
7、紅外線定位技術
hongwaixianshiyizhongbochangjianyuwuxiandianbohekejianguangbozhijiandediancibo。hongwaixianshineidingweijishudingweideyuanlishi,hongwaixianbiaoshifashetiaozhidehongwaishexian,tongguoanzhuangzaishineideguangxuechuanganqijieshoujinxingdingwei。suiranhongwaixianjuyouxiangduijiaogaodeshineidingweijingdu,danshiyouyuguangxianbunengchuanguozhangaiwu,shidehongwaishexianjinnengshijuchuanbo。zhixianshijuhechuanshujulijiaoduanzheliangdazhuyaoquedianshiqishineidingweidexiaoguohencha。dangbiaoshifangzaikoudailihuozheyouqiangbijiqitazhedangshijiubunengzhengchanggongzuo,xuyaozaimeigefangjian、走廊安裝接收天線,造價較高。因此,紅外線隻適合短距離傳播,而且容易被熒光燈或者房間內的燈光幹擾,在精確定位上有局限性。
典型的紅外線室內定位係統Activebadges使待測物體附上一個電子標,該標識通過紅外發射機向室內固定放置的紅外接收機周期發送該待測物唯一ID,接(jie)收(shou)機(ji)再(zai)通(tong)過(guo)有(you)線(xian)網(wang)絡(luo)將(jiang)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)給(gei)數(shu)據(ju)庫(ku)。這(zhe)個(ge)定(ding)位(wei)技(ji)術(shu)功(gong)耗(hao)較(jiao)大(da)且(qie)常(chang)常(chang)會(hui)受(shou)到(dao)室(shi)內(nei)牆(qiang)體(ti)或(huo)物(wu)體(ti)的(de)阻(zu)隔(ge),實(shi)用(yong)性(xing)較(jiao)低(di)。如(ru)果(guo)將(jiang)紅(hong)外(wai)線(xian)與(yu)超(chao)聲(sheng)波(bo)技(ji)術(shu)相(xiang)結(jie)合(he)也(ye)可(ke)方(fang)便(bian)地(di)實(shi)現(xian)定(ding)位(wei)功(gong)能(neng)。用(yong)紅(hong)外(wai)線(xian)觸(chu)發(fa)定(ding)位(wei)信(xin)號(hao)使(shi)參(can)考(kao)點(dian)的(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)發(fa)射(she)器(qi)向(xiang)待(dai)測(ce)點(dian)發(fa)射(she)超(chao)聲(sheng)波(bo),應(ying)用(yong)TOAjibensuanfa,tongguojishiqicejudingwei。yifangmianjiangdilegonghao,lingyifangmianbimianlechaoshengbofansheshidingweijishuchuanshujuliduandequexian。shidehongwaijishuyuchaoshengbojishuyoushihubu。
8、藍牙定位技術
藍(lan)牙(ya)技(ji)術(shu)通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)強(qiang)度(du)進(jin)行(xing)定(ding)位(wei)。這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)短(duan)距(ju)離(li)低(di)功(gong)耗(hao)的(de)無(wu)線(xian)傳(chuan)輸(shu)技(ji)術(shu),在(zai)室(shi)內(nei)安(an)裝(zhuang)適(shi)當(dang)的(de)藍(lan)牙(ya)局(ju)域(yu)網(wang)接(jie)入(ru)點(dian),把(ba)網(wang)絡(luo)配(pei)置(zhi)成(cheng)基(ji)於(yu)多(duo)用(yong)戶(hu)的(de)基(ji)礎(chu)網(wang)絡(luo)連(lian)接(jie)模(mo)式(shi),並(bing)保(bao)證(zheng)藍(lan)牙(ya)局(ju)域(yu)網(wang)接(jie)入(ru)點(dian)始(shi)終(zhong)是(shi)這(zhe)個(ge)微(wei)微(wei)網(wang)(piconet)的主設備,就可以獲得用戶的位置信息。
藍牙技術主要應用於小範圍定位,例如單層大廳或倉庫。藍牙室內定位技術最大的優點是設備體積小、易於集成在PDA、PC 以(yi)及(ji)手(shou)機(ji)中(zhong),因(yin)此(ci)很(hen)容(rong)易(yi)推(tui)廣(guang)普(pu)及(ji)。理(li)論(lun)上(shang),對(dui)於(yu)持(chi)有(you)集(ji)成(cheng)了(le)藍(lan)牙(ya)功(gong)能(neng)移(yi)動(dong)終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)的(de)用(yong)戶(hu),隻(zhi)要(yao)設(she)備(bei)的(de)藍(lan)牙(ya)功(gong)能(neng)開(kai)啟(qi),藍(lan)牙(ya)室(shi)內(nei)定(ding)位(wei)係(xi)統(tong)就(jiu)能(neng)夠(gou)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)位(wei)置(zhi)判(pan)斷(duan)。采(cai)用(yong)該(gai)技(ji)術(shu)作(zuo)室(shi)內(nei)短(duan)距(ju)離(li)定(ding)位(wei)時(shi)容(rong)易(yi)發(fa)現(xian)設(she)備(bei)且(qie)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)不(bu)受(shou)視(shi)距(ju)的(de)影(ying)響(xiang)。根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)公(gong)司(si)使(shi)用(yong)的(de)技(ji)術(shu)手(shou)段(duan)或(huo)算(suan)法(fa)不(bu)同(tong),精(jing)度(du)可(ke)保(bao)持(chi)在(zai)3 m~15 m。
9、GPS及北鬥衛星等定位技術
北鬥衛星定位是中國自主研發的,利用地球同步衛星為用戶提供全天候、區域性的衛星定位係統。它能快速確定目標或者用戶所處地理位置,向用戶及主管部門提供導航信息。
北鬥衛星導航係統在2008年nian的de汶wen川chuan地di震zhen抗kang震zhen救jiu災zai中zhong發fa揮hui了le重zhong要yao作zuo用yong。在zai當dang地di通tong信xin設she施shi嚴yan重zhong受shou損sun的de情qing況kuang下xia,通tong過guo北bei鬥dou衛wei星xing係xi統tong實shi現xian各ge點dian位wei各ge部bu門men之zhi間jian的de聯lian絡luo,精jing確que判pan定ding各ge路lu救jiu災zai部bu隊dui的de位wei置zhi,以yi便bian根gen據ju災zai情qing及ji時shi下xia達da新xin的de救jiu援yuan任ren務wu。
現階段北鬥衛星應用於民事的比較少,而市麵上也可以看到有北鬥手機和北鬥汽車導航。
10、基站定位技術
基站定位一般應用於手機用戶,手機基站定位服務又叫做移動位置服務(LBS——Location Based Service),它是通過電信移動運營商的網絡(如GSM網)獲取移動終端用戶的位置信息(經緯度坐標),在電子地圖平台的支持下,為用戶提供相應服務的一種增值業務,例如目前中國移動動感地帶提供的動感位置查詢服務等。
由於GPS定位比較費電,所以基站定位是GPS設備常見功能。但是基站定位精度較低,一般在100米到2000米的誤差。

除(chu)了(le)以(yi)上(shang)提(ti)及(ji)的(de),目(mu)前(qian)來(lai)看(kan)定(ding)位(wei)技(ji)術(shu)的(de)種(zhong)類(lei)有(you)幾(ji)十(shi)甚(shen)至(zhi)上(shang)百(bai)種(zhong),而(er)每(mei)種(zhong)定(ding)位(wei)技(ji)術(shu)都(dou)有(you)自(zi)己(ji)的(de)優(you)缺(que)點(dian)和(he)適(shi)合(he)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)。到(dao)底(di)哪(na)種(zhong)技(ji)術(shu)會(hui)最(zui)終(zhong)勝(sheng)出(chu),現(xian)在(zai)還(hai)不(bu)得(de)而(er)知(zhi),有(you)待(dai)整(zheng)個(ge)行(xing)業(ye)應(ying)用(yong)時(shi)間(jian)的(de)檢(jian)驗(yan)。
(來源:LBS)
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