《電子技術(shù)應(yīng)用》
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室內(nèi)人員定位解決方案特點(diǎn)及應(yīng)用

2018-11-15

  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(hào)衰減嚴(yán)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,。

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  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(hào)衰減太快,衛(wèi)星定位就無法使用,。

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  而事實(shí)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,。

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  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(fèi)者提供實(shí)時(shí)導(dǎo)引服務(wù),同時(shí)基于位置提供對(duì)應(yīng)的營銷服務(wù),。

  醫(yī)院希望對(duì)醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)定位,,便于需要時(shí)快速調(diào)用,希望能對(duì)特殊病患進(jìn)行定位監(jiān)護(hù),,防止其發(fā)生意外,。高危化工廠需要對(duì)人員進(jìn)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

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  目前Wi-Fi是相對(duì)成熟且應(yīng)用較多的技術(shù),,主要是通過移動(dòng)設(shè)備和三個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的無線信號(hào)強(qiáng)度,,通過差分算法,來比較精準(zhǔn)地對(duì)人和車輛的進(jìn)行三角定位,。

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  方案特點(diǎn):

  lWi-Fi定位可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的大范圍定位,,但精度只能維持在米級(jí)定位(1-10m),無法做到精準(zhǔn)定位,;

  l同時(shí)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(diǎn)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(fèi)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(biāo)使用紅外線IR標(biāo)識(shí)作為移動(dòng)點(diǎn),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(jìn)行定位;第二種是通過多對(duì)發(fā)射器和接收器織紅外線網(wǎng)覆蓋待測空間,,直接對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位。

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  方案特點(diǎn):

  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(duì)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(dāng)標(biāo)識(shí)被遮擋時(shí)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(gè)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(shí)驗(yàn)室對(duì)簡單物體的軌跡精確定位記錄以及室內(nèi)自走機(jī)器人的位置定位,。

  三,、藍(lán)牙定位

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  藍(lán)牙信標(biāo)技術(shù)目前部署的也比較多,也是相對(duì)比較成熟的技術(shù),。藍(lán)牙跟WiFi的區(qū)別不是太大,,精度會(huì)比WiFi稍微高一點(diǎn)。

  方案特點(diǎn):

  l藍(lán)牙定位技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備體積小,、短距離,、低功耗,容易集成在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備中,。只要設(shè)備的藍(lán)牙功能開啟,,就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行定位;

  l藍(lán)牙傳輸不受視距的影響,,但對(duì)于復(fù)雜的空間環(huán)境,藍(lán)牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差,,受噪聲信號(hào)干擾大且在于藍(lán)牙器件和設(shè)備的價(jià)格比較昂貴,。

  應(yīng)用場景:應(yīng)用于對(duì)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(shí)別定位

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  射頻識(shí)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(hào)調(diào)成電磁場,,附著于物品的標(biāo)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(duì)雙向通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別和三角定位的目的。

  方案特點(diǎn):

  l射頻識(shí)別作用距離很近,,但它可以在幾毫秒內(nèi)得到厘米級(jí)定位精度的信息,,而且標(biāo)識(shí)的體積比較小,造價(jià)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(biāo)準(zhǔn)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

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  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(hào),,由多個(gè)傳感器采用TDOA和AOA定位算法對(duì)標(biāo)簽位置進(jìn)行分析,,多徑分辨能力強(qiáng)、精度高,,定位精度可達(dá)厘米級(jí),。

  方案特點(diǎn):

  l超寬帶技術(shù)具有GHz量級(jí)的帶寬,因此穿透力強(qiáng),、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(dāng)廣闊;

  l新加入的盲節(jié)點(diǎn)需要主動(dòng)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(gè)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(chǔ)等,。

  七,、Zigbee定位

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  傳統(tǒng)Zigbee定位方案與Wi-Fi、藍(lán)牙利用三角定位方案類似,,利用移動(dòng)標(biāo)簽與參考節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行測距,,多基站實(shí)現(xiàn)多維角度定位。

  而NXP JN5168系列Zigbee芯片在滿足信號(hào)強(qiáng)度測試功能要求外,,還增加TOF(空中飛行時(shí)間)測距方式,,類似目前超寬帶TDOA和AOA定位算法。

  方案特點(diǎn):

  lZigbee傳輸需要很少的能量,,具有低功耗特點(diǎn),;

  lZigbee網(wǎng)絡(luò)可同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸工作,并支持多級(jí)路由,,可將數(shù)據(jù)進(jìn)行超遠(yuǎn)距離傳輸,;

  lJN5168系列方案整合TOF(空中飛行時(shí)間)+RSSI(信號(hào)強(qiáng)度)雙方案測距方式,精準(zhǔn)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(yuǎn)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(shí)間)與RSSI(信號(hào)強(qiáng)度)測距功能,。

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  方案升級(jí):ZLG致遠(yuǎn)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(jìn)一步做出升級(jí),目前ZM5168系列模塊廣播模式時(shí)也可配置使能RSSI輸出,,便于移動(dòng)標(biāo)簽迅速確定位置信息,,定位方案更加靈活,減小模塊工作量,。

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