Wie wir wissen, wird im Kontext des Internets der Dinge die Erfassung und Nutzung von Standortinformationen immer wichtiger. Im Vergleich zur Außenpositionierung ist die Arbeitsumgebung der Innenpositionierung komplexer und heikler und die Technologie vielfältiger. Zum Beispiel intelligente Fabrikpersonal- und Frachtverwaltung und -planung, Produktionssicherheitsmanagement, Suchnavigation für Tiefgaragenwagen, intelligentes Gebäudepersonal-/Besucherpositionierungsmanagement, Navigation am Ausstellungsort usw.
Im Allgemeinen können wir Indoor-Positionierungstechnologien unterteilen in: Wi-Fi Positionierung, ZigBee-Positionierung, Bluetooth-Positionierung, UWB-Positionierung, RFID-Positionierung, Satellitenpositionierung, Niederfrequenz-Triggerpositionierung, Basisstationspositionierung, akustische Positionierung, optische Positionierung, geomagnetische Positionierung usw. Lassen Sie uns die drei gängigen Indoor-Positionierungstechnologien von WiFi und UWB besprechen Und Bluetooth.
WLAN-Modul
Die Wi-Fi-Ortung begann etwa im Jahr 2010 im Bereich der Personalüberwachung auf Basis von Positionierungs-Tags eingesetzt zu werden. Im Jahr 2013 kamen auch Anwendungen wie die Wi-Fi-Erkennung auf Basis von Mobiltelefonen auf den Markt.
Derzeit ist die Wi-Fi-Positionierung eine beliebte Indoor-Positionierungstechnologie, und ihre Positionierungsmethode basiert auf der Signalstärkeausbreitungsmodellmethode und der Fingerabdruckerkennungsmethode.
Die Signalstärkeausbreitungsmodellmethode bezieht sich auf die Verwendung eines bestimmten Kanalschwundmodells, das in der aktuellen Umgebung angenommen wird, um die Entfernung zwischen dem Terminal und dem bekannten Standort-AP gemäß seiner mathematischen Beziehung abzuschätzen. Wenn der Benutzer mehrere AP-Signale hört, kann er den dreiseitigen Positionierungsalgorithmus durchlaufen, um die Standortinformationen des Benutzers zu erhalten. Die Methode zur Identifizierung von Fingerabdrücken basiert auf den Ausbreitungseigenschaften des Wi-Fi-Signals. Die Erkennungsdaten mehrerer APs werden zu Fingerabdruckinformationen kombiniert und die mögliche Position des sich bewegenden Objekts wird durch Vergleich mit den Referenzdaten geschätzt.
In einigen Szenarien, in denen die Positionierungsgenauigkeit auf Meterniveau liegt, kann WLAN zur Abdeckung verwendet werden. Diese Technologie eignet sich für die Positionierung und Navigation von Personen/Autos, medizinischen Einrichtungen, Einkaufszentren, Themenparks und anderen Szenarien.
Bluetooth-Modul
Um das Jahr 2014 begann die Anwendung der Bluetooth-basierten Ortungstechnologie im Bereich der Überwachung und Ortung.
Im Juli 2017 wurde Bluetooth Mesh offiziell eingeführt. In anderthalb Jahren wurden mehr als 105 Produkte mit Bluetooth-Mesh-Netzwerkfunktionen zertifiziert, darunter Chips, Protokollstacks, Module und Terminalproduktlieferanten.
Um der wachsenden Nachfrage des Marktes für Ortungsdienste gerecht zu werden, wurde im neuen Bluetooth 5.1-Standard eine Richtungsfunktion hinzugefügt, die dem Gerät dabei helfen kann, die Richtung des Bluetooth-Signals zu klären und dem Entwickler dann dabei zu helfen, die Bluetooth-Näherungslösung von zu interpretieren die gerät richtung zu erreichen eine zentimeter-ebene position Präzision Bluetooth positionierung system.
Standortbasierte Bluetooth-Dienstlösungen werden im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt: Proximity-Lösungen und Ortungssysteme. Ob Echtzeit-Positionierung oder Indoor-Positionierung, das Prinzip ist ähnlich. Das heißt, der Datenpaketübertragung wird der RSSI-Mechanismus (Received Signal Strength) hinzugefügt und die ungefähre Reichweite des Produkts wird durch RSSI virtualisiert. Messalgorithmus und schließlich vollständige Innenpositionierung.
Bluetooth-Ortung: Solange die Bluetooth-Funktion des Geräts aktiviert ist, können Sie es lokalisieren. Mit der Veröffentlichung von Bluetooth 5.x und so vielen weiteren Smartphones/Pads/Laptops mit Bluetooth-Integration wird erwartet, dass Bluetooth noch viel mehr Marktanteile auf dem Markt für standortbasierte Dienste einnehmen wird. Laut dem „2019 Bluetooth Market Update“ haben sich Ortungsdienste zur am schnellsten wachsenden Bluetooth-Lösung entwickelt und ihre durchschnittliche jährliche Wachstumsrate wird in den nächsten fünf Jahren voraussichtlich 43 % erreichen.
Die Bluetooth-Ortung wird sowohl für die kleinräumige als auch für die großräumige Ortung von Personen/Vermögenswerten verwendet, beispielsweise in einstöckigen Hallen oder Geschäften, Ausstellungshallen, Stadien, Lagerhäusern und Fabriken.
UWB
In den letzten Jahren, als UWB-Chiplösungen ausgereifter wurden und die Kosten sanken, sind inländische Unternehmen entstanden, die sich mit der UWB-Positionierungstechnologie befassen. UWB ist eine drahtlose Ortungstechnologie mit hoher Übertragungsrate (bis zu 1000 Mbit/s oder mehr), geringer Sendeleistung und starker Durchdringungsfähigkeit.
Die UWB-Positionierung ist ein Multisensor, der TDOA (Time Difference of Arrival, Zeitunterschied der Ankunftszeit) und den AOA-Positionierungsalgorithmus verwendet, um die Etikettenposition zu analysieren. Mit Mehrpfadauflösung, hoher Genauigkeit, Positionierungsgenauigkeit bis hin zum Zentimeterniveau und anderen Eigenschaften.
TDOA ist eine Methode zur Positionierung mithilfe der Ankunftszeitdifferenz, auch bekannt als hyperbolische Positionierung. Die Tag-Karte sendet ein UWB-Signal nach außen und alle Basisstationen innerhalb der Funkreichweite des Tags empfangen das Funksignal. Wenn zwei Basisstationen mit bekannten Koordinatenpunkten das Signal empfangen und der Abstand zwischen dem Tag und den beiden Basisstationen unterschiedlich ist, sind die Zeitpunkte, zu denen die beiden Basisstationen das Signal empfangen, unterschiedlich.
Signalzeitbasierte Positionierungssysteme wie UWB müssen neu eingesetzt werden, sobald sie auf eine Wandverdeckung stoßen. Bei gleicher Fläche verdoppelt sich die Anzahl der Räume und auch die Nutzung der Basisstation verdoppelt sich. Es wird einfacher sein, Basisstationen im Freien aufzustellen.
Zu den Branchen, die UWB-Ortungstechnologie derzeit nutzen, gehören Tunnel, Chemiefabriken, Gefängnisse, Krankenhäuser, Pflegeheime, Minen und andere Branchen.
Vergleich der Ortungstechnologie für lokale Netzwerke
Die oben genannten Ortungstechnologien basieren auf drahtlosen lokalen Netzwerken, darunter Ultrabreitband-Ortungssysteme. Die Ortungsgenauigkeit liegt im Allgemeinen im Zentimeterbereich, der Anwendungsbereich dieser Ortung ist jedoch gering und das Netzwerk muss neu bereitgestellt werden Da dedizierte Signale verwendet werden müssen, sind die Implementierungskosten für die Messgeräte relativ hoch. Obwohl die Genauigkeit anderer Positionierungsmethoden etwas schlechter ist, sind auch die Kosten geringer. Im Allgemeinen wird die Signalstärke als Referenz verwendet.
Diese Arten von drahtlosen lokalen Netzwerken werden im Allgemeinen in Innenräumen verwendet. Aufgrund des komplexen Einflusses des Innenraumklimas kann die Signalempfangsstärke leicht schwanken. Es ist schwierig, eine genaue Positionierung allein anhand der Signalstärke zu erreichen.
Abhängig von den Messparametern kann die Positionierung daher auch mit einer Methode basierend auf der Ankunftszeit des empfangenen Signals und einer Methode basierend auf dem Ankunftswinkel des empfangenen Signals erreicht werden.
Die drei Technologien Wi-Fi, Bluetooth und UWB in Bezug auf die Positionierungsgenauigkeit: UWB kann eine Positionierung auf Zentimeterebene erreichen, Bluetooth ist auf Zentimeter-zu-Meter-Ebene und Wi-Fi ist nur auf Meterebene genau; Hinsichtlich der Interferenz ist UWB deutlich besser als die beiden anderen; In Bezug auf die Übertragungsentfernung ist Wi-Fi am weitesten entfernt, UWB an zweiter Stelle und Bluetooth am kürzesten. Zusätzlich; Was die Baukosten betrifft, sind die Kosten für UWB viel höher als für Wi-Fi und Bluetooth. Wi-Fi und Bluetooth können besser mit den heutigen Smartphones interagieren; In Bezug auf den Stromverbrauch verbraucht Bluetooth am wenigsten Strom, UWB liegt an zweiter Stelle und Wi-Fi am höchsten. Wenn wir all diese Faktoren berücksichtigen, hat Bluetooth wahrscheinlich gute Chancen, eine neue Mode auf dem Indoor-Positionierungsmarkt zu werden, und andere Technologien werden ihre eigenen Märkte haben.
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