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：一種是以紅外識別為運(yùn)動點(diǎn)，發(fā)射調(diào)制紅外射線，并通過安裝在室內(nèi)的光學(xué)傳感器進(jìn)行定位；二是覆蓋由多對發(fā)射器和接收器交織的紅外網(wǎng)絡(luò)測量的空間，并直接定位運(yùn)動目標(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，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，脈寬調(diào)制方法附加到LED燈和燈籠的驅(qū)動電流上，并使用室內(nèi)無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，使用智能手機(jī)的前攝像頭接收和識別光信號，并分析由該燈發(fā)送的唯一標(biāo)識信息。利用所獲得的識別信息在地圖數(shù)據(jù)庫中確定相應(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)包括主測距儀、多個電子標(biāo)簽等。每個電子標(biāo)簽需要固定在室內(nèi)空間。當(dāng)定位時，上位機(jī)向每個電子標(biāo)簽發(fā)送相同的頻率信號。當(dāng)接收到電子標(biāo)簽時，信號被反射并發(fā)送到主測距儀。主測距儀根據(jù)幾何關(guān)系計算定位坐標(biāo)。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)厘米級定位，結(jié)構(gòu)相對簡單。此外，超聲波還會受到傳播損耗衰減的影響，再加上反射測距的多子午線效應(yīng)和非視線傳播，導(dǎo)致對底層硬件設(shè)備投資的準(zhǔn)確分析和計算，成本非常高。
藍(lán)牙定位，一種無線電波，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，通過手機(jī)等設(shè)備測量當(dāng)前位置點(diǎn)掃描的每個藍(lán)牙的信號強(qiáng)度，將信號衰減模型轉(zhuǎn)換為距離，然后采用三邊測量等方法計算定位坐標(biāo)?？傮w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，并且受到噪聲信號的干擾。
Wi-Fi定位是一種無線電波，這樣的定位系統(tǒng)還需要在室內(nèi)安裝幾個無線設(shè)備。在定位時，至少三個或三個以上無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的信號強(qiáng)度由移動電話和其他設(shè)備測量，該位置通過三角剖分、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、檢測和跟蹤任務(wù)，總體精度相對較高，但室內(nèi)定位的精度只能達(dá)到2~6米。
Zigbee，無線電波是一種新的高可靠、短距離、低速率的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)通過一個節(jié)點(diǎn)以中繼方式傳輸?shù)搅硪粋€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GPS定位或手動部署來知道自己的準(zhǔn)確位置。另一個是跟蹤節(jié)點(diǎn)，它通過對多個錨節(jié)點(diǎn)的距離或方位進(jìn)行精確測量，然后采用三邊測量等方法來計算節(jié)點(diǎn)的位置。這種信號的傳輸受多徑效應(yīng)和移動性的影響很大.定位精度取決于信道的物理質(zhì)量、信號源密度、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：無線電波->；紅外(無形)->；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載波的非常窄脈沖的無線技術(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)。