随着无线技术的不断发展，位置信息服务受到越来越多的重视。而作为位置信息服务的代表，全球定位系统已被广泛用于车辆导航、工程测量、海洋救援、飞机导航、航空遥感等许多领域。GPS系统由空间部分、地面控制系统部分及用户设备部分组成。系统通过由24颗轨道卫星、地面控制系统及用户携带的接收器所组成的网络对目标实现定位及导航功能。GPS系统的局限性在于定位目标与轨道卫星之间需保持视距。当客户端处于室内或建筑物中，无线信号不能与客户端设备直接传递时，定位无法达到令人满意的准确度，甚至失效。爱普生公司曾经尝试通过在室内增加设备实现GPS室内定位，但系统的成本十分昂贵，而且定位时间在l O秒左右，误差在5米以上，定位精度及实时性仍不能令人满意。GPS能告诉我们户外的交通线路，可现在的巨型建筑又如此之多，在商场里逛个街都很有可能迷路，让广大路痴众很是着急。科技以人为本，室内定位系统(IPS)就这样应运而生了。 从已经十分普及的便携式导航设备，到备受推崇的自动驾驶汽车，甚至是巡航导弹的制导，所有的这些应用技术的实现，都要感谢美国全球定位系统（GPS）以及它的俄罗斯伙伴，格洛纳斯全球卫星导航系统（GLONASS）。然而，她们都有美中不足的两个地方：1、不能在室内工作。2、它们只在二维世界里徘徊。
时至今日，这些限制因素造成的不便越来越明显。毕竟，我们使用的是穿越了两万公里漫漫旅程的极其
微弱的卫星信号，相对较强的移动电话信号在穿越混凝土和其他固体障碍物时都不甚给力，GPS卫星信号就更别提了：在地球上侦测G PS信号的难度基本与搜寻两万多公里之外25瓦灯泡发出的微弱亮光相同。
在进行海拔变化的侦测时，情况会变得更加复杂。GPS和GLONASS都能够大体测量出海拔高度，但通常情况下测得的数据较为粗略并且精度有限（大概在10至25米的范围）。当然，尽管存在着种种缺憾，以GPS卫星为基础的导航系统也彻底改变了整个社会的各个方面：从黑客攻击、农业遥测、地图测绘到女朋友。
那么到底能不能研发出室内进行定位的导航系统呢？答案是肯定的。事实上，所谓的室内定位系统（IPS）几乎已近实现了。
去年，谷歌地图在安卓系统上推出了楼层平面图应用。服务地点包括购物商场、机场和一些大型的商业区。与此同时，诺基亚也在研发类似的室内定位系统，但与普通的2D平面图不同，该系统使用的是逼真的3D模型。Broadco m 公司已经发布了一款支持I PS的芯片（BCM4752），并且不久装有此芯片的智能手机就会在市场上推出。
与GPS和GL ONASS不同的是，IPS并没有一套标准的运作方法。谷歌的办法是通过WiFi信号追踪设备位置——通过识别建筑物中设置的Wi Fi信号热点，对不同信号源的强度进行三角测量，粗略地得出
你的大概位置；诺基亚的方案与此类似，但是运用的媒介是蓝牙信号而不是WiFi信号，因而能够得到更精确的结果（但是这意味着需要部署许多的蓝牙信号源）；其它的构想包括红外线传输甚至声源分析。值得注意的是：单独使用上述方案中的任何一种都无法达到较高的精确度和可靠性。在一个充满着各种各样乱七八糟物品、结构复杂的
空间里，这些类型单一的信号会显得非常简陋和嘈杂了，更何况还有移动物体
带来的信号干扰。
Broadcom 公司推出的芯片支持各种各样形式的IPS方案：WiFi，蓝牙，甚至是NFC（近场通讯技术）。更重要的是，该芯片还内置了各种各样的传感
器，比如陀螺仪、磁力计、加速计甚至是测高计。就像备受欢迎的步数计一样，Broadcom公司的芯片几乎能够感知你的所有运动过程，而且无需通过无线信号
网络进行三角测量。它只需测定你进入建筑物的地点（通过GPS），然后计算你的步数（通过加速计）、方向（通过陀螺仪）和高度（通过高度计）。
有了这种可靠的解决方案，室内定位系统将会马上进入人们的生活中，未
来的一至两年内一些客流量庞大的区域会率先开始试点工作，之后随着智能手
机的高度普及，IPS系统也会像GPS一样逐渐达到全球范围内的完全覆盖。
当IPS全面覆盖之后，无论在世界的哪个角落，室内、室外或是底下，你
的行踪都会被实时追踪，这意味着什么呢？在人们开始着手建设IPS之前，很
有必要指出的是：就像GPS 一样，IPS不会向第三方泄露你的个人信息。IPS是仅针对用户的个人智能手机（或其他任何定位导航设备）运作的。和GPS相同，IPS的定位是完全被动的。即使政府通过I PS对我们进行监控，我们也有充足的预警时间。
通过进一步的发展，IPS可催生出一系列附加程序。如果你喜欢那种脚蹬Nike跑鞋手拿GPS来计算跑步速度和里程的生活方式，那么IPS式的生活会带给你更多舒适。IPS能够精准的测出你跑了多少步，爬了几节楼梯，一丝不苟的进行计算，得出消耗了多少卡路里；IPS会对你在健身馆的表现做出完美的记录统计，细致到每一台健身器具；IPS还能够告诉你，每天你睡了多久，花在通勤、办公室和厕所的时间各是多少。
然而，IPS的真正威力在于能将现实生活中的各种数据结合在一起。IPS不仅可以记录你最常使用Faceb ook或Twitter的场合，还可以被用来绘制你的消费频率分布图，甚至可以全程回放你的行程记录，并在谷歌地图上绘出详尽的路线。
到那时，商家甚至能够通过RSS订阅告诉你此刻正热卖的特价商品，你的
手机也能告诉你：嗨，伙计，我知道你在去星巴克的路上，但为什么不去试试
旁边的那家更便宜的咖啡馆呢？这些服务同样不会监控任何个人信息。当然，
你也可以选择开通特别的服务，实时向外发送你的行踪。
IPS可以在博物馆中取代导览图，用手中手机的提示告诉游客详细的游览信息。IPS还会给父母们带来更强悍的技能：全程掌握孩子的行踪，当孩子偷逛限制级音像店时就可以实时发现并做处理。更具长远意义的是，IPS最终可以促成生活社交网络的形成：将来Faceb ook上的应用可以告诉你，哪个地方有谁想玩
壁球或看电影。漫步街上时，你的手机会告诉你一个街区外有一个孩子正在兴
致勃勃地看着你少时喜欢的漫画，你可以与他一同分享着那旧时的温馨回忆。当然，IPS也能告诉你在前面的夜总会中有多少寂寞青年期待解救。
这种生活社交网络或许会不可避免地需要公开大量的个人数据，但一定会
带来革命性的进步：到了那时，人们可以把更多的注意力投向身边美好的人和事，而不是像今天这样，不停地低头凝视手机，表情充满了哀怨。
目前，室内定位系统可采用不同的技术实现，如红外(Infrare d)技术、超声波(Ultrasound)技术、蓝牙(Bluetooth)技术、Wi-Fi技术、紫峰(Zigbee)技术、超宽带(UWB)技术及射频识别(RFID)技术等。下面对这些技术作简单的概述比较。
红外室内定位技术。典型的红外室内定位系统是由Olivetti研究所(现在的
AT&T Cambrid g e)研发的Acti ve Badge系统。系统采用离散红外技术，红外线IR 发射器发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。尽
管红外定位技术具有较高的室内定位精度，但由于红外线不能穿过障碍物，使
得红外线仅能视距传播，当标识稍被遮挡，系统便无法正常工作。此外，红外
线信号衰减速度快，传输距离较短，容易被房间内的灯光干扰，使得系统的精确定位具有局限性。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使红外技术应用于
室内定位时的效果很差。而且系统需要在每个房间、走廊安装接收天线，造价
较高。因此，红外室内定位系统无法成为高效的室内定位系统。
超声波定位技术。Cricket和Activ e Bat定位系统使用了超声波定位技术。超声波测距主要采用反射测距法，即发射超声波并由被测物产生回波，根据回波与发射波的时间差计算出待测距离，也有些系统采用单向测距法。超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成，主测距器放置在被测物体上，在指
令信号的作用下向位置固定的应答器发射一定频率的信号，应答器在收到信号
后同时向主测距器发射超声波(回波)信号，主测距器根据发射波与回波的时间
差得到主测距器与各个应答器之间的距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的应答器做出回应时，可以根据三边定位等算法确定被测物体所在的二维
坐标系下的位置。超声波定位整体定位精度较高，结构简单，ActiveBat系统能以95％的概率使得定位误差在9cm之内。但超声波易受多径效应和非视距传播等因素的影响，同时需要大量的底层硬件设施投资，成本太高。
蓝牙定位技术。蓝牙是一种短距离低功耗的无线传输技术，可以实现不同设备之间的短距离无线互联。用户只要在室内安装适当的蓝牙局域网的接入
点，把网络配置成基于多用户的网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终
是这个微微i网(Piconet)的主设备，就可以获得用户的位置信息，从而实现利用蓝牙技术进行室内定位的目的。蓝牙设备体积小，易于集成在PD A、PC以及手机中，因此很蓝牙室内定位技术容易推广普及。采用该技术作室内短距离定位
最大的优点是信号传输不受视距的影响，而且容易发现设备，只要用户设备的
蓝牙功能开启，蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。蓝牙室内定位技
术的不足在于蓝牙器件和设备的价格较为昂贵，而且对于复杂的空间环境，蓝
牙系统受噪声信号干扰大，稳定性相对稍差。
Wi．Fi技术。目前比较流行的W i．Fi定位实际上是无线局域网系列标准之I EEE802．1 l的一种定位解决方案。无线局域网络(Wireles s Local Area Network s，WLAN)，是利用射频技术取代旧式有线连接所构成的局域网络。WLAN是一种全新的信息获取平台，可以在广泛的应用领域内实现大范围定位、监控和追踪
功能，而网络节点的自身定位则是大多数应用的基础和前提。Wi．Fi定位系统采用信号传播模型与经验测试相结合的方式，易于安装且需要很少，能采用
相同的底层无线网络结构，系统总精度较高。目前，它较多应用于小范围的室
内定位，系统成本较低。但不管用于室内还是室外定位，Wi．Fi信号收发器都只能覆盖半径90米以内的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其定位精度。此外，系统的能耗也较高。大部分使用802．1l技术的室内定位系统定位精度都不是很理想。Moustaf aA Y oussef等人提出了一种基于概率方法的联合集技术来估计目标的位置。
紫峰(Zigbee)技术。Zigbee是～种短距离、低功耗的无线通信技术。其介于蓝牙和射频识别之间，也可用于室内定位。Zigbee有自身的无线电标准，使得用户可以利用数千个低功耗的传感器之间的相互协调通信实现定位[231．这些传
感器高效地以接力的方式将数据从一个传感器传到另一个传感器。Zigbee技术最大的优点在于系统的低功耗和低成本。
超宽带(UwB)技术。与传统通信技术不同，超宽带无线通信是～种不用载波，而采用时间间隔极短(小于lns)的脉冲进行通信的方式，也称做脉冲无线电(Impulse Radio)或无载波(Carrier Free)通信。超宽带技术不利用余弦波进行载波调制而发送许多小于l ns的脉冲，因此这种通信方式占用带宽非常之宽，且由于频谱的功率密度极小，具有通常扩频通信的特点。与窄带系统相比，超宽带系统具有穿透力强、功耗低、安全性高、抗多径效果好、系统复杂度低、等优点。其可应用于室内静止及移动物体
的定位和导航，且能提供较高的定位精度。
射频识别技术(FRID)。射频识别技术利用射频信号，通过交变磁场或电磁场耦合进行非接触式双向通信交换数据实现信息传递，并通过所传递的信息达到识别和定位的目的。其作用距离一般为几十米，如加上特殊的天线(如八目天线)，则作用距离可达300米。RFID系统的防碰撞算法，使得读写器能在短时间内识别大量的标签，为实现实时定位提供了可能。随着集成电路设计技术日益成熟，RFID标签价格日趋低廉，大大降低了RFID室内定位系统的成本。
除了以上技术，还有蜂窝定位、雷达定位、光跟踪定位及基于图像分析的定位等技术。在众多室内定位技术中，RFID具有非接触、非视距、成本低、定位精度高等优点，因此成为了优选的室内定位技术。目前，基于RFID技术的室内定位研究已成为国际学术界和工业界广泛关注的热点问题。
随着我国经济的不断快速发展，物流业也由起步期进入到了快速发展期，现代物流的技术水平得到了很大提高。物流中心作为具体实施各种物流功能的主要场所，其作业效率和管理水平直接影响到整个供应链的效率。综合看来我国物流中心一般具有以下主要的特点和发展趋势。
1. 物流中心的规模普遍较小，还未能发挥规模优势。随着各种成本的不断
攀升，具有多种物流功能、适于多种类型产品的大型物流中心的数量
正在增加，物流中心的规模化运作的趋势逐渐显现
2. 物流中心作业现场的管理和信息控制水平普遍较低，甚至出现管理混乱
的现象，较易出现货物丢失、库存期限不易控制、盘点作业费时费力等
弊端，限制了整个物流中心效率的提高。
3. 小批量、高频度的物流作业特点逐渐表现出来。随着差异性产品、个性
化服务被更多人所接受，以往常见的大批量、低频度的物流作业形式将
逐渐过渡为小批量、高频度的柔性服务形式。物流作业频度的增加无疑
加大了物流作业现场的管理难度
4. 物流中心的功能不再单纯局限在对货物的保管储存，许多诸如贴标、分
拣包装、增值加工等作业也在物流中心完成。伴随而来的，物流中心的
作业区域也不再是单纯的仓储区，而是逐渐细分为仓储区、分拣区、增
值加工区、回收区以及衔接各种作业的暂存区等功能区域，整个物流作
业现场的管理难度进一步提高。
由此可见，对具有一定规模的物流中心的高效、精准化现场管理成为提高物流效率的迫切要求，然而由于物流中心规模较大、品种繁多、物流作业频繁等特点，其作业现场的管理和调度存在很大的困难。同时，能够实时、自动、准确地采集货物的位置信息及其流向又是进行科学高效现场管理的前提，对提高物流效率有重要作用。
如何实时反应货物的位置信息和流向，显然通过人写笔记的方式是很难满足
要求的。视频监控的方式是目前应用较为普遍的实时信息采集手段，用在物流作业现场的监控系统可以很好的展现各个作业区域的实时景象，但是这种方式又有明显的弊端：首先，由于同种类的货物包装规格和外形一般是相同或相似的，因此监控设备所采集的视频图像无法对其进行区分，货物间的相异信息如货物编号、出厂日期、在库时间和作业流向等在监控画面上便无从得到；其次，视频监控记录下的仅是图像信息，一般只可被人眼所识别，因此无法与物流中心的信息管理系统相连接，现场图像仅仅作为进行人工现场管理和调度的一种信息源。寻求一种实时、高效、准确且能对不同货物进行身份区分的室内定位方法成为改善大规模物流中心现场管理的关键前提所在。
射频识别技术(，RFID)，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，它利用射频信号通过交变磁场或电磁场耦合实现信息传递并通过所传递的信息
达到识别的目的。RFID标签实现了无接触操作，具有体积小，容量大，应用便利，无机械磨损，寿命长，无需可见光源，穿透性好，可重复使用，抗污染能力和耐久性强等特点。并且，RFID标签可以在恶劣环境下工作，读取距离远，并使用了防碰撞技术，可支持多个目标的快速读写、多目标识别、移动识别、非可
视识别、实时定位及长期跟踪管理。上世纪九十年代以来，RFID技术得到了飞速的发展。由于应用RFID技术可大幅提高管理与运作效率，降低成本，因此经济发达国家和地区将其应用于很多领域，并积极推动相关技术与应用标准的国
际化。目前，RFID技术在物流和供应管理、生产制造和装配、文档追踪、图书馆管理、动物身份标识、航空行李处理、邮件包裹处理、运动计时、门禁控制及
电子门票、道路自动收费等方面得到了广泛的应用。自从2003年沃尔玛超市规定其供应商使用RFID标签开始，RFID的商业化发展真正迈出了一大步。而在2006年德国世界杯和2008年北京奥运会等世界性体育比赛中，RFID技术也做出了很大的贡献。
虽然RFID拥有着美好的应用前景和广阔的市场空间，但其在中国的应用尚处于培育阶段。近年来，我国已初步开展了RFID相关技术的研发及产业化工作，并在部分领域开始应用，但相对来说应用基础薄弱，缺乏核心技术，应用分散，不具备规模优势。目前，我国的RFID技术还缺乏具有重大示范效应的典型应用，影响了RFID的推广，加上终端用户对R FID技术所能带来的效益理解不够深，使研究、制造、生产RFID标签及读写器的企业和机构虽然热情很高，但终端用户如物流业、制造业仍在观望和等待。随着相关技术的不断完善和成熟，我国的RFID产业将成为一个新兴的高科技技术产业，成为国民经济的新增长点。因此，研究RFID技术，发展RFID产业对提高我国社会信息化水平，促进经济可持续发展，提高人民生活质量，增强公共安全等方面将会产生深远的影响。近几年来，无线通信系统正以惊人的速度成长着。无线技术已经进入了通
信、工业、医疗、消费应用、物流运输以及公共安全等领域，其发展与人民的
日常生活息息相关。目前，自组织无线传感器网络能提供跟踪、导航等内容的信息服务。而无线网络的发展，使得用户能广泛地获得无线信息接入，从而对
无线网络中的准确定位包括室外定位和室内定位提出了更高的要求。
RFID定位被称为。定位新星。，该技术是继GPS定位技术后兴起的一个重要定位技术。该领域是除手机定位技术外，普通民众值得关注的一个重要领域。RFID定位系统具有自组织性，无需卫星或者手机
网络的配合，其精确度在于RFID设备如读写器、标签的分布，而应用无线射频读写器及标签，用户可以根据自身实际需要，在自己布置的特定区域进行定位。因此，RFID定位系统对于只
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