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        室內(nèi)無線定位技術(shù)的分析

        2019-12-19 19:35:28葉金成
        商品與質(zhì)量 2019年43期
        關(guān)鍵詞:設(shè)置信號(hào)設(shè)備

        葉金成

        杭州檀木科技有限公司 浙江杭州 310051

        定位服務(wù)中需要提供所在的位置以及位置周圍的資源等內(nèi)容。當(dāng)前世界范圍內(nèi)的室外定位系統(tǒng)比較完善,GPS、北斗、GALILEO以及GLONASS四套衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)完全覆蓋全球。而且在民用以及商用方面信號(hào)定位精準(zhǔn)度實(shí)現(xiàn)10米之內(nèi),軍用信號(hào)的精準(zhǔn)度更高,已經(jīng)達(dá)到厘米。雖然當(dāng)前室外定位服務(wù)已經(jīng)比較完善,但是室內(nèi)定位服務(wù)卻存在較大的缺陷,由于室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜,定位的信號(hào)、精準(zhǔn)度等顯示都會(huì)出現(xiàn)偏差。隨著通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展室內(nèi)無線定位技術(shù)誕生,并開始逐漸普及[1]。

        1 室內(nèi)無線定位技術(shù)分析

        1.1 WIFI室內(nèi)定位技術(shù)

        當(dāng)前室內(nèi)無線局域網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛的為WIFI,同時(shí)WIFI芯片已經(jīng)成為各種移動(dòng)設(shè)備和智能手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置,而且WIFI基站開始在室內(nèi)場(chǎng)景中進(jìn)行布局和建設(shè),當(dāng)前很多大型商場(chǎng)、火車站、高校等都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)WIFI的全面覆蓋。所以基于WIFI 的定位技術(shù)在室內(nèi)無線定位技術(shù)中具有一定的優(yōu)勢(shì)。隨著WIFI無線網(wǎng)絡(luò)研究的深入發(fā)展,很多定位系統(tǒng)被研發(fā),包括RADAR系統(tǒng),通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),這種系統(tǒng)的定位精準(zhǔn)度可以控制在2-3米之內(nèi)[1]。這套系統(tǒng)需要先在室內(nèi)設(shè)置一個(gè)信號(hào)接收強(qiáng)度RSSI以及相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫,并結(jié)合定位設(shè)備對(duì)最大概率的位置進(jìn)行預(yù)測(cè)。但是由于WIFI信號(hào)是一種無線電波形式,信號(hào)傳播過程中會(huì)受到溫度、人員走動(dòng)等方面的影響,容易造成多種因素干擾,導(dǎo)致信號(hào)傳播不穩(wěn)定,影響信號(hào)的傳播效果,而且在定位的精度上也無法達(dá)到亞米級(jí)。但是WIFI室內(nèi)定位的成本低,而且智能手機(jī)的應(yīng)用便捷,因此具有較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

        1.2 藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)

        藍(lán)牙定位具有一定的局限性,僅能進(jìn)行短距離的定位,信號(hào)傳播一般在10米以內(nèi)。室內(nèi)環(huán)境中需要先設(shè)置藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射器,然后記錄不同發(fā)射器的位置坐標(biāo)。在定位過程中,發(fā)射器會(huì)向周圍發(fā)射廣播信號(hào),如果藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)入到室內(nèi)環(huán)境可以自動(dòng)搜索藍(lán)牙信號(hào),并通過無線信號(hào)衰減模型對(duì)兩個(gè)設(shè)備間的距離進(jìn)行計(jì)算,最后通過三邊模型對(duì)用戶的位置進(jìn)行計(jì)算[2]。藍(lán)牙定位的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在短距離內(nèi)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的能力強(qiáng),定位精準(zhǔn)度高,網(wǎng)絡(luò)布局簡(jiǎn)便,而且在移動(dòng)終端設(shè)備中的移植便捷。但是也存在一定的不足之處,單個(gè)信號(hào)設(shè)備的覆蓋范圍小,而且需要在室內(nèi)設(shè)置大量的發(fā)射器,穩(wěn)定性不強(qiáng),易被噪聲干擾[2]。

        1.3 超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)

        超寬帶是一種比較先進(jìn)的無線通信技術(shù)形式,具有低耗損,高速率的優(yōu)勢(shì),而且能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)定位,在精準(zhǔn)度方面可以達(dá)到分米級(jí)。而且不會(huì)對(duì)新信號(hào)頻道進(jìn)行占用,并有利于對(duì)多徑效應(yīng)進(jìn)行對(duì)抗,而且脈沖波的穿透力強(qiáng),對(duì)室內(nèi)的動(dòng)態(tài)環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,從理論上分析,定位的精確度可以達(dá)到4厘米左右。但是超寬帶設(shè)備在信號(hào)發(fā)射中需要的控制設(shè)備精密度高,需要的成本大,難以適應(yīng)大眾應(yīng)用。

        1.4 紅外線室內(nèi)定位技術(shù)

        可以通過在室內(nèi)安裝紅外線接收器的方式實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位,在監(jiān)測(cè)到紅外線發(fā)射信號(hào)后,可以利用相關(guān)的算法進(jìn)行定位。比如Active badge,在應(yīng)用的過程中用戶必須要攜帶一個(gè)標(biāo)簽,并向外部發(fā)射紅外線,在紅外線接收到標(biāo)簽信號(hào)后,就能夠?qū)τ脩舻奈恢眠M(jìn)行確定。這種定位方式精確度差,只能進(jìn)行粗略的定位,無法獲得用戶的精確位置,比如只能確定用戶具體在哪個(gè)房間,但是無法確定在房間的具體位置。而且紅外線無法穿透障礙物,所以只可用于視距傳播,而且受溫度以及室內(nèi)布局的影響大,定位范圍窄,如果要利用紅外線定位,必須要設(shè)置較多的設(shè)施節(jié)點(diǎn),消耗的成本大,應(yīng)用的局限性多。

        1.5 超聲波室內(nèi)定位技術(shù)

        超聲波可以通過反射信號(hào)方式進(jìn)行測(cè)距,室內(nèi)定位系統(tǒng)中包括一個(gè)主測(cè)距器以及若干應(yīng)答器,在微機(jī)指令下由主測(cè)距器不斷向固定應(yīng)答器發(fā)射同頻率無線電信號(hào),應(yīng)答器接受后反向主測(cè)距器發(fā)射超聲波,進(jìn)而測(cè)得二者距離。在獲得三個(gè)以上參考節(jié)點(diǎn)距離后,通過三角定位原理就可以完成室內(nèi)定位的計(jì)算。超聲波定位系統(tǒng)對(duì)精準(zhǔn)度的要求高,但是由于受到超聲波信號(hào)限制,如果遇到障礙物遮擋將會(huì)對(duì)定位的精準(zhǔn)度產(chǎn)生極大影響,而且信號(hào)傳輸?shù)乃p比較強(qiáng),必須要在室內(nèi)環(huán)境中設(shè)置大量的參考節(jié)點(diǎn),需要的成本高。

        2 室內(nèi)無線定位技術(shù)的應(yīng)用

        2.1 智慧商業(yè)方面的應(yīng)用

        對(duì)于大型商場(chǎng)、超市等商業(yè)實(shí)體來說,為了為顧客提供更好的購物體驗(yàn),并設(shè)置大數(shù)據(jù)、用戶圖像定位等精準(zhǔn)營銷。當(dāng)前大型商場(chǎng)一般都設(shè)置了WIFI系統(tǒng)和藍(lán)牙系統(tǒng),不僅能夠?yàn)轭櫩吞峁┒ㄎ粚?dǎo)航作用,同時(shí)也有利于快速找到停車位、找人等。而且可以通過大數(shù)據(jù)收集,對(duì)商場(chǎng)內(nèi)客流特點(diǎn)、旺鋪分布等進(jìn)行分析,保證商場(chǎng)管理的智能化。

        2.2 智能工業(yè)方面的應(yīng)用

        傳統(tǒng)車間、工廠等場(chǎng)景設(shè)置中,為了提升制造和生產(chǎn)效率,保證管理的智能化,可以在室內(nèi)建設(shè)定位平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)中人員、設(shè)備以及各項(xiàng)資產(chǎn)的跟蹤管理。比如對(duì)車間工具箱、叉車等設(shè)備的調(diào)度與管理?;S的區(qū)間位置,人員、車輛的跟蹤等,而且對(duì)于一些事故可以通過軌跡跟蹤查詢方式提供依據(jù),而這些都需要應(yīng)用室內(nèi)定位[3]。

        3 結(jié)語

        綜上所述,室外無線定位技術(shù)已經(jīng)普及,而且定位精準(zhǔn)應(yīng)用范圍廣,但是室內(nèi)定位由于溫度、環(huán)境結(jié)構(gòu)復(fù)雜等因素導(dǎo)致定位的精準(zhǔn)性不強(qiáng),因此還需要結(jié)合原有技術(shù)以及技術(shù)創(chuàng)新的方式解決室內(nèi)無線定位技術(shù)問題。

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