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”的(de),可(ke)利(li)用(yong)的(de)價(jia)值(zhi)就(jiu)會(hui)大(da)大(da)降(jiang)低(di)。隨(sui)著(zhe)物(wu)聯(lian)網(wang)行(xing)業(ye)這(zhe)兩(liang)年(nian)的(de)蓬(peng)勃(bo)發(fa)展(zhan),定(ding)位(wei)技(ji)術(shu)在(zai)各(ge)種(zhong)物(wu)聯(lian)網(wang)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)的(de)需(xu)求(qiu)也(ye)大(da)大(da)提(ti)升(sheng),以(yi)下(xia)就(jiu)為(wei)大(da)家(jia)介(jie)紹(shao)幾(ji)種(zhong)室(shi)內(nei)外(wai)的(de)定(ding)位(wei)技(ji)術(shu)。
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。
射(she)頻(pin)識(shi)別(bie)室(shi)內(nei)定(ding)位(wei)技(ji)術(shu)作(zuo)用(yong)距(ju)離(li)很(hen)近(jin),但(dan)它(ta)可(ke)以(yi)在(zai)幾(ji)毫(hao)秒(miao)內(nei)得(de)到(dao)厘(li)米(mi)級(ji)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)的(de)信(xin)息(xi),且(qie)由(you)於(yu)電(dian)磁(ci)場(chang)非(fei)視(shi)距(ju)等(deng)優(you)點(dian),傳(chuan)輸(shu)範(fan)圍(wei)很(hen)大(da),而(er)且(qie)標(biao)識(shi)的(de)體(ti)積(ji)比(bi)較(jiao)小(xiao),造(zao)價(jia)比(bi)較(jiao)低(di)。但(dan)其(qi)不(bu)具(ju)有(you)通(tong)信(xin)能(neng)力(li),抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)較(jiao)差(cha),不(bu)便(bian)於(yu)整(zheng)合(he)到(dao)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)之(zhi)中(zhong),且(qie)用(yong)戶(hu)的(de)安(an)全(quan)隱(yin)私(si)保(bao)障(zhang)和(he)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)化(hua)都(dou)不(bu)夠(gou)完(wan)善(shan)。
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-Fidingweijishuyouliangzhong,yizhongshitongguoyidongshebeihesangewuxianwangluojierudiandewuxianxinhaoqiangdu,tongguochafensuanfa,laibijiaojingzhundiduirenhecheliangdejinxingsanjiaodingwei。lingyizhongshishixianjilujuliangdequedingweizhidiandexinhaoqiangdu,tongguoyongxinjiarudeshebeidexinhaoqiangduduibiyongyoujuliangshujudeshujuku,laiquedingweizhi。
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。
UWB技(ji)術(shu)是(shi)一(yi)種(zhong)傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)高(gao),發(fa)射(she)功(gong)率(lv)較(jiao)低(di),穿(chuan)透(tou)能(neng)力(li)較(jiao)強(qiang)並(bing)且(qie)是(shi)基(ji)於(yu)極(ji)窄(zhai)脈(mai)衝(chong)的(de)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu),無(wu)載(zai)波(bo)。正(zheng)是(shi)這(zhe)些(xie)優(you)點(dian),使(shi)它(ta)在(zai)室(shi)內(nei)定(ding)位(wei)領(ling)域(yu)得(de)到(dao)了(le)較(jiao)為(wei)精(jing)確(que)的(de)結(jie)果(guo)。
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(zai)0.1 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 提(ti)供(gong)的(de)地(di)圖(tu)雲(yun)中(zhong),然(ran)後(hou)你(ni)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)其(qi)移(yi)動(dong)客(ke)戶(hu)端(duan)實(shi)地(di)記(ji)錄(lu)目(mu)標(biao)地(di)點(dian)不(bu)同(tong)方(fang)位(wei)的(de)地(di)磁(ci)場(chang)。記(ji)錄(lu)的(de)地(di)磁(ci)數(shu)據(ju)都(dou)會(hui)被(bei)客(ke)戶(hu)端(duan)上(shang)傳(chuan)至(zhi)雲(yun)端(duan),這(zhe)樣(yang)其(qi)它(ta)人(ren)才(cai)能(neng)利(li)用(yong)已(yi)記(ji)錄(lu)過(guo)的(de)地(di)磁(ci)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)室(shi)內(nei)導(dao)航(hang)。
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。
youyushengbodechuansongsuduyuandiyudiancibo,qixitongshixiannandufeichangdi,keyifeichangjiandandishixianxitongdewuxiantongbu,ranhouyongchaoshengbofasongqifasong,jieshouduancaiyongmaikefengjieshou,zijiyunsuanweizhijike。
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、disulvwuxianwangluojishu,zhexiechuanganqizhixuyaohenshaodenengliang,yijielidefangshitongguowuxiandianbojiangshujucongyigejiedianchuandaolingyigejiedian,zuoweiyigedigonghaohedichengbendetongxinxitong,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
紅hong外wai線xian是shi一yi種zhong波bo長chang間jian於yu無wu線xian電dian波bo和he可ke見jian光guang波bo之zhi間jian的de電dian磁ci波bo。紅hong外wai線xian室shi內nei定ding位wei技ji術shu定ding位wei的de原yuan理li是shi,紅hong外wai線xian標biao識shi發fa射she調tiao製zhi的de紅hong外wai射she線xian,通tong過guo安an裝zhuang在zai室shi內nei的de光guang學xue傳chuan感gan器qi接jie收shou進jin行xing定ding位wei。雖sui然ran紅hong外wai線xian具ju有you相xiang對dui較jiao高gao的de室shi內nei定ding位wei精jing度du,但dan是shi由you於yu光guang線xian不bu能neng穿chuan過guo障zhang礙ai物wu,使shi得de紅hong外wai射she線xian僅jin能neng視shi距ju傳chuan播bo。直zhi線xian視shi距ju和he傳chuan輸shu距ju離li較jiao短duan這zhe兩liang大da主zhu要yao缺que點dian使shi其qi室shi內nei定ding位wei的de效xiao果guo很hen差cha。當dang標biao識shi放fang在zai口kou袋dai裏li或huo者zhe有you牆qiang壁bi及ji其qi他ta遮zhe擋dang時shi就jiu不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo,需xu要yao在zai每mei個ge房fang間jian、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,jieshoujizaitongguoyouxianwangluojiangshujuchuanshugeishujuku。zhegedingweijishugonghaojiaodaqiechangchanghuishoudaoshineiqiangtihuowutidezuge,shiyongxingjiaodi。ruguojianghongwaixianyuchaoshengbojishuxiangjieheyekefangbiandishixiandingweigongneng。yonghongwaixianchufadingweixinhaoshicankaodiandechaoshengbofasheqixiangdaicedianfashechaoshengbo,yingyongTOA基ji本ben算suan法fa,通tong過guo計ji時shi器qi測ce距ju定ding位wei。一yi方fang麵mian降jiang低di了le功gong耗hao,另ling一yi方fang麵mian避bi免mian了le超chao聲sheng波bo反fan射she式shi定ding位wei技ji術shu傳chuan輸shu距ju離li短duan的de缺que陷xian。使shi得de紅hong外wai技ji術shu與yu超chao聲sheng波bo技ji術shu優you勢shi互hu補bu。
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zai3 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2008niandewenchuandizhenkangzhenjiuzaizhongfahuilezhongyaozuoyong。zaidangditongxinsheshiyanzhongshousundeqingkuangxia,tongguobeidouweixingxitongshixiangedianweigebumenzhijiandelianluo,jingquepandinggelujiuzaibuduideweizhi,yibiangenjuzaiqingjishixiadaxindejiuyuanrenwu。
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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