室内定位技术:UWB、蓝牙、RFID和WIFI——谁将是主角?

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室内定位技术:UWB、蓝牙、RFID和WIFI——谁将是主角?
比较流行的室内定位技术有WIFI、蓝牙、RFID、UWB,这几种都是需要部署定位,WIFI需要部署AP,蓝牙要部署蓝牙或者iBeacon,RFID需要部署RFID
Reader。定位的距离都是相对比较近的,但是精度完全不同。从定位原理上可以分成RSSI测距、TOF测距、TDOA测距这三种。三种方式对应不同的精度。WIFI定位WIFI定位原理WIFI定位采用RSSI定位原理,因此精度相对比较低,WIFI网络的建设本来就不是为了专用与定位业务,是因为WIFI网络建设需要达到WIFI的传输速率要求WIFI或者AP部署的密度非常高,因此这么高的密度就造成了WIFI的定位成为了可能。在室内的情况下,手机往往能收到很多的WIFI的SSID信息。而手机和WIFI在通信的时候,手机不需要连接上Wi-Fi
AP的,所有的Wi-Fi终端在连接AP之间,都有发出一种probe_request的帧,遍历空间所有信道,等待AP返回Probe
Response帧。这个交互过程中,终端会在消息中广播自身的MAC地址,AP或者WIFI能够接受到带了手机MAD地址和信号强弱的消息包。因为各AP的信号强度值是一清二楚的,
从而可以采用RSSI等方式来定位。也就是说只要你手机终端开启了Wi-Fi,在后台它是会与空间内的AP发生一次或反复的帧听与响应,这些可以帧听,就暴露了你在空间的大致位置了。因为手机终端搜索的时候就相当于把手机的定位信息上传了,所以WIFI或者AP就是根据手机的指纹信息来进行定位的。进行定位计算的是或者后面的定位服务器上的定位引擎,最后获取相对的位置坐标。最简单的方式就是直接把WIFI的位置信息就当做手机终端的位置信息。如果同时有好几个能收集到收集的指纹信息,可以进行一些根据RSSI场强的加权算法来计算相对位置,但是由于无线信号的传播模型在空间上场强是不断波动变化的,因为WIFI定位精度主要取决于WIFI或者AP的密度,定位算法上能够优化的余地非常的小。定位精度偏低,没有方位性。一般精度在5米左右。WIFI定位缺陷WIFI定位的主要缺陷就是苹果手机无法使用,苹果没有开放相应的接口。其次,WIFI定位对位置地图的工作量比较大,WIFI定位是获取相对坐标,就是手机相对与WIFI或AP的坐标,WIFI或者AP变动后都需要对地图进行修正。再次,WIFI定位的缺陷是WIFI或AP的质量不稳定,导致定位的质量无法得到有效的保证。WIFI定位优势WIFI定位的优势主要是WIFI的部署太广泛了,目前作为最重要的无线传输手段,WIFI在各种室内场合都有着最大的部署量,因此WIFI无处不在,对精度要求不高的场合,WIFI的数据传输网络
建设完毕后就可以通过假设定位引擎服务来开通WIFI定位功能。WIFI定位的第二个优势是成本低廉,WIFI的芯片模组已经在10元左右,WIFI和AP的价格都是百元以内,而且可以数据传输和定位的功能,所以能够满足低成本大规模扩展的需要。WIFI定位的第三个优势是可以利用手机终端,省略了终端部署的成本。因此,WIFI定位是几种室内定位方案中成本最为低廉的。WIFI定位应用场景主要面向低精度场景,比如景区的定位、大型shopping
mall定位、商场定位、娱乐场所定位、公司的员工WIFI考勤、WIFI签到、会展定位。部分经过改造后也用于煤炭矿用定位等。总体而言是用于定位需求不强,定位功能是辅助,而投入少的领域。蓝牙定位蓝牙定位原理:蓝牙iBeacon定位的方式主要有两种:基于
RSSI(接收信号强度指示)和基于定位指纹,或者两者结合。基于距离最大的问题在于,室内环境复杂,而蓝牙作为2.4GHZ高频信号,会受到很大的干扰。加上室内的各种反射折射,手机所获取的
RSSI值并没有太大的参考价值;而与此同时,为了提高定位精度,就不得不对RSSI
值进行多次获取来平滑结果,这就意味着时延的增加。而基于定位指纹的最大问题在于,前期获取指纹数据的人力成本和时间成本非常高,数据库维护困难。而且如果商场增添了新的,或者进行了其他改造,原始的指纹数据可能就不再适用。所以,如何在定位精度、延时和成本之间进行权衡和取舍,就成了蓝牙定位的核心的问题。目前,市场上主流的蓝牙定位精度是70%的地段在2米以内,部分公司可以做到90%的地段在2米以内。目前市场上主流的蓝牙定位技术都是基于三角定位算法,通过手机获取周围蓝牙的信号强度,再通过其他的一些辅助方法比如加权平均算法,时间加权算法,惯性导航算法,卡尔曼滤波算法,高斯滤波算法等来计算出当前位置.蓝牙定位缺陷和WIFI定位相比,蓝牙定位需要部署蓝牙的信标,因此需要建设蓝牙的网络,相比之下网络建设的成本,网络维护的成本要增加不少在定位精度上,蓝牙定位的算法和WIFI相比没有什么优势,所以精度和蓝牙信标的密度相关,精度1-5米左右。蓝牙定位优势:蓝牙的iBecon是苹果主导的,因此相比WIFI定位显得高大上了不少,蓝牙定位的显著优势是功耗相对较低,蓝牙的功耗要低于WIFI,如果部署一张专用的定位的网络对系统的可靠性而言要比兼顾数据传输和定位的WIFI网络要健壮,稳定性要好。蓝牙定位也可以利用手机和其他设备的蓝牙功能,省去了部分终端的部署,但是由于用户的手机蓝牙功能一般是关闭状态,所以这样的优势有限。
蓝牙定位应用场景从很大程度上是和WIFI定位高度重叠,蓝牙的终端以蓝牙手环比较多,主要是用在商场定位、医院定位、物品防丢、shopping

本文发布于:2023-05-10 06:24:42,感谢您对本站的认可!

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