物联网几种定位技术的分析比较

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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基于蓝牙信标的室内定位导航，蓝牙信标中的蓝牙模块是工作在从模式下，使用BLE低功耗蓝牙广播的方法，利用其支持的通用属性配置文件在第37、38、39三个信道上连续发送无定向性的广播包。蓝牙信标在广播模式下无法连接，所有广播数据在特定规则下进行排列。

1、蓝牙Beacon的定位原理如下：由Beacon向覆盖区域的用户，自动发射信号，蓝牙设备定位接收，反馈信号。当用户进入、退出或者在区域内徘徊时，Beacon的广播有能力进行传播，可计算用户和Beacon的距离（可通过RSSI计算），由此可知，只要有三个Beacon设备即可定位。

在室内定位中的主要应用：

首先，为特定场景提供导航导览等专项服务。如零售业，酒店，景区等应用场景。

其次，为企业提供数据整合服务。如在实体商业和服务业中通过Beacon搜集线下访问行为的数据，实现数据的统计和分析，为企业后续精准营销改进产品等做准备。

2、蓝牙Beacon的推送原理如下：由Beacon向覆盖范围内的手机发送店铺最新活动资讯。顾客安装了某商场的APP，商家在某专柜的角落部署了一个Beacon，当顾客靠近这个专柜时，APP会发起一个通知，d出产品介绍和优惠信息。

在信息推送中的主要应用：

在服务业，实体商业给用户提供信息推送服务。如商场商品信息推送等。

在零售业，餐饮业等应用场景中，通过自动唤醒设备功能，发送广告，优惠券等多种营销信息。

前不久，谷歌停止了在亚马逊 Echo Show 上提供 Youtube 视频，而亚马逊也一直在其商店里封杀谷歌的多款智能硬件（包括 Google Home）。
然而无论是苹果的 HomePod、谷歌的 Google Home、亚马逊的 Echo，还是三星传言将在明年上半年发布的 Bixby 智能音箱、阿里在双十一砸钱赚吆喝的天猫精灵，抑或是生态链完整的小米推出的小爱同学，大佬们意欲通过智能音箱作为抢占未来物联网流量入口的野心已是昭然若揭。
▲从左至右：苹果 HomePod、谷歌 Google Home、亚马逊 Echo
当然，物联网的概念被业界大佬如此看重是有原因的。
据美国 IT 研究与顾问咨询公司 Gartner 发布的数据预测，到 2020 年，全球联网设备数量将达到 260 亿台
而在普通大众的眼中，今天的物联网可能是这样的：
▲扎克伯格展示他开发的人工智能家居系统 Jarvis
这样的：
▲苹果的 Apple TV 和智能家居互联
或者是这样的：
▲手机 *** 控室内的灯光
虽然看上去很酷，但是相比将来庞大的市场规模，从上面一系列的产品不难看出当今物联网产品的发展还都停留在较为简单的手机/智能音箱与智能家居产品之间的互联上，无论是距离人本身与物的联接还是未来物联网的终极形态——「万物互联」都还比较遥远。
比如这个自动跟随行李箱，自己「长了腿」会跑，使用者就能很轻松地腾出两只手做别的事；
近来越来越成为热点的自动驾驶技术自然也离不开物联网技术的应用，人们开车时享有的自由度将得到极大地提升；
能自动跟踪、自动感应开关的电风扇、水龙头瞬间就将现在的产品化为古董；
在图书馆找书的时候，书能自己跳出来的感觉不要太好；
想当辣妈？自动跟随的婴儿车足够满足这个愿望；
感应式的路灯不仅关心你的路途，同样关心节能环保的路途。
当然，物联网的应用不仅能让个人的生活变得简单、自由、舒适，城市的管理同样将变得更加高效可控。
当你没有在规定位置停车，会被及时告知，城市也将不会有偏差，变得更加规范；
当路面出现障碍物，车主同样会受到提醒，城市将不会有危险；
当出现走失儿童，位置信息同样也会被捕捉到，城市将不会有意外。
从以上的例子不难看出，相比目前在几乎都位于室内的物联网智能家居这种单一形态，未来的物联网时代将实现更多人与人、人与物、物与物之间的联接，并在提供更多使用场景的同时简化人们的生活，消灭「不确定性」。
而要想实现上述的确定及可靠的转型升级，高精度的位置服务将成为其中一个关键的变量。
具体来说，如果未来物联网仍采用 GPS 十米级别的定位精度，那就意味着上述的电风扇和水龙头将不能精准地「找到」用户所在的位置，水乱流、风乱吹将成为常态；无人驾驶汽车在某些路况下也许就不能一直沿着既定道路行驶，更别提去精准躲避马路上的玻璃渣了。
▲无人驾驶汽车在没有道路标线的情况下大概只能依靠高精度导航了
同样地，今天我们或许都不会去想身边出去旅行能有一个自动跟随的旅行箱，这是因为定位的精度达不到要求，与其带着一个「不认主人」还「满地乱跑」的旅行箱，还不如老老实实自己拉着。
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城市物联网中控室添加人员信息步骤如下。
1、点击考勤门禁管理系统的左侧导航栏中从设备上下人员信息或者选择菜单项设备管理从设备上下载人员信息。
2、d出从设备到电脑对话框，设备上用户。
3、选择若干条人员记录，并点击删除按钮。
4、选择下载指纹需要的数据并点击下载按钮，期望结果。

物联网中的所谓物体的概念非常，广泛：它既可以指人，也可以指设备。
GPS和基站定位技术基本满足了用户在室外场景中对位置服务的需求。然而，人的一生当中有80%的时间是在室内度过的，个人用户、服务机器人、新型物联网设备等大量的定位需求也发生在室内，而室内场景受到建筑物的遮挡，GNSS信号快速衰减，甚至完全拒止，无法满足室内场景中导航定位的需要。
遥感技术是根据电磁波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术，兴起于20世纪60年代。

WiFi技术：

WiFi方案的优势是技术成熟，单独的产品就可以接入公网，成本也是相对较低。

缺点则是WiFi设备一般功耗较大，在物联网领域中，供电是一个问题；

WiFi接入数量相对有限，一个家庭路由器一般只能接入几十个设备；

当然，WiFi方案在物联网初级阶段有较大优势，单独的WiFi模块依托路由器即可入网，优势明显，虽然接入数量不多，但是在物联网、智能家居未大规模普及的情况下，也可以满足大多数需求。

所以基于IoT UART串口WiFi模块WG219/WG229/WG231/LCS6260的WiFi方案更适用于对功耗要求不明显，不会大量部署的物联网产品，例如：智能电饭煲，智能空调、冰箱、洗衣机等传统家电设备接入物联网。

蓝牙技术：

蓝牙方案的主要优势在于蓝牙模块的超低功耗，而且通过app打开蓝牙与手机的交互比较简单。

SKB369/SKB501

目前随着蓝牙50模块SKB501（网页链接）、以及更多蓝牙50产品的上市，蓝牙技术的数据传输速度和覆盖范围等得到了巨大的提升，更加适用于物联网的要求。

所以，蓝牙方案适用于对功耗有要求，和手机可以直接交互的物联网产品，例如：智能门锁，智能秤，智能电动牙刷等，也适用于大规模蓝牙mesh灯控、蓝牙传感器网络的部署。

UWB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31~106GHz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01 m~05 m。

本教程 *** 作环境：windows10系统、DELL G3电脑。
物联网的核心技术是什么物联网技术将新一代信息网络技术进行高度集成和综合运用，实现万物相联的理想，让世界成为一个实际意义上的“整体”，成为新一轮产业革命的重要方向和推动力量。因为互联网技术，社会各方面得到了显著提升，科技也有了很多的应用空间，但是，渗透在我们生活方方面面的物联网五大核心技术，你了解吗？
一、射频识别（RFID）技术
射频识别(RadioFrequencyIdentification，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。此技术拥有众多优点，无接触的自动识别、全天候、识别能力强、无接触磨损、并且能够对多个物品实现自动识别等。实现“世界想联”的理想可以依靠射频识别技术将全球范围内物品的跟踪与信息共享。
如今，RFID技术市场逐渐应用成熟，标签成本低廉，但是鉴于这项技术一般没有数据采集的功能，所以多用于甄别和属性的存储。在我国，这项技术的应用领域主要是身份z识别、电子收费和物流管理领域。
二、网络通信技术
网络通讯中包含很多技术，其中的4G通讯技术及5G通讯技术，还有非常普及的无线通讯技术及M2M技术。不同的技术应用在不同的领域，发挥出不同的作用。
在控制领域，空调4G远程控制器，就运用了4G通讯技术，远程完成对空调的控制过程，在智慧农业中的无线灌溉中，就运用了LORA无线通讯技术，完成自动化灌溉。在智能领域，通过M2M通信技术，实现人、机器和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接，使机器与机器之间能够在无人为干预的情况下进行及时的通信和 *** 作。

三、GPS技术
GPS技术又称之为全球定位系统，它是具有海、陆、空全方位实时三维导航和定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS技术可以和无线通讯技术相结合，就可以实现全球定位，在我物流智能化，智能交通中占据重要作用。据悉，最早的的GPG卫星定位系统的服役年龄即将到达，我国的北斗卫星已经开始启用。同样作为定位系统，一个即将退役，一个刚刚开始，未来的发展可期。
四、计算机技术
在物联网中，计算机技术得到了全面的普及和广泛的应用，在20世纪，计算机技术作为最先进的科学发明之一，物联网技术源于计算机技术，计算机技术依托于物联网再次发展，从而使得万物互联互通，并为社会提供了诸多方便，得到了普通的认可。在智慧农业，智慧城市，气象站监测站等设备中，传感器检测数据后上传至环境监控云平台就是运用了计算机技术。
五、传感器技术
在物联网中，计算机技术是它的大脑，通信技术是它的血管，GPS技术是它的细胞，射频识别技术是它的眼睛，传感器是它的神经系统。外界的一切信息，传感器都可以感觉到，并将感觉到的信息传递给大脑。

传感器技术在智能领域应用极广：
在测试领域：有86液晶显示温湿度变送器、工业级温湿度变送器、室内型温湿度变送器、防水壳温湿度变送器等。
在智慧农业领域：有光照二氧化碳温湿度传感器、有风速、风向传感器、有多功能百叶盒等。
在无线灌溉领域：有土壤PH值变送器、有土壤温湿度变送器、有土壤速测仪等。
物联网技术应用领域特别的广泛，几乎包揽了任何行业，在环境监测方面、在物流运输方面、在商业金融方面、在航空航天方面都遍布它的身影，或许在将来，会有更厉害的技术超越它，但现在，它依旧符合时代发展的战略需求。
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蓝牙41和50区别如下所示：
1、更快的传输速度；蓝牙50的开发人员称，新版本的蓝牙传输速度是之前42LE版本的两倍。当然，你在实际生活中是不太可能达到这个极限速度的，但是仍然可以体验到显著的速度提升；
2、更远的有效距离；蓝牙50的另外一个重要改进是，它的有效距离是上一版本的4倍，因此在理论上，当你拿着手机站在距离蓝牙音箱300米的地方，它还是会继续放着你爱的歌。也就是说，理论上，蓝牙发射和接收设备之间的有效工作距离可达300米。当然，实际的有效距离还取决于你使用的电子设备；
3、导航功能；此外，蓝牙50将添加更多的导航功能，因此该技术可以作为室内导航信标或类似定位设备使用，结合Wi-Fi可以实现精度小于1米的室内定位。举个例子，如果你和小编一样是路痴的话，你可以使用蓝牙技术，在诺大的商业中心找到路；
4、物联网功能；物联网还在持续火爆，因此，蓝牙50针对物联网进行了很多底层优化，力求以更低的功耗和更高的性能为智能家居服务；
5、升级硬件；此前的一些蓝牙版本更新只要求升级软件，但蓝牙50很可能要求升级到新的芯片。不过，旧的硬件仍可以兼容蓝牙50，你就无法享用其新的性能了。搭载蓝牙50芯片的旗舰级手机将于2017年问世，相信中低端手机也将陆陆续续内置蓝牙5芯片。苹果将为成为第一批使用该项技术的厂商之一；
6、更多的传输功能；全新的蓝牙50能够增加更多的数据传输功能，硬件厂商可以通过蓝牙50创建更复杂的连接系统，比如Beacon或位置服务。因此通过蓝牙设备发送的广告数据可以发送少量信息到目标设备中，甚至无需配对；
7、更低的功耗；众所周知，蓝牙是智能手机的必备功能，随着智能设备和移动支付等越来越多需要打开蓝牙，才能享受便利功能逐渐融入人们的生活之中，蓝牙的功耗成为了智能手机待机时间的一大杀手。为此蓝牙50将大大降低了蓝牙的功耗，使人们在使用蓝牙的过程中再也不必担心待机时间短的问题。

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