Como sabemos, no contexto da Internet das Coisas, a aquisição e aplicação de informação de localização assumem cada vez mais importância. Comparado ao posicionamento externo, o ambiente de trabalho do posicionamento interno é mais complexo e delicado e sua tecnologia é mais diversificada. Por exemplo, pessoal de fábrica inteligente e gerenciamento e programação de carga, gerenciamento de segurança de produção, navegação de busca de estacionamento subterrâneo, gerenciamento inteligente de posicionamento de pessoal/visitante de edifício, navegação de local de exposição, etc.
Em geral, podemos dividir as tecnologias de posicionamento interno em Wi-Fi posicionamento, posicionamento ZigBee, posicionamento Bluetooth, posicionamento UWB, posicionamento RFID, posicionamento por satélite, posicionamento de gatilho de baixa frequência, posicionamento de estação base, posicionamento acústico, posicionamento óptico, posicionamento geomagnético, etc. Vamos discutir as três tecnologias comuns de posicionamento interno de WiFi, UWB e Bluetooth.
Módulo Wi-Fi
O posicionamento Wi-Fi começou a ser aplicado na área de monitoramento de pessoal com base em tags de posicionamento por volta de 2010. Em 2013, também surgiram aplicações como a detecção de Wi-Fi baseada em telefones celulares.
Atualmente, o posicionamento Wi-Fi é uma tecnologia popular de posicionamento interno e seu método de posicionamento é baseado no método do modelo de propagação da intensidade do sinal e no método de reconhecimento de impressão digital.
O método do modelo de propagação de intensidade de sinal refere-se ao uso de um determinado modelo de desvanecimento de canal assumido no ambiente atual para estimar a distância entre o terminal e o local conhecido AP de acordo com sua relação matemática. Se o usuário ouvir vários sinais de AP, ele poderá passar pelo algoritmo de posicionamento de três lados para obter as informações de localização do usuário; O método de identificação de impressão digital é baseado nas características de propagação do sinal Wi-Fi, os dados de detecção de vários APs são combinados em informações de impressão digital e a possível posição do objeto em movimento é estimada comparando-a com os dados de referência.
Em alguns cenários onde a precisão do posicionamento está no nível do medidor, o Wi-Fi pode ser usado para cobertura. Esta tecnologia é adequada para posicionamento e navegação de pessoas/carros, instituições médicas, shoppings, parques temáticos e outros cenários.
módulo Bluetooth
Por volta de 2014, a tecnologia de posicionamento baseada em Bluetooth começou a ser aplicada na área de monitoramento e posicionamento.
Em julho de 2017, a malha Bluetooth foi lançada oficialmente. Em um ano e meio, mais de 105 produtos com funções de rede mesh Bluetooth foram certificados, incluindo chips, pilhas de protocolos, módulos e fornecedores de produtos terminais.
Para atender à crescente demanda do mercado de serviços de localização, o novo padrão Bluetooth 5.1 adicionou uma função direcional, que pode ajudar o dispositivo a esclarecer a direção do sinal Bluetooth e, em seguida, ajudar o desenvolvedor a interpretar a solução de proximidade Bluetooth de a direção do dispositivo para obter um sistema de posicionamento de precisão Bluetooth de localização em nível de centímetro.
As soluções de serviço Bluetooth baseadas em localização são geralmente divididas em duas categorias: soluções de proximidade e sistemas de posicionamento. Quer se trate de posicionamento em tempo real ou posicionamento interno, o princípio é semelhante. Ou seja, o mecanismo RSSI (intensidade do sinal recebido) é adicionado à transmissão do pacote de dados e o alcance aproximado do produto é virtualizado por meio do RSSI. Algoritmo de medição e, finalmente, posicionamento interno completo.
Posicionamento Bluetooth, desde que a função Bluetooth do dispositivo esteja ligada, você pode localizá-lo. Com o lançamento de Bluetooth 5.x e muitos mais smartphones/pads/laptops integrados ao Bluetooth, espera-se que o Bluetooth obtenha muito mais participação no mercado de serviços baseados em localização. De acordo com a "Atualização do Mercado Bluetooth 2019", os serviços de localização se tornaram a solução Bluetooth de crescimento mais rápido e sua taxa composta de crescimento anual deverá atingir 43% nos próximos cinco anos.
O posicionamento Bluetooth é usado para posicionamento de pessoas/ativos em pequena e grande escala, como salões ou lojas de um andar, salas de exposição, estádios, armazéns, fábricas.
UWB
Nos últimos anos, à medida que as soluções de chips UWB amadureceram e os custos caíram, surgiram empresas nacionais que estudam a tecnologia de posicionamento UWB. UWB é uma tecnologia de posicionamento sem fio com alta taxa de transmissão (até 1000 Mbps ou mais), baixa potência de transmissão e forte capacidade de penetração.
O posicionamento UWB é um multissensor que usa TDOA (Diferença de tempo de chegada, diferença de tempo de chegada) e algoritmo de posicionamento AOA para analisar a posição do rótulo, com resolução de múltiplos caminhos, alta precisão, precisão de posicionamento pode atingir o nível centimétrico e outras características.
TDOA é um método de posicionamento por diferença horária de chegada, também conhecido como posicionamento hiperbólico. O cartão de etiqueta envia um sinal UWB externamente e todas as estações base dentro da cobertura sem fio da etiqueta receberão o sinal sem fio. Se duas estações base com pontos de coordenadas conhecidos receberem o sinal e a distância entre a etiqueta e as duas estações base for diferente, então os pontos de tempo nos quais as duas estações base recebem o sinal serão diferentes.
Os sistemas de posicionamento baseados no tempo de sinal, como o UWB, precisam ser reimplantados assim que encontrarem oclusão na parede. Para a mesma área, o número de quartos duplicará e a utilização da estação base também duplicará. Será mais fácil implantar estações base em espaços abertos.
As indústrias que atualmente utilizam a tecnologia de posicionamento UWB são túneis, fábricas de produtos químicos, prisões, hospitais, lares de idosos, minas e outras indústrias.
Comparação da tecnologia de posicionamento de rede local
As tecnologias de posicionamento acima mencionadas baseadas em rede local sem fio, entre elas, sistema de posicionamento de banda ultralarga, a precisão de posicionamento é geralmente de até centímetro, mas esse alcance de aplicação de posicionamento é pequeno, a rede precisa ser reimplantada e os usuários necessidade de usar sinais dedicados, o equipamento de medição tem um custo de implementação relativamente alto. Embora a precisão de outros métodos de posicionamento seja um pouco pior, o custo também é menor. Geralmente, a intensidade do sinal é usada como referência.
Esses tipos de redes locais sem fio são geralmente usados em ambientes internos. Devido à influência complexa do ambiente interno, a intensidade da recepção do sinal irá flutuar facilmente. É difícil conseguir um posicionamento preciso usando apenas a intensidade do sinal.
Portanto, dependendo dos parâmetros de medição, o posicionamento também pode ser alcançado utilizando um método baseado no tempo de chegada do sinal recebido e um método baseado no ângulo de chegada do sinal recebido.
As três tecnologias de Wi-Fi, Bluetooth e UWB, em termos de precisão de posicionamento, UWB pode atingir o posicionamento no nível do centímetro, o Bluetooth é o nível centímetro a metro e o Wi-Fi é apenas a precisão no nível do medidor; Em termos de interferência, o UWB é significativamente melhor que os outros dois; em termos de distância de transmissão, o Wi-Fi é o mais distante, o UWB é o segundo e o Bluetooth é o mais curto; além disso; Em termos de custo de construção, os custos de UWB são muito mais elevados do que Wi-Fi e Bluetooth, Wi-Fi e Bluetooth são mais capazes de interagir com os smartphones atuais; Em termos de consumo de energia, o Bluetooth usa menos energia, o UWB vem em segundo lugar e o Wi-Fi é o mais alto. Se considerarmos todos esses fatores, é provável que o Bluetooth tenha uma boa chance de se tornar uma nova moda no mercado de posicionamento interno, e outras tecnologias terão seus próprios mercados.
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