Como sabemos, en el contexto del Internet de las Cosas, la adquisición y aplicación de información de ubicación son cada vez más importantes. En comparación con el posicionamiento en exteriores, el entorno de trabajo del posicionamiento en interiores es más complejo y delicado, y su tecnología es más diversa. Por ejemplo, gestión y programación de carga y personal de fábrica inteligente, gestión de seguridad de producción, navegación de búsqueda de vehículos en estacionamientos subterráneos, gestión de posicionamiento de personal/visitantes de edificios inteligentes, navegación de ubicación de exposición, etc.
En general, podemos dividir las tecnologías de posicionamiento en interiores en Wi-Fi Posicionamiento, posicionamiento ZigBee, posicionamiento Bluetooth, posicionamiento UWB, posicionamiento RFID, posicionamiento por satélite, posicionamiento por disparador de baja frecuencia, posicionamiento de estación base, posicionamiento acústico, posicionamiento óptico, posicionamiento geomagnético, etc. Analicemos las tres tecnologías comunes de posicionamiento en interiores: WiFi, UWB y Bluetooth.
Módulo de wifi
El posicionamiento Wi-Fi comenzó a aplicarse en el ámbito del seguimiento de personal basado en etiquetas de posicionamiento hacia el año 2010. En 2013 también surgieron aplicaciones como la detección de Wi-Fi basada en teléfonos móviles.
En la actualidad, el posicionamiento Wi-Fi es una tecnología de posicionamiento en interiores popular y su método de posicionamiento se basa en el método del modelo de propagación de intensidad de la señal y el método de reconocimiento de huellas dactilares.
El método del modelo de propagación de intensidad de la señal se refiere al uso de un determinado modelo de desvanecimiento de canal asumido en el entorno actual para estimar la distancia entre el terminal y la ubicación conocida AP de acuerdo con su relación matemática. Si el usuario escucha múltiples señales AP, puede pasar por los tres lados. Algoritmo de posicionamiento para obtener la información de ubicación del usuario; El método de identificación de huellas dactilares se basa en las características de propagación de la señal Wi-Fi, los datos de detección de múltiples AP se combinan en información de huellas dactilares y la posible posición del objeto en movimiento se estima comparándola con los datos de referencia.
En algunos escenarios donde la precisión del posicionamiento es del nivel del medidor, se puede utilizar Wi-Fi para la cobertura. Esta tecnología es adecuada para el posicionamiento y navegación de personas/coches, instituciones médicas, centros comerciales, parques temáticos y otros escenarios.
módulo Bluetooth
Alrededor de 2014, la tecnología de posicionamiento basada en Bluetooth comenzó a aplicarse en el campo de la monitorización y el posicionamiento.
En julio de 2017, se lanzó oficialmente Bluetooth Mesh. En un año y medio, se han certificado más de 105 productos con funciones de red de malla Bluetooth, incluidos chips, pilas de protocolos, módulos y proveedores de productos terminales.
Para satisfacer la creciente demanda del mercado de servicios de ubicación, el nuevo estándar Bluetooth 5.1 ha agregado una función direccional, que puede ayudar al dispositivo a aclarar la dirección de la señal Bluetooth y luego ayudar al desarrollador a interpretar la solución de proximidad Bluetooth de la dirección del dispositivo para lograr una ubicación de nivel centimétrico Sistema de posicionamiento Bluetooth de precisión.
Las soluciones de servicios Bluetooth basadas en la ubicación generalmente se dividen en dos categorías: soluciones de proximidad y sistemas de posicionamiento. Ya sea posicionamiento en tiempo real o posicionamiento en interiores, el principio es similar. Es decir, el mecanismo RSSI (intensidad de la señal recibida) se agrega a la transmisión del paquete de datos y el alcance aproximado del producto se virtualiza a través de RSSI. Algoritmo de medición y finalmente posicionamiento interior completo.
Posicionamiento Bluetooth, siempre que la función Bluetooth del dispositivo esté activada, podrá localizarlo. Con la liberación de Bluetooth 5.x y con muchos más teléfonos inteligentes/pads/portátiles que se integran con Bluetooth, se espera que Bluetooth obtenga una participación mucho mayor en el mercado de servicios basados en la ubicación. Según la "Actualización del mercado de Bluetooth de 2019", los servicios de localización se han convertido en la solución Bluetooth de más rápido crecimiento y se espera que su tasa de crecimiento anual compuesta alcance el 43% en los próximos cinco años.
El posicionamiento por Bluetooth se utiliza para el posicionamiento de personas/activos tanto a pequeña como a gran escala, como salas o tiendas de una sola planta, salas de exposiciones, estadios, almacenes y fábricas.
UWB
En los últimos años, a medida que las soluciones de chips UWB han madurado y los costos han caído, han surgido empresas nacionales que estudian la tecnología de posicionamiento UWB. UWB es una tecnología de posicionamiento inalámbrico con una alta velocidad de transmisión (hasta 1000 Mbps o más), baja potencia de transmisión y una fuerte capacidad de penetración.
El posicionamiento UWB es un sensor múltiple que utiliza TDOA (diferencia de tiempo de llegada, diferencia de tiempo de llegada) y el algoritmo de posicionamiento AOA para analizar la posición de la etiqueta, con resolución de trayectorias múltiples, alta precisión, la precisión de posicionamiento puede alcanzar el nivel de centímetros y otras características.
TDOA es un método de posicionamiento que utiliza la diferencia horaria de llegada, también conocido como posicionamiento hiperbólico. La tarjeta de etiqueta envía una señal UWB externamente y todas las estaciones base dentro de la cobertura inalámbrica de la etiqueta recibirán la señal inalámbrica. Si dos estaciones base con puntos de coordenadas conocidos reciben la señal y la distancia entre la etiqueta y las dos estaciones base es diferente, entonces los puntos de tiempo en los que las dos estaciones base reciben la señal son diferentes.
Los sistemas de posicionamiento de señales basados en el tiempo, como UWB, deben volver a implementarse una vez que encuentran una oclusión en la pared. Para la misma área, el número de habitaciones se duplicará y el uso de la estación base también se duplicará. Será más fácil desplegar estaciones base en espacios abiertos.
Las industrias que actualmente utilizan la tecnología de posicionamiento UWB son túneles, plantas químicas, prisiones, hospitales, residencias de ancianos, minas y otras industrias.
Comparación de la tecnología de posicionamiento de redes de área local.
Las tecnologías de posicionamiento mencionadas anteriormente basadas en redes de área local inalámbricas, entre ellas, el sistema de posicionamiento de banda ultraancha, la precisión del posicionamiento es generalmente de hasta el nivel de centímetros, pero dicho rango de aplicación de posicionamiento es pequeño, es necesario redistribuir la red y los usuarios Es necesario utilizar señales dedicadas, el equipo de medición tiene un costo de implementación relativamente alto. Aunque la precisión de otros métodos de posicionamiento es ligeramente peor, el costo también es menor. Generalmente, la intensidad de la señal se utiliza como referencia.
Estos tipos de redes de área local inalámbricas se utilizan generalmente en escenas interiores. Debido a la compleja influencia del ambiente interior, la intensidad de la recepción de la señal fluctuará fácilmente. Es difícil lograr un posicionamiento preciso utilizando únicamente la intensidad de la señal.
Por lo tanto, dependiendo de los parámetros de medición, el posicionamiento también se puede lograr usando un método basado en el tiempo de llegada de la señal recibida y un método basado en el ángulo de llegada de la señal recibida.
Las tres tecnologías de Wi-Fi, Bluetooth y UWB, en términos de precisión de posicionamiento, UWB puede alcanzar un posicionamiento a nivel de centímetros, Bluetooth es de nivel de centímetro a metro y Wi-Fi tiene solo una precisión de nivel de medidor; En términos de interferencia, UWB es significativamente mejor que los otros dos; en términos de distancia de transmisión, Wi-Fi es el más lejano, UWB el segundo y Bluetooth el más corto; además; En términos de costo de construcción, los costos de UWB son mucho más altos que los de Wi-Fi y Bluetooth, Wi-Fi y Bluetooth pueden interactuar mejor con los teléfonos inteligentes actuales; En términos de consumo de energía, Bluetooth utiliza la menor cantidad de energía, UWB ocupa el segundo lugar y Wi-Fi es el más alto. Si consideramos todos estos factores, es probable que Bluetooth tenga buenas posibilidades de convertirse en una nueva moda en el mercado del posicionamiento en interiores, y otras tecnologías tendrán sus propios mercados.
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