一文看懂三种无线局域网定位技术:WiFi、蓝牙和UWB

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在万物互联的背景下,位置信息的获取和应用在项目着陆中变得越来越重要。与户外定位相比,室内定位的工作环境更加复杂精确,技术更加多样化。

一般来说,我们可以根据技术原理和信号源的使用将室内定位技术分类如下:

根据定位原则:ID定位,间隔定位,三边定位,信号到达角定位,指纹定位,惯性计算等;

WiFi定位,ZigBee定位,蓝牙定位,UWB定位,RFID定位,卫星定位,低频触发定位,基站定位,声波定位,光学定位,地磁定位等。

未来,室内定位技术将横扫我们的生产和生活的各个方面,如:智能工厂人员和货物管理和调度,生产安全管理,地下停车场导航,智能建筑人员/访客位置管理,展览位置导航。

让我们来看看当前行业应用中基于无线局域网的三种常见室内定位技术。

无线网络

2010年左右的WiFi定位开始应用于定位和基于标签的人员监控行业领域。 2013年,还出现了基于手机的WiFi检测等应用。

目前,WiFi定位是一种流行的室内定位技术,其定位方法是基于信号强度传播模型方法和指纹识别方法。

信号强度的传播模型方法。它指的是使用当前环境中假设的某个信道衰落模型,并根据其数学关系估计终端与已知位置AP之间的距离。如果用户听到多个AP信号,则用户可以通过三边定位算法获得该位置。信息;指纹识别方法基于WiFi信号的传播特性,并将多个AP的检测数据组合成指纹信息,并通过与参考数据进行比较来估计移动物体的可能位置。

在一些定位精度为米的场景中,它可以被WiFi覆盖。该技术适用于人/车,医疗机构,商场,主题公园等的定位导航。

蓝牙

2014年左右,基于蓝牙的定位技术开始应用于监控和定位领域。

2017年7月,蓝牙网正式推出。在一年半的时间里,超过105种具有蓝牙网状网络功能的产品已通过认证,包括芯片,协议栈,模块和终端产品供应商。

为了满足定位服务市场不断增长的需求,新的蓝牙5.1标准增加了一个归位功能,帮助设备明确蓝牙信号的方向,从而帮助开发人员解释设备的蓝牙接近解决方案,以实现厘米级位置。精准的蓝牙定位系统。

基于位置的蓝牙服务解决方案通常分为两类:类似接近度的解决方案和定位系统。无论是实时定位还是室内定位,原理类似,即RSSI(接收信号强度)机制被添加到数据包传输中,产品的近似范围由RSSI虚拟化,然后三边测量方法用于实现相互交叉。测量算法最终完成室内定位。

蓝牙定位,只要设备的蓝牙功能开启,就可以定位。蓝牙传输不受视线影响,但对于复杂的空间环境,蓝牙系统的稳定性稍差,受噪声信号的干扰很大,蓝牙设备和设备的价格相对昂贵。

根据《2019蓝牙市场最新资讯》,定位服务已成为增长最快的蓝牙解决方案,预计未来五年的复合年增长率为43%。

蓝牙定位主要用于人们的小规模定位,例如单层大厅或商店,现在已被一些供应商用于LBS推广。

UWB

近年来,随着UWB芯片解决方案的成熟和成本的下降,已经出现了在中国研究UWB定位技术的公司。 UWB是一种无线定位技术,具有高传输速率(高达1000Mbps),低传输功率和强大的穿透能力。

UWB定位由多个传感器使用TDOA(到达时间差)和AOA定位算法来执行,以分析标签的位置。它具有多径分辨率,高精度和高达厘米的定位精度的特点。

TDOA是一种使用到达时间差定位的方法,也称为双曲线定位。标签卡向外部发送UWB信号,并且标签的无线覆盖范围内的所有基站都接收无线信号。如果具有两个已知坐标点的基站接收到信号并且标签不同于两个基站之间的间隔,则两个基站接收信号的时间点是不同的。

基于信号时间的定位系统,例如UWB,一旦遇到墙壁遮挡就需要重新部署。在相同的区域,房间数量将增加一倍,基站使用量将翻倍。在开放式基站中部署更容易。

目前使用UWB定位技术的行业是隧道,化工厂,监狱,医院,疗养院,矿山和其他行业。

局域网定位技术的比较

以上几种基于WLAN的定位技术,其中超宽带定位系统一般具有高达厘米级的定位精度,但这种定位应用范围小,网络需要重新部署,用户需要使用专用信号。测量设备,实施成本较高;其他定位方法的准确性稍差,而且成本也低,一般以信号强度为参考。

这些类型的无线局域网通常应用于室内场景,并受到室内环境的复杂环境的影响。信号接收强度可能波动,并且仅使用信号强度难以实现精确定位。

因此,根据测量参数,还可以使用基于接收信号到达时间并基于接收信号的到达角度的方法来实现定位。

WiFi,蓝牙和UWB是三种技术。在定位精度方面,UWB可以达到厘米级定位,蓝牙从厘米到米,而WiFi只有米级精度;在多路径和抗干扰方面,UWB明显优于其他两个;在传输距离方面,WiFi是最远的,UWB是第二个,蓝牙传输距离最近;此外,在建设成本方面,UWB的成本远高于WiFi和蓝牙。

无线局域网定位主要用于室内定位。根据信号和网络结构的特点,定位精度可以从厘米到米。在不同的情况下,在选择特定的定位技术时,我们不仅要考虑精度性能,还要考虑成本和功耗。因此,虽然UWB具有最高的准确度,但其他定位技术也有自己的市场。