比较 6 室内RTL (实时位置系统) 技术

RTL是实时位置系统的缩写.

RTLS是一种基于信号的放射定位方法，可以是有效的或被动的. 他们之中, 活动分为AOA (到达角度定位) 和TDOA (到达时间差定位), 勇敢的(到达时间), tw-tof(双向飞行时间), 航海(近场电磁范围) 等等.

谈论定位, 每个人都会首先想到GPS, 基于GNSS(全球导航卫星系统) 卫星定位无处不在, 但是卫星定位有其局限性: 信号无法穿透建筑物以实现室内定位.

所以, 如何解决室内定位问题?

随着室内定位的持续发展，市场需求驱动和无线通信技术, 传感器识别技术和大数据互连技术, 物联网和其他技术, 这个问题已逐渐解决, 而且工业链已经不断丰富和成熟.

蓝牙室内定位技术

蓝牙室内技术将使用房间中安装的几个蓝牙局域网接入点, 将网络视为基于多用户的基本网络连接模式, 并确保蓝牙LAN接入点始终是微型网络的主要设备, 然后通过测量信号强度进行三角测量.

现在, 有两种主要方法可以找到蓝牙iBeacon: 基于RSSI(收到信号强度指示) 并基于定位指纹, 或两者的组合.

基于距离的最大问题是室内环境很复杂, 和蓝牙, 作为2.4GHz高频信号, 会大大干预. 除了各种室内反射和折射, 通过手机获得的RSSI值并不多参考值; 同时, 为了提高定位准确性, RSSI值必须获得几次才能平滑结果, 这意味着延迟增加. 基于定位指纹的最大问题是，在早期获得指纹数据的人工成本和时间成本非常高, 而且数据库维护很困难. 如果商店添加了一个新的基站或进行其他修改, 原始指纹数据可能不再适用. 所以, 如何在定位准确性之间称量和选择, 延迟和成本已成为蓝牙定位的主要问题.

缺点: 蓝牙传输不受视线的影响, 但是对于复杂的空间环境, 蓝牙系统的稳定性稍差, 噪声信号干扰, 而且蓝牙设备和设备的价格相对昂贵;

应用: 蓝牙室内定位主要用于将人们定位在一个小区域, 例如单层大厅或商店.

Wi-Fi位置技术

有两种WiFi定位技术, 一种是通过移动设备的无线信号强度和三个无线网络访问点, 通过差分算法, 更准确地三角人的位置. 另一个是提前记录大量位置确定点的信号强度, 通过比较新添加的设备的信号强度与大量数据数据库来确定位置.

优势: 高精度, 低硬件成本, 高传输速率; 它可以应用于实现复杂的大规模定位, 监视和跟踪任务.

缺点: 短传输距离, 高功耗, 通常星形拓扑.

应用 :WiFi定位适用于人或汽车的定位和导航, 可以用于医疗机构, 主题公园, 工厂, 购物中心和其他需要定位和导航的场合.

RFID室内定位技术

射频标识 (RFID) 室内定位技术使用射频模式, 固定天线将无线电信号调节到电磁场, 引起电流产生以将数据传输出来后，该项目附在项目中的标签, 为了在多个双向通信中交换数据，以实现识别和三角测量的目的.

射频标识 (RFID) 是一种无线通信技术，可以通过无线电信号识别特定目标并读取相关数据，而无需在识别系统和特定目标之间建立机械或光学接触.

无线电信号通过调谐到射频的电磁场从附上的标签传输数据，以自动识别和跟踪项目. 当某些标签被识别时, 可以从标识符发出的电磁场获得能量, 不需要电池; 也有具有自己的电源的标签，可以主动散发无线电波 (电磁场调整为无线电频率). 标签包含以电子存储的信息，可以在几米内识别. 与条形码不同, RF标签不需要在标识符的视线中，也可以嵌入在要跟踪的对象中.

优势: RFID室内定位技术非常接近, 但是它可以在几毫秒内获得厘米级的定位精度信息; 标签的大小相对较小, 费用很低.

缺点: 没有沟通能力, 抗干扰能力差, 不容易集成到其他系统中, 用户的安全性和隐私保护以及国际标准化并不完美.

应用: RFID室内定位已被广泛用于仓库, 工厂, 商品流中的购物中心, 商品定位.

Zigbee室内定位技术

Zigbee (基于IEEE802.15.4标准的低功率LAN协议) 室内定位技术形成了许多要测试的节点与参考节点与网关之间的网络. 网络中要测试的节点发送广播信息, 从每个相邻参考节点收集数据, 并选择具有最强信号的参考节点的X和Y坐标. 然后, 计算与参考节点相关的其他节点的坐标. 最后, 定位引擎中的数据已处理, 并且认为来自最近参考节点的偏移值被认为以获得大型网络中正在测试的节点的实际位置.

从底部到顶部的Zigbee协议层是物理层 (PHY), 媒体访问层 (苹果), 网络层 (NWK), 应用层 (APL) 等等. 网络设备具有三个角色: Zigbee协调员, Zigbee路由器, 和Zigbee End设备. 网络拓扑可以是明星, 树, 和网络.

优势: 低功耗, 低成本, 短延迟, 高容量和高安全性, 长传输距离; 它可以支持网络拓扑, 树木拓扑和恒星拓扑结构, 网络灵活, 并可以实现多跳传输.

缺点: 传输速率很低, 定位精度需要更高的算法.

应用: Zigbee系统定位已被广泛用于室内定位, 工业控制, 环境监测, 智能家庭控制和其他领域.

UWB定位技术

超宽带 (UWB) 定位技术是一项新技术, 这与传统的沟通定位技术有很大不同. 它使用预先安排的锚节点和带有已知位置的桥接节点与新添加的盲点进行通信, 并使用三角剖分或 “指纹” 定位以确定位置.

超宽带无线 (UWB) 技术是近年来提出的高精度室内无线定位技术, 达秒级的时间分辨率很高, 结合到达的基于时间的范围算法, 从理论上讲可以达到厘米级的定位精度, 可以满足工业应用的定位需求.

整个系统分为三层: 管理层, 服务层和现场层. 系统层次结构明显划分，结构清晰.

场层由定位锚点和定位标签组成:

·定位锚

位置锚计算标签和自身之间的距离, 并将数据包发送回有线或WLAN模式的位置计算引擎.

·位置标签

标签与所在的人和对象相关联, 与Anchor进行交流并广播自己的位置.

优势: GHz带宽, 高定位精度; 强烈的渗透, 良好的抗杀菌效应, 高安全性.

缺点: 因为新添加的盲点也需要主动通信, 功耗很高, 系统成本很高.

应用: 超宽带技术可用于雷达检测, 以及在各个领域的室内准确定位和导航.

超声定位系统

超声波定位技术基于超声范围系统，并由许多发音机和主测距仪开发: 主测距仪放置在要测量的对象上, 应答器将相同的无线电信号传输到应答器的固定位置, 接收信号后，应答器将超声信号传输到主测距仪, 并使用反射范围方法和三角算法来确定对象的位置.

优势: 整体定位精度非常高, 达到厘米水平; 结构相对简单, 具有一定的穿透力，超声波本身具有强大的抗干扰能力.

缺点: 空中大衰减, 不适合大型场合; 反射范围受到多径效应和非视线传播的极大影响, 这导致了需要准确分析和计算的基本硬件设施的投资, 费用太高了.

应用: 超声波定位技术已被广泛用于数字笔, 这种技术也用于离岸勘探, 室内定位技术主要用于无人车间的对象定位.