物联网几种定位技术的分析比较

物联网几种定位技术的分析比较,第1张

卫星定位;WIFI定位;RFID定位;ZigBee定位

一 卫星定位

卫星定位系统主要有:美国全球定位系(GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统、中国北斗卫星导航系统,其中应用最广的GPS系统。

GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分、地面控制部分、用户设备部分。

空间部分主要用21颗可用卫星和3颗备用卫星构成,主要功能是广播定位信号

控制部分主要由监测站、主控站、备用主控站、信息注入站构成,主要负责GPS卫星阵的管理控制;

用户设备部分主要是GPS接收机,主要功能是接收GPS卫星发射的信号,获得定位信息和观测量,经数据处理实现定位。

主要优点:全球、全天候工作;室外定位精度高;高效率、低成本; *** 作简便;不限制终端数量;功能多、应用广等。

主要缺点:定位精度受终端所处环境影响大;首次定位时间长等。

二 WIFI定位

WIFI定位技术将信号源变成WIFI的AP(Access Point,无线接入点),将定位流程的承载由移动信令网变成普通的互联网。WIFI信号接入点AP会向周围连续发射信号,信号中包含WIFI AP的ID(包括AP的MAC地址、名称等参数)以及终端接收到的WIFI信号强度RSSI等信息。WIFI ID具有唯一性,WIFI定位平台根据查询到的WIFI AP位置信息估算出终端位置。

目前,WIFI定位常用方法有TOA(到达时间)、TDOA(到达时间差)、AOA(到达角度)、RSSI(接收信号强度)测距方法,近似法、位置指纹法,其中位置指纹法是较多使用的方法。

主要优点:定位速度快、精度高;能进行室内定位;高带宽、高速率、高覆盖度;成本低、兼容性强等。

主要缺点:受服务范围限制,没有方向、速度等数据,不能导航;耗能大;缺乏统一规划和优化等。

RFID是通过发射或反射电磁波来传递数据,利用RFID标签对活动的物体和人员进行定位,其服务范围基本上都是限于某个或某种特定场景。

RFID定位技术主要由RFID标签和读写设备两部分组成,是一种非接触式的自动识别技术。RFID的工作需要标签和读写设备配合,通过电磁场原理完成信息交互,RFID读写设备接收来自RFID标签的信号,两者间的通信使用特定的射频信号及相关协议完成。

在RFID定位系统中,可采用接收信号强度RSSI定位。在目标区域大量布置信标节点,移动节点上附上一个参考节点的距离,进而在三个或三个以上参考节点的重复覆盖范围内,分别根据获得的RSSI值得出阅读器与参考点之间的距离,再根据三角关系计算出移动节点的位置。RFID定位方法可以归类为距离估算法、场景分析法和邻近法。

主要优点:识别速度快、实现批量识别;实时性强,定位时间小于1s;易于 *** 控,读取方便快捷;体积小,可嵌入或附着在不同物品上;标签数据可动态更改;安全性好、成本低;穿透性好等。

主要缺点:作用距离近;根据标签和部署方式不同,定位精度变化大等。

四 ZigBee定位技术

ZigBee是根据IEEE 802154协议开发的一种短距离、低功耗的无线通信技术。

在待定位区域布设大量通过无线通信方式通信的参考节点,这些节点形成一个自组织的网络系统,在通信距离内的参考节点能快速采集到这些节点的信息,同时利用路由广播的方式吧信息传递给其他参考节点,最终形成一个信息传递链并经过信息的多级跳跃回传给终端加以处理,从而实现对一定区域长时间监控和定位。

主要优点:低功耗;时延短;网络容量大;低速率;低成本等;

主要缺点:只能专网专用,ZigBee的数据率较低,不适用于传输速率高的应用场景。

定位技术在物联网各个领域有着广泛的应用,随着物联网行业的发展,人们对定位服务有着越来越高的需求,虽然现在已经有多种定位技术,无论是传统的GPS定位技术还是借助于无线网络的定位技术和短距离无线定位技术,每种定位技术都有自身的局限性,将这些定位技术有机结合起来形成混合定位技术,必然是定位技术未来的发展趋势,发挥各自定位技术的优点,不断提高定位精度和定位响应时间,同时扩大定位覆盖范围,终会实现更加精准和完美的定位服务。

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简单的从几个方面来介绍一下北斗导航定位系统的定位和通信功能。
1、北斗导航定位系统的组成
北斗导航定位系统是自主研发的全球四大导航之一,此系统主要是由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端主要有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端主要包括主控站和注入站以及监测站等若干个地面站。
简单的来说,卫星导航技术主要是利用一组导航卫星,来对地面、海洋和空间用户进行精准的定位。北斗导航定位系统具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点,已成为应用广泛的导航定位技术。
2、一代北斗导航定位系统的定位过程
北斗卫星一代导航系统的工作过程是:首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号,然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。
3、北斗导航定位系统的通信功能
1)北斗短报文通信功能:北斗系统用户终端具有双向报文通信功能,用户可以一次传送多达120个汉字的信息。目前在远洋航行中有重要的应用价值。常州莱特科技具有北斗短报文模块及相关设备。
2)精密授时:北斗系统具有精密授时功能,可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。
3)定位精度:水平精度100米(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态)。
4)工作频率:249175MHz。
系统容纳的最大用户数:每小时540000户。
以上就简单介绍了一下北斗导航定位系统的定位和通信功能,北斗的两大功能可应用在多个领域,更多的合作不断的进行当中。

gps和北斗有什么区别如下:
1、生产的国家不同:gps是由美国海陆空三军联合研制的全球卫星定位系统;而北斗是由我国自主研发的全球卫星导航系统。
2、卫星的种类和数量不同:gps和北斗系统的卫星的种类和数量会因为时间的不同而发生改变。
3、所使用的信号不同:gps使用的双频信号;而北斗使用的是三频信号。
4、精准度不同:gps和北斗会因为地区的不同,所定位的精准度也会有所差别。


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