室內(nèi)定位是指在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)位置定位,主要采用無線通訊、基站定位、慣導(dǎo)定位等多種技術(shù)集成形成一套室內(nèi)位置定位體系,從而實(shí)現(xiàn)人員、物體等在室內(nèi)空間中的位置監(jiān)控。常見的室內(nèi)無線定位技術(shù)有:Wi-Fi、藍(lán)牙、紅外線、超寬帶、RFID、超聲波和ZigBee。下面讓我們來了解這幾種常見的定位技術(shù),以及它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
1、Wi-Fi技術(shù)
通過無線接入點(diǎn)(包括無線路由器)組成的無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN),可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中的定位、監(jiān)測和追蹤任務(wù)。它以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(無線接入點(diǎn))的位置信息為基礎(chǔ)和前提,采用經(jīng)驗(yàn)測試和信號傳播模型相結(jié)合的方式,對已接入的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行位置定位,最高精確度大約在1米至20米之間。如果定位測算僅基于當(dāng)前連接的Wi-Fi接入點(diǎn),而不是參照周邊Wi-Fi的信號強(qiáng)度合成圖,則Wi-Fi定位就很容易存在誤差(例如:定位樓層錯(cuò)誤)。另外,Wi-Fi接入點(diǎn)通常都只能覆蓋半徑90米左右的區(qū)域,而且很容易受到其他信號的干擾,從而影響其精度,定位器的能耗也較高。2、藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)牙通訊是一種低功耗的無線傳輸技術(shù),在室內(nèi)安裝適當(dāng)?shù)乃{(lán)牙局域網(wǎng)接入點(diǎn)后,將網(wǎng)絡(luò)配置成基于多用戶的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接模式,并保證藍(lán)牙局域網(wǎng)接入點(diǎn)始終是這個(gè)微網(wǎng)絡(luò)的主設(shè)備。這樣通過檢測信號強(qiáng)度就可以獲得用戶的位置信息。藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備體積小、短距離、低功耗。3、紅外線技術(shù)
紅外線技術(shù)室內(nèi)定位是通過安裝在室內(nèi)的光學(xué)傳感器,接收各移動(dòng)設(shè)備(紅外線IR標(biāo)識)發(fā)射調(diào)制的紅外射線進(jìn)行定位,具有相對較高的室內(nèi)定位精度。但是,由于光線不能穿過障礙物,使得紅外射線僅能視距傳播,容易受其他燈光干擾,并且紅外線的傳輸距離較短,使其室內(nèi)定位的效果很差。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備放置在口袋里或者被墻壁遮擋時(shí),就不能正常工作,需要在每個(gè)房間、走廊安裝接收天線,導(dǎo)致總體造價(jià)較高。4、超寬帶技術(shù)
超寬帶技術(shù)與傳統(tǒng)通信技術(shù)的定位方法有較大差異,它不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波,而是通過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù),可用于室內(nèi)精確定位,例如:戰(zhàn)場士兵的位置發(fā)現(xiàn)、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)跟蹤等。超寬帶系統(tǒng)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比,具有穿透力強(qiáng)、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能夠提高精確定位精度等優(yōu)點(diǎn),通常用于室內(nèi)移動(dòng)物體的定位跟蹤或?qū)Ш健?5、RFID技術(shù)
RFID定位技術(shù)利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備識別和定位的目的。它可以在幾毫秒內(nèi)得到厘米級定位精度的信息,且傳輸范圍大、成本較低;不過,由于以下問題未能解決,以RFID定位技術(shù)的適用范圍受到局限。1)RFID不便于整合到移動(dòng)設(shè)備之中2)作用距離短(一般最長為幾十米)3)用戶的安全隱私保護(hù)4)國際標(biāo)準(zhǔn)化6、超聲波技術(shù)
超聲波定位主要采用反射式測距(發(fā)射超聲波并接收由被測物產(chǎn)生的回波后,根據(jù)回波與發(fā)射波的時(shí)間差計(jì)算出兩者之間的距離),并通過三角定位等算法確定物體的位置。超聲波定位整體定位精度較高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,但容易受多徑效應(yīng)和非視距傳播的影響,降低定位精度;同時(shí),它還需要大量的底層硬件設(shè)施投資,總體成本較高。7、ZigBee技術(shù)
ZigBee是一種短距離、低速率的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它介于RFID和藍(lán)牙之間,可以通過傳感器之間的相互協(xié)調(diào)通信進(jìn)行設(shè)備的位置定位。目前國內(nèi)Zigbee技術(shù)主要采用ISM頻段中的2.5G頻率,其衍射能力弱,穿墻能力弱。