Come sappiamo, nel contesto dell’Internet delle cose, l’acquisizione e l’applicazione delle informazioni sulla posizione stanno diventando sempre più importanti. Rispetto al posizionamento esterno, l'ambiente di lavoro del posizionamento interno è più complesso e delicato e la sua tecnologia è più diversificata. Ad esempio, gestione e pianificazione del personale di fabbrica intelligente e del carico, gestione della sicurezza della produzione, navigazione per la ricerca di parcheggi sotterranei, gestione intelligente del posizionamento del personale dell'edificio/visitatori, navigazione della posizione della mostra, ecc.
In generale possiamo dividere le tecnologie di posizionamento indoor in Wi-Fi posizionamento, posizionamento ZigBee, posizionamento Bluetooth, posizionamento UWB, posizionamento RFID, posizionamento satellitare, posizionamento trigger a bassa frequenza, posizionamento stazione base, posizionamento acustico, posizionamento ottico, posizionamento geomagnetico, ecc. Parliamo delle tre comuni tecnologie di posizionamento interno di WiFi, UWB E Bluetooth.
modulo Wi-Fi
Il posizionamento Wi-Fi ha cominciato ad essere applicato nel campo del monitoraggio del personale sulla base dei tag di posizionamento intorno al 2010. Nel 2013 sono emerse anche applicazioni come il rilevamento Wi-Fi basato sui telefoni cellulari.
Al momento, il posizionamento Wi-Fi è una tecnologia di posizionamento interna popolare e il suo metodo di posizionamento si basa sul metodo del modello di propagazione della potenza del segnale e sul metodo di riconoscimento delle impronte digitali.
Il metodo del modello di propagazione dell'intensità del segnale si riferisce all'utilizzo di un determinato modello di attenuazione del canale assunto nell'ambiente corrente per stimare la distanza tra il terminale e la posizione nota AP in base alla sua relazione matematica. Se l'utente sente più segnali AP, può passare attraverso l'algoritmo di posizionamento su tre lati per ottenere informazioni sulla posizione dell'utente; Il metodo di identificazione delle impronte digitali si basa sulle caratteristiche di propagazione del segnale Wi-Fi, i dati di rilevamento di più AP vengono combinati in informazioni sulle impronte digitali e la possibile posizione dell'oggetto in movimento viene stimata confrontando con i dati di riferimento.
In alcuni scenari in cui la precisione del posizionamento è al livello del contatore, è possibile utilizzare il Wi-Fi per la copertura. Questa tecnologia è adatta per il posizionamento e la navigazione di persone/automobili, istituti medici, centri commerciali, parchi a tema e altri scenari.
modulo Bluetooth
Intorno al 2014, la tecnologia di posizionamento basata su Bluetooth ha iniziato ad essere applicata nel campo del monitoraggio e del posizionamento.
Nel luglio 2017 è stata lanciata ufficialmente la rete Bluetooth. In un anno e mezzo sono stati certificati più di 105 prodotti con funzioni di rete mesh Bluetooth, tra cui chip, stack di protocolli, moduli e fornitori di prodotti terminali.
Per soddisfare la crescente domanda del mercato dei servizi di localizzazione, il nuovo standard Bluetooth 5.1 ha aggiunto una funzione direzionale, che può aiutare il dispositivo a chiarire la direzione del segnale Bluetooth e quindi aiutare lo sviluppatore a interpretare la soluzione di prossimità Bluetooth di la direzione del dispositivo per ottenere una posizione a livello centimetrico Sistema di posizionamento Bluetooth di precisione.
Le soluzioni di servizi Bluetooth basati sulla posizione sono generalmente divise in due categorie: soluzioni di prossimità e sistemi di posizionamento. Che si tratti di posizionamento in tempo reale o posizionamento interno, il principio è simile. Cioè, il meccanismo RSSI (potenza del segnale ricevuto) viene aggiunto alla trasmissione del pacchetto di dati e la portata approssimativa del prodotto viene virtualizzata tramite RSSI. Algoritmo di misurazione e infine posizionamento interno completo.
Posizionamento Bluetooth, finché la funzione Bluetooth del dispositivo è attiva, puoi localizzarlo. Con il rilascio di Bluetooth 5.x e così tanti altri smartphone/pad/laptop che si integrano con Bluetooth, si prevede che Bluetooth acquisirà una quota molto maggiore nel mercato dei servizi basati sulla localizzazione. Secondo il "Bluetooth Market Update 2019", i servizi di localizzazione sono diventati la soluzione Bluetooth in più rapida crescita e si prevede che il suo tasso di crescita annuale composto raggiungerà il 43% nei prossimi cinque anni.
Il posizionamento Bluetooth viene utilizzato per il posizionamento sia su piccola che su larga scala di persone/beni, come padiglioni o negozi a un piano, padiglioni espositivi, stadi, magazzini, fabbriche.
UWB
Negli ultimi anni, con la maturazione delle soluzioni di chip UWB e la diminuzione dei costi, sono emerse aziende nazionali che studiano la tecnologia di posizionamento UWB. UWB è una tecnologia di posizionamento wireless con un'elevata velocità di trasmissione (fino a 1000 Mbps o più), bassa potenza di trasmissione e forte capacità di penetrazione.
Il posizionamento UWB è un multisensore che utilizza TDOA (differenza temporale di arrivo, differenza temporale di arrivo) e algoritmo di posizionamento AOA per analizzare la posizione dell'etichetta, con risoluzione multipercorso, elevata precisione, precisione di posizionamento che può raggiungere il livello centimetrico e altre caratteristiche.
TDOA è un metodo di posizionamento che utilizza la differenza oraria di arrivo, noto anche come posizionamento iperbolico. La tag card invia un segnale UWB esternamente e tutte le stazioni base all'interno della copertura wireless del tag riceveranno il segnale wireless. Se due stazioni base con punti di coordinate noti ricevono il segnale e la distanza tra il tag e le due stazioni base è diversa, allora i punti temporali in cui le due stazioni base ricevono il segnale sono diversi.
I sistemi di posizionamento basati sul tempo del segnale, come UWB, devono essere ridistribuiti una volta incontrata l’occlusione del muro. Per la stessa area, il numero di stanze raddoppierà e anche l’utilizzo della stazione base raddoppierà. Sarà più semplice installare le stazioni base negli spazi aperti.
Le industrie che attualmente utilizzano la tecnologia di posizionamento UWB sono tunnel, impianti chimici, carceri, ospedali, case di cura, miniere e altre industrie.
Confronto della tecnologia di posizionamento della rete locale
Le tecnologie di posizionamento sopra menzionate basate sulla rete locale wireless, tra cui il sistema di posizionamento a banda ultralarga, la precisione di posizionamento è generalmente fino al livello centimetrico, ma tale campo di applicazione del posizionamento è piccolo, la rete deve essere ridistribuita e gli utenti necessità di utilizzare segnali dedicati, l'apparecchiatura di misurazione ha un costo di implementazione relativamente elevato. Sebbene la precisione di altri metodi di posizionamento sia leggermente peggiore, anche il costo è inferiore. Generalmente, la potenza del segnale viene utilizzata come riferimento.
Questi tipi di reti locali wireless vengono generalmente utilizzate nelle scene in interni. A causa della complessa influenza dell'ambiente interno, la potenza di ricezione del segnale varierà facilmente. È difficile ottenere un posizionamento accurato utilizzando solo la potenza del segnale.
Pertanto, a seconda dei parametri di misura, il posizionamento può essere ottenuto anche utilizzando un metodo basato sull'orario di arrivo del segnale ricevuto ed un metodo basato sull'angolo di arrivo del segnale ricevuto.
Le tre tecnologie Wi-Fi, Bluetooth e UWB, in termini di precisione di posizionamento, UWB può raggiungere il posizionamento a livello di centimetro, Bluetooth è a livello di centimetro per metro e Wi-Fi ha solo precisione a livello di metro; In termini di interferenza, UWB è significativamente migliore degli altri due; in termini di distanza di trasmissione, il Wi-Fi è il più lontano, l'UWB è il secondo e il Bluetooth è il più corto; Inoltre; In termini di costi di costruzione, i costi dell'UWB sono molto più alti di quelli del Wi-Fi e del Bluetooth, Wi-Fi e Bluetooth sono in grado di interagire meglio con gli smartphone di oggi; In termini di consumo energetico, il Bluetooth consuma meno, l'UWB è il secondo e il Wi-Fi è il più alto. Se consideriamo tutti questi fattori, è probabile che il Bluetooth abbia buone possibilità di diventare una nuova moda nel mercato del posizionamento indoor e altre tecnologie avranno i propri mercati.
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