室內(nèi)人員定位解決方案特點及應用

廣州致遠電子有限公司

古人的望月觀日、司南辨位展示了我們祖先的智慧和睿智。設備和三個無線網(wǎng)絡接入點的無線信號強度，通過差分算法，比較精準地對人和車輛進行三角定位。

如今，中國也推出了自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。但是衛(wèi)星定位只能用在室外環(huán)境，而室內(nèi)導航信號衰減太快，衛(wèi)星定位就無法使用。

事實上，隨著室內(nèi)場景越來越龐大復雜，工業(yè)、安防等行業(yè)的高速發(fā)展，人員定位管理也逐漸成為熱門市場。

方案特點：WiFi定位可以實現(xiàn)復雜的大范圍定位，但精度只能維持在米級（1～10 m），無法做到精準定位；定位系統(tǒng)可與其他客戶共享網(wǎng)絡，但受WiFi通信距離的限制，基站布點較多，成本增加。

應用場景：早期WiFi方案主要應用在專業(yè)行業(yè)領域，隨著消費市場需求增加，目前在監(jiān)獄、醫(yī)院、車間工廠等都有較大應用。

紅外線定位

大型商場希望能夠借助室內(nèi)定位技術為前來購物的消費者提供實時導引服務，同時基于位置提供對應的營銷服務；醫(yī)院希望對醫(yī)療設備進行實時定位，便于需要時快速調(diào)用，對特殊病患進行定位監(jiān)護，防止其發(fā)生意外；高?；S需要對人員進行定位管理，防止發(fā)生安全事故等。室內(nèi)定位在零售、餐飲、物流、制造、化工、電力、醫(yī)療等行業(yè)均展現(xiàn)出了廣闊的市場前景。

WiFi定位

目前WiFi是相對成熟且應用較多的技術，主要經(jīng)移動

紅外線室內(nèi)定位有兩種：第一種是被定位目標使用紅外線IR標識作為移動點，發(fā)射調(diào)制的紅外射線，通過安裝在室內(nèi)的光學傳感器接收進行定位；第二種是通過多對發(fā)射器和接收器織紅外線網(wǎng)覆蓋待測空間，直接對運動目標進行定位。

方案特點：紅外線技術已非常成熟，用于室內(nèi)定位時精度相對較高，但由于紅外線只能視距傳播，穿透性極差（可以參考家里的電視遙控器），當標識被遮擋時就無法正常工作，也極易受燈光、煙霧等環(huán)境因素影響；紅外線的傳輸距離不長，使其無論選用哪種方式布局，都需在每個遮擋背后、甚至轉(zhuǎn)角安裝接收端，布局復雜，成本提升，而定位效果有限。

應用場景：適用于實驗室對簡單物體的軌跡精確定位記錄以及室內(nèi)自走機器人的位置定位。

藍牙定位

藍牙信標技術目前部署較多，也是相對比較成熟的技術。藍牙與WiFi的區(qū)別不大，精度比WiFi稍高。

方案特點：藍牙定位技術最大的優(yōu)點是設備體積小、短距離、低功耗，容易集成在手機等移動設備中。只要設備的藍牙功能開啟，就能夠?qū)ζ溥M行定位；藍牙傳輸不受視距的影響，但對于復雜的空間環(huán)境，藍牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差，受噪聲信號干擾大且藍牙器件和設備的價格比較昂貴。

應用場景：應用于對人的小范圍定位，如單層大廳或商店?，F(xiàn)在已被某些廠商用于LBS推廣。

射頻識別定位

射頻識別室內(nèi)定位技術以射頻方式利用天線或其他設備把無線電信號調(diào)成電磁場，附著于物品的標簽經(jīng)過磁場后生成感應電流把數(shù)據(jù)傳送出去，通過多對雙向通信交換數(shù)據(jù)達到識別和三角定位的目的。

方案特點：射頻識別作用距離很近，但它可在幾毫秒內(nèi)得到厘米級定位精度的信息，而且標識的體積較小，造價較低；RFID不具有通信能力，抗干擾能力較差，不便于整合到其他系統(tǒng)中；用戶的安全隱私保障和國際標準化都不夠完善。

應用場景：適用于倉庫、工廠、商場貨物、商品流轉(zhuǎn)定位。

超寬帶UWB定位

超寬帶定位技術是一種全新的、與傳統(tǒng)通信定位技術有極大差異的新技術。采用UWB（超寬帶）脈沖信號，由多個傳感器采用TDOA和AOA定位算法對標簽位置進行分析，多徑分辨能力強、精度高，定位精度可達厘米級。

方案特點：超寬帶技術具有GHz量級的帶寬，因此穿透力強、抗干擾效果好、安全性高、系統(tǒng)復雜度低、能提供精確定位精度，前景廣闊；新加入的盲節(jié)點需要主動通信使得功耗較高，而且事先也需要布局，使得成本較高。

應用場景：可用于各個領域的室內(nèi)精確定位和導航，包括人和大型物品，如汽車地庫停車導航、礦井人員定位、貴重物品倉儲等。

ZigBee定位

傳統(tǒng)ZigBee定位方案與WiFi、藍牙利用三角定位方案類似，利用移動標簽與參考節(jié)點之間的信號強度測距，多基站實現(xiàn)多維角度定位。

而NXP JN5168系列ZigBee芯片在滿足信號強度測試功能要求外，還增加TOF（空中飛行時間）測距方式，類似目前超寬帶TDOA和AOA定位算法。

方案特點：ZigBee傳輸所需能量較少，具有低功耗特點；ZigBee網(wǎng)絡可同時進行數(shù)據(jù)傳輸，并支持多級路由，可將數(shù)據(jù)進行超遠距離傳輸；JN5168系列方案整合TOF（空中飛行時間）+RSSI（信號強度）雙方案測距方式，精準定位。

應用場景：已被廣泛應用于大型工廠、地下管廊、礦區(qū)以及車間，為人員在崗管理系統(tǒng)所采用。

ZM516x是ZLG致遠電子基于NXP JN5168無線微控制器開發(fā)的一系列低功耗、高性能ZigBee模塊，可支持TOF（空中飛行時間）與RSSI（信號強度）測距功能。

方案升級：ZLG致遠電子基于室內(nèi)礦區(qū)人員定位行業(yè)需求，將測距方案進一步升級，目前ZM5168系列模塊廣播模式時也可配置使能RSSI輸出，便于移動標簽迅速確定位置信息，定位方案更加靈活，減小了模塊工作量。