室内定位技术都有哪些?都有什么优缺点?

室内定位技术都有哪些?都有什么优缺点?,第1张

超声波技术

超声波定位目前大多数采用反射式测距法。系统由一个主测距器和若干个电子标签组成,主测距器可放置于移动机器人本体上,各个电子标签放置于室内空间的固定位置。定位过程如下:先由上位机发送同频率的信号给各个电子标签,电子标签接收到后又反射传输给主测距器,从而可以确定各个电子标签到主测距器之间的距离,并得到定位坐标。

红外线技术

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。典型的红外线室内定位系统Active badges使待测物体附上一个电子标识,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。

超宽带技术

超宽带技术是近年来新兴的一项无线技术,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(最高可达1000Mbps以上),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。

射频识别技术

射频定位技术实现起来非常方便, 而且系统受环境的干扰较小,电子标签信息可以编辑改写比较灵活。

院校专业:

基本学制:四年 | 招生对象: | 学历:中专 | 专业代码:080905

培养目标

培养目标

培养目标:本专业培养德、智、体等方面全面发展,掌握数学和其他相关的自然科学基础知识 以及和物联网相关的计算机、通信和传感的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法,具有较强 的专业能力和良好外语运用能力,能胜任物联网相关技术的研发及物联网应用系统规划、分析、 设计、开发、部署、运行维护等工作的高级工程技术人才。

培养要求:

1.掌握马列主义、毛泽东思想与中国特色社会主义基本理论,具有良好的人文社会科学素 养、职业道德和心理素质,社会责任感强;

2.掌握从事本专业工作所需的数学等相关的自然科学知识以及一定的经济学、管理学和工 程科学知识;

3.系统掌握物联网专业基础理论知识和专业知识,理解基本概念、知识结构、典型方法,理 解物理世界与数字世界的关联,具有感知、传输、处理一体化的核心专业意识;

4.掌握物联网技术的基本思维方法和研究方法,具有良好的科学素养和一定的工程意识, 并具备综合运用掌握的知识、方法和技术解决实际问题的能力;

5.具有终身学习意识以及运用现代信息技术获取相关信息和新技术、新知识的能力;

6.了解物联网的发展现状和趋势,具有技术创新和产品创新的初步能力;

7.了解与本专业相关的职业和行业的重要法律法规及方针政策,理解工程技术伦理的基本 要求;

8.具有一定的组织管理能力、表达能力、独立工作能力、人际交往能力和团队合作能力;

9.具有初步的外语应用能力,能阅读本专业的外文材料,具有一定的国际视野和跨文化交 流、竞争与合作能力;

10掌握体育运动的一般知识和基本方法,形成良好的体育锻炼习惯。

主干学科:计算机科学与技术、电子科学与技术、通信工程。

核心知识领域:物联网技术体系、标识与感知、物联网通信、物联网数据处理、物联网控制、物 联网信息安全、物联网工程设计与实施等。

核心课程示例(括号内理论学时+实验或习题课学时):

示例一:物联网工程导论(18学时)、物联网通信技术(45 +18学时)、RFID原理及应用(45+ 18学时)、传感器原理及应用(45 +18学时)、传感网原理及应用(45 +18学时)、物联网软件设计 (27 +18学时)、物联网数据处理(54学时)、物联网中间件设计(27 +18学时)、物联网应用系统 设计(54学时)、嵌入式系统与设计(45 +18学时)、传感器微 *** 作系统原理与设计(36+36学 时)、物联网控制原理与技术(45 +18学时)、物联网定位技术(45 +18学时)、物联网信息安全 (45 +18学时)、物联网工程规划与设计(36学时)、计算机网络(54学时)。

示例二:物联网工程概论(30学时)、物联网算法基础(60 +15学时)、物联网硬件基础(60+ 15学时)、传感网与微 *** 作系统(45 +15学时)、物联网安全与隐私(30学时)、无线单片机与协议 开发(60+15学时)、JAVA语言程序设计(30 +15学时)、物联网移动应用开发(20 +10学时)、物 流管理信息系统(30+15学时)、RFID系统(30学时)、物联网嵌入式系统开发(20 +10学时)、多 传感器数据融合技术(60学时)、云计算(30学时)、物联网与智慧思维(30学时)、移动人机交互 技术(30学时)、社会计算(30学时)。

示例三:物联网工程导论(18学时)、物联网体系结构(40学时)、传感器原理及应用( 36+10 学时)、物联网数据处理(40+10学时)、嵌入式系统原理(40 +12学时)、物联网工程规划与设计 (40+10学时)、物联网应用系统设计(50学时)、物联网通信技术(40 +14学时)、RFID与智能卡 技术(40+10学时)、物联网控制技术与应用(40+14学时)、物联网信息安全(40 +14学时)、传感 器网络及应用(40 +14学时)、网络规划与设计(40 +14学时)、数据仓库与数据挖掘(40+10学 时)、信息系统分析与集成(40+14学时)、软件集成与服务计算(40+10学时)。

主要实践性教学环节:课程实验、课程设计、专业实习、毕业设计(论文)。

主要专业实验:传感器实验、传感网实验、物联网通信实验、物联网数据处理实验、物联网工 程规划与设计实验。

修业年限:四年。

授予学位:工学学士。

职业能力要求

职业能力要求

专业教学主要内容

专业教学主要内容

《嵌入式原理及应用》、《无线传感器网络》、《汇编语言与微机原理》、《传感器微 *** 作系统原理与设计》、《应用密码学》、《光电子物理基础》、《模拟电子技术》、《数字建模》、《微处理器系统设计》、《物联网信息处理技术》 部分高校按以下专业方向培养:电商物联网、移动嵌入式、智能机器人、物联网大数据采集与分析。

专业(技能)方向

专业(技能)方向

IT类企业:物联网工程、物联网系统设计架构、物联网应用系统开发、物理网系统管理、网络应用系统管理、物联网设备技术支持、云计算。

职业资格证书举例

职业资格证书举例

继续学习专业举例

就业方向

就业方向

物联网专业就业前景

目前,教育部审批设置的高等学校战略性新兴产业本科专业中有“物联网工程”、“传感网技术”和“智能电网信息工程”三个与物联网技术相关的专业。此三个专业从2011年才开始首次招生,目前为止还没有毕业生,所以,无法从往年的就业率来判断未来的就业情况,但可从行业的整体发展趋势和人才市场的需求等方面了解该专业未来的就业形势。

作为国家倡导的新兴战略性产业,物联网备受各界重视,并成为就业前景广阔的热门领域,使得物联网成为各家高校争相申请的一个新专业,主要就业于与物联网相关的企业、行业,从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、信息安全等的设计、开发、管理与维护,也可在高校或科研机构从事科研和教学工作。未来的物联网技术要得到发展,需要在信息收集、改进、芯片推广、程序算法设计等方面有所突破,而做到这些的关键是如何培养人才。柏斯维也指出,从整体来看,物联网行业是非常需要人才。

对应职业(岗位)

对应职业(岗位)

其他信息:

国家对于物联网专业的人才需求还是比较大的,但是因为物联网的范围实在是太广了,而且也是一个新兴专业,当然不可否认物联网处在飞速发展的时期。所以,总体来看,物联网专业就是现在发展阶段很一般,但是潜力是非常巨大的。 物联网专业的学生在毕业后,可以选择去政府管理部门、科学研究机构、或是一些产品制造生产等企业工作,主要还是在新能源、互联网、计算机软件等行业中工作。因为物联网的应用范围广,几乎是覆盖了各行各业。所以对于学习物联网专业的学生来说,就业方向还是非常广的。

摘 要:无线定位作为无线技术的一项重要应用,近年来发展迅猛被广泛应用于导航、虚拟实现和军事目标定位等方面。本文重点对几种常用的无线定位技术进行了深入分析和讨论。关键词:无线定位、GPS、TDOA
1 什么是无线定位技术
无线定位技术是利用WiFi技术的射频识别和传感器等设备,通过测量接收到的无线电波的时间、幅度、相位等参数,根据相关算法判断被测物体的位置,实现定位、监测和追踪特定目标位置,广泛应用于导航、机器人跟踪、虚拟实现和军事目标定位等方面。
2 常用的无线定位技术
无线定位主要包括GPS、移动定位、超声波、UWB、 RFID、WiFi等几种定位方式。其中GPS和移动定位主要应用在室外环境适合广域定位,其余几种主要应用在室内环境,适合短距离定位。下面本文将重点讨论几种常用的无线定位技术。
21 GPS定位技术
GPS包括21颗工作卫星和3颗备用卫星,均匀分布在6个轨道上。地面的接收机会接收GPS卫星发送的信号,从而获取导航和定位信息及观测量,并经过简单数据处理获取到达时间(TOA)信息,再结合卫星广播的星历信息实现实时导航和定位。GPS定位系统在开阔地定位精度高,具有良好的抗干扰和保密性,可应用于室外车辆定位导航。但由于卫星信号容易被建筑物、金属覆盖物、浓密树林阻挡,往往无法精确定位。目前比较实用的是A-GPS即辅助GPS技术。它利用通信网络基站从远程定位服务器获取当前卫星的星图、俯仰角等信息,从而提高 GPS 卫星定位系统的性能和速度。
22Cell-ID定位技术
Cell-ID即小区识别号,在移动网络中每个小区都有一个唯一的利用移动终端所在Cell对应的小区识别号。只要系统能够把该小区基站设置的中心位置和小区的覆盖半径发送给移动终端,就可以粗略确定移动终端的位置。Cell-ID定位实现简单,响应速度快,不需改动网络和移动终端,有良好的覆盖性和可靠性。但是定位精度比较差且依赖于基站覆盖范围的大小,如果在基站分布较少的地区则很难精确定位,通常需与其他定位结合使用。
23智能天线AOA
AOA技术在两个以上的位置点放置4至12组天线阵列,以确定移动台发送信号相对于基站的角度,以此构成基站到移动台的直接连线,两线的交汇处即为待定位移动台的位置。AOA系统结构简单,只需2个基站即可实现定位;但要求天线阵具有高度灵敏度和高空间分辨率。在障碍物较少的开阔地区可以获得较高的定位精度,但在建筑物物密集的环境中,受多径传输效应的影响,定位精度下降。同时随着终端和基站距离的增加,定位精度也会受影响而逐渐降低。为了减小多径干扰的影响,AOA技术必需使用智能方向天线。基于实现复杂和设备成本的原因,AOA技术尚未在城市蜂窝定位系统中广泛应用。
24超声波无线定位
超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成,其定位原理主要是采用基于到达时间差的定位(TDOA)方法,精度高可达cm级。TDOA是通过检测信号到达两个基站的时间差,来确定移动台的位置。若有三个不同的基站可以测到两个TDOA,则需分别建立两个以基站位置为焦点的双曲线方程,求解双曲线的交点即可得知移动台的位置。倒车雷达使用的就是超声波技术,但需要专有设备,且受多径效应和非视距传播影响很大,在室内应用受限。
25 RFID射频识别定位
射频识别RFID的定位技术是通过无线电信号识别标签进行自动身份辨认的技术。RFID可以采用位置感知和基于接收信号强度指示(RSSI)方式来实现定位。在位置感知方式下,可以通过对跟踪对象安装RFID标签,然后部署RFID标签读取器的位置,当跟踪对象进入到感知范围内时,即可检测到跟踪对象的位置。基于RSSI方式是通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离,根据相应数据进行定位计算。RFID标签成本低,目前广泛应用在商品物流、人员定位及物联网领域。但需要部署多个读写器构建定位基础设施,标签和部署方式不同以及参考标签数量的多少都会影响定位精度,因此很难大规模部署。
25 WiFi定位技术
WiFi定位技术是基于现有WLAN网络,采用接收信号强度方式进行定位。现在很多办公楼、商场、机场都有无线路由器,这个就是WiFi热点。定位端比如手机只要侦听一下附近都有哪些热点,检测一下每个热点的信号强弱,然后把这些信息发送给远程服务器。服务器根据这些信息,查询每个热点在数据库里记录的坐标,进行运算即可实现定位。显然所收到的热点越多,定位也就越准确。WiFi定位比较方便,成本也低,但是信号易受环境干扰,定位精度和准确度较差,不适于高精度实时跟踪场景。
26 UWB技术
超宽带(UWB,Ultra-Wideband),是利用发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲信号进行高速无线数据传输的短程通信技术。UWB技术具有带宽极宽、发送功率低、抗干扰能力强、保密性好等优点。基于UWB的定位主要采用TDOA方式来实现,定位精度可以达到厘米级。UWB可用于室内精确定位,例如战场士兵的位置定位、机器人运动跟踪等。
3 结语
不管是室外定位还是室内定位都有其优势也有其局限性,未来定位技术的发展一定是广域定位和短距离定位相结合,既能提高响应速度,又可以覆盖较广的范围,实现无缝的、高精确定位。
参考文献
1谢展鹏、熊思民、徐志强无线定位技术及其发展 现代通信 2004年第3期
2阎啸天、于蓉蓉、武威无线网络定位技术中国移动官网 2011-03-14
3吴雨航、吴才聪、陈秀万 介绍几种室内定位技术中国测绘报 2008-01-29
4孙利辉无线定位技术在无线网管中的应用IP领航2011年02月

不论是2G还是3G,移动通信技术从诞生之初基本就一直沿用蜂窝式组网方式。即将移动终端的服务区划分为一个个正六边形的小区,每个小区设置一个基站,移动终端通过基站接入移动网络,形成了酷似“蜂窝”的网络结构,所谓蜂窝定位就是指通过蜂窝网络中的基站设备对移动终端进行定位的技术,也称为移动定位或无线定位。


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