其中,位置定位是基于基站技术,一般应用于无线通信网终端用户,它是通过移动运营商的网络(如GSM、LTE)获取移动终端用户的位置信息的服务
相对于GPS,基于CID(基站)的定位技术精度略低,但是其优点也比较明显:
1)全天候的适应性,不受环境限制;
2)不需要用户终端支持GPS定位,成本低、功耗低;
3)不需要安装APP客户,即使用户在室内、隧道或者其他任何复杂环境,均可实现快速定位服务。
随着物联网生态链逐渐走向成熟,各行各业对定位的需求也大大增加。在现实生活中,基于WiFi、蓝牙、红外线、UWB等室内定位技术的应用场景越来越多,着重介绍一下应用较广的蓝牙室内定位技术和UWB室内定位技术。
蓝牙人员定位有哪些定位方法?
1iBeacon
iBeacon使用的是低功耗蓝牙通信功能,是苹果公司研发的一种定位技术。它可以跟踪获取导航者的轨迹信息,并且能为商业选址提供一些可靠的数据支撑,大多应用于人比较多的地方,如医院、商场、车站之类的。
2蓝牙网关
蓝牙网关的人员定位技术就比较适合用在校园和养老院。这是因为蓝牙网关定位技术可以为定位设备在周期内发送广播包,接收的所有数据都可以传送到后台的服务器,方便管理和监测人员的安全。如果选用这种定位方法的话必须要保证蓝牙终端设备功耗很低并且并发量非常大。
3蓝牙50
蓝牙50只需要扫描iBeacon的数据通过蓝牙网关传到服务器,然后根据信号强度就可以完成定位了。它的传输能力是可以和上述两种方法媲美的。蓝牙50不仅处理了大规模布置网关的可能性,而且成本不高,深受用户喜爱。
蓝牙人员定位可适用于哪些场景?
智慧工业
蓝牙人员定位在智慧工业领域中的应用具体表现为石化及化工人员物资定位、资产管理、工厂环境数据采集与分析、危险源监测等。
智慧工地
传统型工地管理存在着诸多的缺陷,例如施工项目点多面广,信息传递不通畅等,采用蓝牙人员定位方案,可以实现隧道/地铁/管廊等人员定位、环境数据采集等。
智慧养老
蓝牙人员定位在智慧养老领域的发展日新月异,可实现的功能越来越多,如老人定位监护、生命体征监测、健康管理、活动监测、无线呼叫报警等。
智慧医疗
蓝牙人员定位在医疗行业的应用不仅仅是针对医护人员的定位,还包括患者、医疗物资等,将病人医生护士、医疗物资和位置结合起来,再针对医院的业务流程实现完全的物联网化、智能化的综合管理,实现整个院区的“可视、可管、可控”智能化管理。
UWB定位技术在不同的应用环境中能够实现不同的定位业务需求(3D/2D/1D/区域定位),精确定位人员、车辆、资产,并在定位基础上实现轨迹追踪、区域报警、摄像联动等延伸功能。
一维定位应用的原理就是测距应用,能够知道定位目标标签的相对位置,适合隧道、管道、管井、矿井等多种定位精度要求不高的场景,精度在03米左右;
二维定位需要确定空间的X/Y坐标,分为两种情况;一种是通过标签离基站的距离,计算标签的位置;还有一种是通过三个以上的基站,确定区域内标签的位置,能够准确得知定位目标标签的位置及行为轨迹;
三维定位需要知道定位设备的XYZ三维坐标,在基站架构的时候,需要特别拉开Z轴的高度差,以确保在Z轴上的精确度。若用测距的方式,三个基站就可以完成三维定位,用TDOA的方式,则必须要四个以上基站才能完成。能够精确判断标签位置,以及滞留时间。
高精度UWB室内定位方案
UWB定位系统大致分为位置感知层、网络传输层和定位应用层,主要包括:定位引擎服务器、智能终端、POE交换机、UWB基站、UWB标签、UWB模块、软件接口等。
UWB定位系统框图
UWB的定位原理和卫星导航定位原理很相似。UWB的定位原理是通过在室内布置4个已知坐标的UWB定位基站,需要定位的人员或者设备携带定位标签,标签按照一定的频率发射脉冲,不断和四个已知位置的基站进行测距,通过TDOA算法精确的计算定位标签的位置。
UWB定位流程:
UWB定位原理
(1)每个定位标签以UWB脉冲重复不间断发送数据帧;
(2)定位标签发送的UWB脉冲串被定位基站接收;
(3)每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间;
(4)定位引擎参考标签发送过来的校准数据,确定标签达到不同定位基站之间的时间差,并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置。
(5)采用多基站定位多采用TDOA(Time difference of Arrival)算法。
UWB定位主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的位置信息,同时应用于各个领域的室内精确定位和导航,能够满足隧道、监狱、化工、工厂、煤矿、工地、电厂、养老、展馆、整车、机房、机场等高精度室内定位需求。
UWB室内定位方案应用领域
工业/汽车:实时追踪资产和库存,改进流程,提高搜索效率,减少资源浪费;
物流仓储:跟踪条码阅读器和叉车,减少保险检查的环节,使仓储管理变得灵活;
军事:人员定位和设备追踪,例如城市作战训练、d药仓库管理、高级研发;
医疗保健:实时跟踪病人,进行照顾和管理,利于病情分析和治疗改进,方便于人力资源管理;
危险环境:定位个人和资源,安全位置紧急搜索,人员监控,优化管理过程,做到安全有效;
重点安保区域:人员的进出管理、实时位置查询、禁区监管、隔离距离控制、人员调度,能对人员的位、行进路线、距离、速度进行监控和统计;
体育:实时跟踪与计算运动员的方向和速度等,详细的性能分析,记录队伍的比赛实况,视频集成。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此,顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
实现物联网的核心技术:
1传感器技术
传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大技术。从仿生学观点,如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”,把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话,那么传感器就是“感觉器官”。微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段。
2射频识别(RFID)技术
射频识别(Radio Frequency Identification,简称RFID)是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。在国内,RFID已经在身份z、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛应用。
RFID技术市场应用成熟,标签成本低廉,但RFID一般不具备数据采集功能,多用来进行物品的甄别和属性的存储,且在金属和液体环境下应用受限,RFID技术属于物联网的信息采集层技术。
3二维码技术
二维码技术是在一维条码无法满足实际应用需求的前提下产生的。由于受信息容量的限制,一维条码通常是对物品的标识,而二维条码是对物品的描述。二维码以矩阵形式来表达,可以在纵横两个方向存储信息,可存储的信息量是一维码的几十倍,并能整合图像、声音、文字等多媒体信息,可靠性高、保密防伪性强,而且易于制作、成本低。
4微机电系统(MEMS)
微机电系统是指利用大规模集成电路制造工艺,经过微米级加工,得到的集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。MEMS技术属于物联网的信息采集层技术。
5GPS技术
GPS技术又称为全球定位系统,是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS作为移动感知技术,是物联网延伸到移动物体采集移动物体信息的重要技术,更是物流智能化、智能交通的重要技术。
以上由物联传媒提供,如有侵权联系删除(1)面向物联网行业,从事物联网的通信架构、网络协议、信息安全等的设计、开发、管理与维护。
(2)主要面向岗位包括:物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员、物联网应用系统开发工程师等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业岗位。目前通信网络发展中就业前景看好。
UWB定位:超宽带(UWB)定位技术是一种全新的、与传统通信定位技术有极大差异的新技术。它利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点,与新加入的盲节点进行通讯,并利用TDOA定位算法,通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。
UWB定位的主要优势有,低功耗、对信道衰落(如多径、非视距等信道)不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强(能在穿透一堵砖墙的环境进行定位),具有很高的定位准确度和定位精度。
但它也有它的局限性所在,首先就是它需要在每个定位区块架设定位基站,对于复杂的行业环境来说,成本极高。同时大部分的应用场景并不需要那么高的定位精度,这也是为什么UWB定位技术精准度很高,但在实际场景中应用并不多的原因。
室内定位根据定位技术的不同分为十大类:WiFi定位、RFID定位、红外定位、超声波定位、蓝牙定位、惯性导航定位、超宽带(UWB)定位、LED可见光定位、地磁定位、视觉定位。其中蓝牙定位和超宽带(UWB)定位是最符合时下物联网室内定位需求的。SKYLAB也有推出基于蓝牙米级室内定位方案和基于UWB超宽带技术的厘米级室内定位方案,为不同行业的室内定位需求贡献了诸多行之有效的位置服务方案。
蓝牙定位:蓝牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication,信号场强指示)定位原理。根据定位端的不同,蓝牙定位方式分为网络侧定位和终端侧定位。网络侧定位系统由终端(手机等带低功耗蓝牙的终端)、蓝牙Beacon节点,蓝牙网关,无线局域网及后端数据服务器构成。终端侧定位系统由终端设备(如嵌入SDK软件包的手机)和Beacon组成。蓝牙定位的优势在于实现简单,终端侧定位一般用于室内定位导航,精准位置营销等用户终端;而网络侧定位主要用于人员跟踪定位,资产定位及客流分析等情境之中。
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