物联网常见的十种定位技术的优缺点

物联⽹常见的⼗种定位技术的优缺点
1、射频识别室内定位技术
  射频识别室内定位技术利⽤射频⽅式,固定天线把⽆线电信号调成电磁场,附着于物品的标签经过磁场后⽣成感应电流把数据传送出去,以多对双向通信交换数据以达到识别和三⾓定位的⽬的。
  射频识别室内定位技术作⽤距离很近,但它可以在⼏毫秒内得到厘⽶级定位精度的信息,且由于电磁场⾮视距等优点,传输范围很⼤,⽽且标识的体积⽐较⼩,造价⽐较低。但其不具有通信能⼒,抗⼲扰能⼒较差,不便于整合到其他系统之中,且⽤户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。
米诺斯文明  射频识别室内定位已经被仓库、⼯⼚、商场⼴泛使⽤在货物、商品流转定位上。
浙江省人口与计划生育条例2、室内定位技术
  Wi-Fi定位技术有两种,⼀种是通过移动设备和三个⽆线⽹络接⼊点的⽆线信号强度,通过差分算法,来⽐较精准地对⼈和车辆的进⾏三⾓定位。另⼀种是事先记录巨量的确定位置点的信号强度,通过⽤新加⼊的设备的信号强度对⽐拥有巨量数据的数据库,来确定位置。
  Wi-Fi定位可以在⼴泛的应⽤领域内实现复杂的⼤范围定位、监测和追踪任务,总精度⽐较⾼,但是⽤
于室内定位的精度只能达到2⽶左右,⽆法做到精准定位。由于Wi-Fi路由器和移动终端的普及,使得定位系统可以与其他客户共享⽹络,硬件成本很低,⽽且Wi-Fi的定位系统可以降低了射频(RF)⼲扰可能性。
  Wi-Fi定位适⽤于对⼈或者车的定位导航,可以于医疗机构、主题公园、⼯⼚、商场等各种需要定位导航的场合。
3、超宽带(UWB)定位技术
  超宽带技术是近年来新兴⼀项全新的、与传统通信技术有极⼤差异的通信⽆线新技术。它不需要使⽤传统通信体制中的载波,⽽是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从⽽具有3.1~10.6GHz量级的带宽。⽬前,包括美国,⽇本,加拿⼤等在内的国家都在研究这项技术,在⽆线室内定位领域具有良好的前景。
  UWB技术是⼀种传输速率⾼,发射功率较低,穿透能⼒较强并且是基于极窄脉冲的⽆线技术,⽆载波。正是这些优点,使它在室内定位领域得到了较为精确的结果。超宽带室内定位技术常采⽤TDOA演⽰测距定位算法,就是通过信号到达的时间差,通过双曲线交叉来定位的超宽带系统包括产⽣、发射、接收、处理极窄脉冲信号的⽆线电系统。⽽超宽带室内定位系统则包括UWB接收器、UWB参考标签和主动UWB标签。定位过程中由UWB接收器接收标签发射的UWB信号,通过过滤电磁波传输过
程中夹杂的各种噪声⼲扰,得到含有效信息的信号,再通过中央处理单元进⾏测距定位计算分析。
  超宽带可⽤于室内精确定位,例如战场⼠兵的位置发现、机器⼈运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相⽐,具有穿透⼒强、功耗低、抗⼲扰效果好、安全性⾼、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此,超宽带技术可以应⽤于室内静⽌或者移动物体以及⼈的定位跟踪与导航,且能提供⼗分精确的定位精度。根据不同公司使⽤的技术⼿段或算法不同,精度可保持在0.1 m~0.5 m。
4、地磁定位技术
  地球可视为⼀个磁偶极,其中⼀极位在地理北极附近,另⼀极位在地理南极附近。地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分,起源于地球内部,⽐较稳定,属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化,主要起源于地球内部,相对⽐较微弱。
  现代建筑的钢筋混凝⼟结构会在局部范围内对地磁产⽣扰乱,指南针可能也会因此受到影响。原则上来说,⾮均匀的磁场环境会因其路径不同产⽣不同的磁场观测结果。⽽这种被称为 IndoorAtlas的定位技术,正是利⽤地磁在室内的这种变化进⾏室内导航,并且导航精度已经可以达到 0.1 ⽶到 2 ⽶。
  不过使⽤这种技术进⾏导航的过程还是稍显⿇烦。你需要先将室内楼层平⾯图上传到 IndoorAtlas 提供的地图云中,然后你需要使⽤其移动客户端实地记录⽬标地点不同⽅位的地磁场。记录的地磁数据都会被客户端上传⾄云端,这样其它⼈才能利⽤已记录过的地磁进⾏精确室内导航。
  百度于2014年战略投资了地磁定位技术开发商IndoorAtlas,并于2015年6⽉宣布在⾃⼰的地图应⽤中使⽤其地磁定位技术,将该技术与Wi-Fi热点地图、惯性导航技术联合使⽤。精度⾼, 宣传商业应⽤中,可以达到⽶级定位标准,但磁信号容易受到环境中不断变化的电、磁信号源⼲扰,定位结果不稳定,精度会受影响。
5、超声波定位技术
  超声波定位技术通过在室内安装多个超声波扬声器,发出能被终端麦克风检测到的超声信号。通过不同声波的到达时间差,推测出终端的位臵。
  由于声波的传送速度远低于电磁波,其系统实现难度⾮常低,可以⾮常简单地实现系统的⽆线同步,然后⽤超声波发送器发送,接收端采⽤麦克风接收,⾃⼰运算位置即可。
  由于声波的速率⽐较低,传送相同的内容需要的时间⽐较长,只有通过类似TDoA的⽅式才能获得较⼤的系统容量。
6、室内定位技术
  该项技术是通过若⼲个待定位的盲节点和⼀个已知位置的参考节点与⽹关之间形成组⽹,每个微⼩的盲节点之间相互协调通信以实现全部定位。
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  ZigBee是⼀种新兴的短距离、低速率⽆线⽹络技术,这些只需要很少的能量,以接⼒的⽅式通过⽆线电波将数据从⼀个节点传到另⼀个节点,作为⼀个低功耗和低成本的通信系统,ZigBee的⼯作效率⾮常⾼。但ZigBee的信号传输受多径效应和移动的影响都很⼤,⽽且定位精度取决于信道物理品质、信号源密度、环境和算法的准确性,造成定位软件的成本较⾼,提⾼空间还很⼤。
  ZigBee室内定位已经被很多⼤型的⼯⼚和车间作为⼈员在岗管理系统所采⽤。
7、红外线定位技术
  红外线是⼀种波长间于⽆线电波和可见光波之间的电磁波。红外线室内定位技术定位的原理是,红外线标识发射调制的红外射线,通过安装在室内的接收进⾏定位。虽然红外线具有相对较⾼的室内定位精度,但是由于光线不能穿过障碍物,使得红外射线仅能视距传播。直线视距和传输距离较短这两⼤主要缺点使其室内定位的效果很差。当标识放在⼝袋⾥或者有墙壁及其他遮挡时就不能正常⼯作,需要在每个房间、⾛廊安装接收天线,造价较⾼。因此,红外线只适合短距离传播,⽽且容易被荧光灯或者房间内的灯光⼲扰,在精确定位上有局限性。
  典型的红外线室内定位系统Acvebadges使待测物体附上⼀个电⼦标,该标识通过红外发射机向室内固定放置的红外接收机周期发送该待测物唯⼀ID,接收机再通过有线⽹络将数据传输给数据库。这个定位技术功耗较⼤且常常会受到室内墙体或物体的阻隔,实⽤性较低。如果将红外线与超声波技术相
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结合也可⽅便地实现定位功能。⽤红外线触发定位信号使参考点的超声波发射器向待测点发射超声波,应⽤TOA 基本算法,通过计时器测距定位。⼀⽅⾯降低了功耗,另⼀⽅⾯避免了超声波反射式定位技术传输距离短的缺陷。使得红外技术与超声波技术优势互补。
8、定位技术
  蓝⽛技术通过测量信号强度进⾏定位。这是⼀种短距离低功耗的⽆线传输技术,在室内安装适当的蓝⽛局域⽹接⼊点,把⽹络配置成基于多⽤户的基础⽹络连接模式,并保证蓝⽛局域⽹接⼊点始终是这个微微⽹(conet)的主设备,就可以获得⽤户的位置信息。蓝⽛技术主要应⽤于⼩范围定位,例如单层⼤厅或仓库。蓝⽛室内定位技术最⼤的优点是设备体积⼩、易于集成在PDA、PC 以及⼿机中,因此很容易推⼴普及。理论上,对于持有集成了蓝⽛功能移动终端设备的⽤户,只要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。采⽤该技术作室内短距离定位时容易发现设备且信号传输不受视距的影响。根据不同公司使⽤的技术⼿段或算法不同,精度可保持在3 m~15 m。
9、GPS及北⽃卫星等定位技术
  北⽃卫星定位是中国⾃主研发的,利⽤地球同步卫星为⽤户提供全天候、区域性的卫星定位系统。它能快速确定⽬标或者⽤户所处地理位置,向⽤户及主管部门提供导航信息。
  北⽃卫星导航系统在2008年的汶川地震抗震救灾中发挥了重要作⽤。在当地通信设施严重受损的情况下,通过北⽃卫星系统实现各点位各部门之间的联络,精确判定各路救灾部队的位置,以便根据灾情及时下达新的救援任务。
  现阶段北⽃卫星应⽤于民事的⽐较少,⽽市⾯上也可以看到有北⽃⼿机和北⽃汽车导航。
PTCC IN10、定位技术
  定位⼀般应⽤于⼿机⽤户,⼿机定位服务⼜叫做移动位置服务(LBS——Location Based Service),它是通过电信移动运营商的⽹络(如GSM⽹)获取移动终端⽤户的位置信息(经纬度坐标),在电⼦地图平台的⽀持下,为⽤户提供相应服务的⼀种增值业务,例如⽬前中国移动动感地带提供的动感位置查询服务等。2011江苏高考数学
  由于GPS定位⽐较费电,所以定位是GPS设备常见功能。但是定位精度较低,⼀般在500⽶到2000⽶的误差。
  除了以上提及的,⽬前来看定位技术的种类有⼏⼗甚⾄上百种,⽽每种定位技术都有⾃⼰的优缺点和适合的应⽤场景。到底哪种技术会最终胜出,现在还不得⽽知,有待产业链同仁的努⼒和时间的检验。

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