物聯(lián)方案
2020年03月30日
紅外線，一盞看不見的光。室內(nèi)定位有兩種：一種是以紅外識(shí)別為運(yùn)動(dòng)點(diǎn)，發(fā)射調(diào)制紅外射線，并通過(guò)安裝在室內(nèi)的光學(xué)傳感器進(jìn)行定位；二是覆蓋由多對(duì)發(fā)射器和接收器交織的紅外網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的空間，并直接定位運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。紅外技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在室內(nèi)定位精度相對(duì)較高，但紅外只能視距傳播，穿透性很差，當(dāng)標(biāo)志被遮擋時(shí)，它不能正常工作，還容易受到照明、煙霧等環(huán)境因素的影響。此外，這種系統(tǒng)的部署更加復(fù)雜，成本較高。
Li-Fi屬于可見光通信，需要傳輸?shù)男畔⒈粎R編成一段調(diào)制信號(hào)，脈寬調(diào)制方法附加到LED燈和燈籠的驅(qū)動(dòng)電流上，并使用室內(nèi)無(wú)處不在的光源作為發(fā)射機(jī)，然后再提及。當(dāng)用戶進(jìn)入燈的照明區(qū)域時(shí)，使用智能手機(jī)的前攝像頭接收和識(shí)別光信號(hào)，并分析由該燈發(fā)送的唯一標(biāo)識(shí)信息。利用所獲得的識(shí)別信息在地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中確定相應(yīng)的位置信息，并完成所述位置的確定。
超聲波定位，一種基于機(jī)械波的定位方法，其中定位系統(tǒng)包括主測(cè)距儀、多個(gè)電子標(biāo)簽等。每個(gè)電子標(biāo)簽需要固定在室內(nèi)空間。當(dāng)定位時(shí)，上位機(jī)向每個(gè)電子標(biāo)簽發(fā)送相同的頻率信號(hào)。當(dāng)接收到電子標(biāo)簽時(shí)，信號(hào)被反射并發(fā)送到主測(cè)距儀。主測(cè)距儀根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算定位坐標(biāo)。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)厘米級(jí)定位，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。此外，超聲波還會(huì)受到傳播損耗衰減的影響，再加上反射測(cè)距的多子午線效應(yīng)和非視線傳播，導(dǎo)致對(duì)底層硬件設(shè)備投資的準(zhǔn)確分析和計(jì)算，成本非常高。
藍(lán)牙定位，一種無(wú)線電波，一些藍(lán)牙設(shè)備需要安裝在室內(nèi)的定位系統(tǒng)。定位時(shí)，通過(guò)手機(jī)等設(shè)備測(cè)量當(dāng)前位置點(diǎn)掃描的每個(gè)藍(lán)牙的信號(hào)強(qiáng)度，將信號(hào)衰減模型轉(zhuǎn)換為距離，然后采用三邊測(cè)量等方法計(jì)算定位坐標(biāo)。總體上，該方案的實(shí)現(xiàn)成本中等且高，功耗低，在復(fù)雜的空間環(huán)境中穩(wěn)定性稍差，并且受到噪聲信號(hào)的干擾。
Wi-Fi定位是一種無(wú)線電波，這樣的定位系統(tǒng)還需要在室內(nèi)安裝幾個(gè)無(wú)線設(shè)備。在定位時(shí)，至少三個(gè)或三個(gè)以上無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度由移動(dòng)電話和其他設(shè)備測(cè)量，該位置通過(guò)三角剖分、指紋等方法定位。Wi-Fi定位可以在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的大規(guī)模定位、檢測(cè)和跟蹤任務(wù)，總體精度相對(duì)較高，但室內(nèi)定位的精度只能達(dá)到2~6米。
Zigbee，無(wú)線電波是一種新的高可靠、短距離、低速率的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)以中繼方式傳輸?shù)搅硪粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。這種定位系統(tǒng)主要包括兩種類型的節(jié)點(diǎn)，一種是錨節(jié)點(diǎn)，一般通過(guò)GPS定位或手動(dòng)部署來(lái)知道自己的準(zhǔn)確位置。另一個(gè)是跟蹤節(jié)點(diǎn)，它通過(guò)對(duì)多個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離或方位進(jìn)行精確測(cè)量，然后采用三邊測(cè)量等方法來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的位置。這種信號(hào)的傳輸受多徑效應(yīng)和移動(dòng)性的影響很大.定位精度取決于信道的物理質(zhì)量、信號(hào)源密度、環(huán)境和算法精度，因此定位軟件的成本較高，空間仍有很大的提高。
電磁波的概念非常廣泛，按頻率由低到高依次排列：無(wú)線電波->；紅外(無(wú)形)->；可見光(紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色和紫色)->；紫外線(不可見)，其頻率范圍大約在3Hz至3000 GHz之間。常見的定位方法有：超寬帶定位、Wi-Fi定位、藍(lán)牙定位、ZigBee定位、紅外定位、LED定位等。
超寬帶定位是一種基于無(wú)載波的非常窄脈沖的無(wú)線技術(shù)。它具有傳輸速率高、傳輸功率低、穿透能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于室內(nèi)定位，可以得到非常準(zhǔn)確的結(jié)果。利用超寬帶(UWB)定位錨固節(jié)點(diǎn)和橋梁節(jié)點(diǎn)，需要預(yù)先布置已知位置的錨節(jié)點(diǎn)和橋梁節(jié)點(diǎn)。在定位過(guò)程中，現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)與新增的盲節(jié)點(diǎn)通信，采用TDOA技術(shù)進(jìn)行距離定位?？傮w上，該方案具有功耗高、部署成本高、精度高等優(yōu)點(diǎn)。