Dit is het tijdperk van big data waarin alles met elkaar verbonden is en veel scènes, apparaten en items met elkaar verbonden kunnen worden. Efficiënt beheer en positionering. Met de sterke ontwikkeling van het internet van dingen in de afgelopen twee jaar, is ook de vraag naar positioneringstechnologie in verschillende internet van dingen toepassingsscenario's sterk toegenomen. Hier introduceren we verschillende positioneringstechnologieën voor binnen en buiten.
1. Bluetooth-positioneringstechnologie
Bluetooth-technologie bepaalt de locatie door de signaalsterkte te meten. Dit is een draadloze transmissietechnologie voor korte afstanden met een laag vermogen. Installeer binnenshuis een geschikt Bluetooth LAN-toegangspunt, configureer het netwerk in een basisnetwerkverbindingsmodus voor meerdere gebruikers en zorg ervoor dat het Bluetooth LAN-toegangspunt altijd het piconet is. Het hoofdapparaat van (piconet) kan de locatiegegevens van de gebruiker verkrijgen.
Bluetooth-technologie wordt voornamelijk gebruikt voor kleinschalige plaatsbepaling, zoals hallen met één verdieping of magazijnen. Het grootste voordeel van de Bluetooth-technologie voor plaatsbepaling binnenshuis is dat het apparaat klein is en eenvoudig te integreren is in PDA's, pc's en mobiele telefoons, waardoor het eenvoudig te populariseren is. In theorie kunnen gebruikers met mobiele eindapparaten met geïntegreerde Bluetooth-functies, zolang de Bluetooth-functie van het apparaat is ingeschakeld, hun locatie bepalen met het Bluetooth indoor plaatsbepalingssysteem. Wanneer deze technologie wordt gebruikt voor indoor positionering op korte afstand, is de apparatuur gemakkelijk te vinden en wordt de signaaloverdracht niet beïnvloed door de zichtlijn. Afhankelijk van de technische middelen of algoritmen die door verschillende bedrijven worden gebruikt, kan de nauwkeurigheid worden gehandhaafd op 3m~15m.
2. Wi-Fi technologie voor plaatsbepaling binnenshuis
Er zijn twee soorten Wi-Fi-technologie voor plaatsbepaling. De ene gebruikt de draadloze signaalsterkte van mobiele apparaten en drie draadloze netwerktoegangspunten om de positiebepaling van personen en voertuigen nauwkeuriger te trianguleren met behulp van differentiële algoritmen. De andere is om de signaalsterkte van een groot aantal vooraf bepaalde locatiepunten op te nemen en de locatie te bepalen door de signaalsterkte van het nieuw toegevoegde apparaat te vergelijken met een database die een enorme hoeveelheid gegevens bevat.
Wi-Fi-positionering kan complexe grootschalige positionerings-, monitoring- en trackingtaken uitvoeren in een groot aantal toepassingsgebieden. De totale nauwkeurigheid is relatief hoog. De nauwkeurigheid voor positionering binnenshuis kan echter slechts ongeveer 2 meter bereiken en er kan geen nauwkeurige positionering worden bereikt. Door de populariteit van Wi-Fi-routers en mobiele terminals kan het plaatsbepalingssysteem het netwerk delen met andere klanten, zijn de hardwarekosten zeer laag en kan het Wi-Fi-plaatsbepalingssysteem de kans op interferentie door radiofrequenties (RF) verkleinen.
Wi-Fi-positionering is geschikt voor positionering en navigatie van mensen of voertuigen en kan worden gebruikt in verschillende situaties waarin positionering en navigatie nodig zijn, zoals medische instellingen, pretparken, fabrieken, winkelcentra, enz.
3. Radiofrequentie-identificatie technologie voor indoor positionering
RFID-technologie voor indoor positionering maakt gebruik van radiofrequentie en een vaste antenne om het radiosignaal af te stemmen op een elektromagnetisch veld. De tag die aan het object is bevestigd genereert een geïnduceerde stroom na het passeren van het magnetische veld om de gegevens te verzenden. Meerdere paren van tweewegcommunicatie wisselen gegevens uit om het doel van identificatie en driehoeksplaatsbepaling te bereiken.
De technologie voor indoor positiebepaling met behulp van radiofrequentie-identificatie heeft een zeer kort bereik, maar kan binnen enkele milliseconden informatie verkrijgen met een positioneringsnauwkeurigheid van een centimeter. Dankzij de voordelen van elektromagnetische velden, zoals het ontbreken van zichtlijnen, is het zendbereik groot, de grootte van het bord relatief klein en zijn de kosten relatief laag. Het heeft echter geen communicatiemogelijkheden, is slecht bestand tegen interferentie en is niet gemakkelijk te integreren in andere systemen. Bovendien zijn de veiligheid en privacybescherming van de gebruiker en de internationale standaardisatie niet perfect genoeg.
Radiofrequentie-identificatie binnenhuispositionering wordt veel gebruikt in magazijnen, fabrieken en winkelcentra om goederen en goederencirculatie te positioneren.
4. ZigBee technologie voor plaatsbepaling binnenshuis
Deze technologie vormt een netwerk tussen meerdere te positioneren blinde knooppunten en een referentieknooppunt met een bekende positie en een gateway. Elk klein blind knooppunt coördineert de communicatie met elkaar om volledige positionering te bereiken.
ZigBee is een opkomende draadloze netwerktechnologie voor korte afstanden en lage snelheden. Deze sensoren hebben zeer weinig energie nodig om gegevens van het ene knooppunt naar het andere te verzenden via radiogolven op een relaismanier. ZigBee is een communicatiesysteem met laag vermogen en lage kosten en werkt daarom erg efficiënt. ZigBee-signaaloverdracht wordt echter sterk beïnvloed door multipath-effecten en beweging, en de positioneringsnauwkeurigheid hangt af van de fysieke kwaliteit van het kanaal, de dichtheid van de signaalbron, de omgeving en de nauwkeurigheid van het algoritme, wat resulteert in hoge kosten voor positioneringssoftware, en er is nog veel ruimte voor verbetering. .
ZigBee indoor positionering wordt door veel grote fabrieken en werkplaatsen gebruikt als managementsysteem voor personeel op de werkplek.
5. Ultrabreedband (UWB) positioneringstechnologie
Ultrabreedbandtechnologie is een nieuwe draadloze communicatietechnologie die de afgelopen jaren is ontstaan en die sterk verschilt van de traditionele communicatietechnologie. Het vereist geen gebruik van draaggolven in het traditionele communicatiesysteem, maar verzendt gegevens door het verzenden en ontvangen van extreem smalle pulsen met een nanoseconde of microseconde niveau, waardoor het een bandbreedte heeft van 3,1~10,6 GHz. Op dit moment bestuderen landen als de Verenigde Staten, Japan en Canada deze technologie, die goede vooruitzichten biedt op het gebied van draadloze indoor positionering.
De UWB technologie is een draadloze technologie met een hoge transmissiesnelheid, laag zendvermogen, sterk penetratievermogen en is gebaseerd op extreem smalle pulsen zonder draaggolf. Het zijn deze voordelen die het mogelijk maken om nauwkeurigere resultaten te bereiken op het gebied van indoor positionering.
Ultrabreedbandtechnologie voor plaatsbepaling binnenshuis maakt vaak gebruik van TDOA om het algoritme voor afstandsbepaling en plaatsbepaling aan te tonen, dat gebaseerd is op het tijdsverschil van signaalaankomst en hyperboolkruising. Ultrabreedbandsystemen omvatten radiosystemen die extreem smalle pulssignalen genereren, uitzenden, ontvangen en verwerken. Het ultrabreedband indoor positioneringssysteem omvat UWB ontvangers, UWB referentie tags en actieve UWB tags. Tijdens het positioneringsproces ontvangt de UWB ontvanger het UWB signaal dat door de tag wordt uitgezonden en door het filteren van verschillende ruisinterferenties in het transmissieproces van de elektromagnetische golven wordt een signaal verkregen dat effectieve informatie bevat.
Ultrabreedband kan worden gebruikt voor nauwkeurige plaatsbepaling binnenshuis, zoals plaatsbepaling van soldaten op het slagveld, volgen van robotbewegingen, enz. Vergeleken met traditionele smalbandsystemen hebben ultrabreedbandsystemen de voordelen van sterke penetratie, laag energieverbruik, goed anti-interferentie-effect, hoge veiligheid, lage systeemcomplexiteit en kunnen ze nauwkeurige positionering bieden. Daarom kan ultrabreedbandtechnologie worden toegepast voor indoor positiebepaling, tracking en navigatie van stilstaande of bewegende objecten en mensen, en een zeer nauwkeurige positiebepaling bieden. Afhankelijk van de technische middelen of algoritmen die door verschillende bedrijven worden gebruikt, kan de nauwkeurigheid 0,1 m ~ 0,5 m bedragen.
6. Infraroodpositioneringstechnologie
Infraroodstralen zijn elektromagnetische golven met golflengten tussen radiogolven en zichtbare lichtgolven. Het principe van de infraroodtechnologie voor positionering binnenshuis is dat infraroodborden gemoduleerde infraroodstralen uitzenden die worden ontvangen door optische sensoren die binnenshuis zijn geïnstalleerd voor positionering. Hoewel infraroodstralen een relatief hoge positioneringsnauwkeurigheid binnenshuis hebben, kunnen infraroodstralen zich alleen binnen het gezichtsveld voortplanten omdat licht niet door obstakels kan passeren. De twee belangrijkste tekortkomingen van een korte rechte zichtlijn en een korte transmissieafstand zorgen ervoor dat de positionering binnenshuis zeer slecht werkt. Als het logo in een zak wordt geplaatst of wordt geblokkeerd door muren of andere obstakels, zal het niet goed werken. In elke kamer en gang moeten ontvangstantennes worden geïnstalleerd, wat duur is. Daarom zijn infraroodstralen alleen geschikt voor propagatie over korte afstanden en worden ze gemakkelijk gestoord door tl-lampen of kamerverlichting, wat beperkingen oplevert voor nauwkeurige positionering.
Bij het typische infraroodpositioneringssysteem voor binnen bevestigt Activebadges een elektronische tag aan het te meten object, die periodiek de unieke ID van het te meten object naar een infraroodontvanger stuurt die vast binnenshuis is geplaatst via een infraroodzender, waarna de ontvanger de gegevens via een bekabeld netwerk doorstuurt naar de infraroodontvanger. database. Deze positioneringstechnologie verbruikt veel stroom en wordt vaak geblokkeerd door muren of objecten binnenshuis, waardoor deze minder praktisch is. Als infrarood- en ultrasoontechnologie worden gecombineerd, kan de positioneringsfunctie ook eenvoudig worden gerealiseerd. Gebruik infraroodstralen om het positioneringssignaal te activeren om de ultrasone zender op het referentiepunt ultrasone golven te laten uitzenden naar het te meten punt en pas het TOA-basisalgoritme toe om de afstand en positie te meten via de timer. Aan de ene kant vermindert het energieverbruik en aan de andere kant vermijdt het de tekortkomingen van de korte transmissieafstand van ultrasone reflectiepositioneringstechnologie. De voordelen van infraroodtechnologie en ultrasone technologie vullen elkaar aan.
7. Ultrasone positioneringstechnologie
Ultrasone positioneringstechnologie installeert meerdere ultrasone luidsprekers binnenshuis om ultrasone signalen uit te zenden die kunnen worden gedetecteerd door microfoons van eindapparatuur. Door het verschil in aankomsttijd van verschillende geluidsgolven kan de locatie van de terminal worden afgeleid.
Aangezien de transmissiesnelheid van geluidsgolven veel lager is dan die van elektromagnetische golven, is de implementatie van het systeem erg moeilijk. Draadloze synchronisatie van het systeem kan heel eenvoudig worden bereikt, en dan wordt de ultrasone zender gebruikt om te zenden, en de ontvangende kant gebruikt een microfoon om te ontvangen, en de positie kan zelf worden berekend.
Omdat de snelheid van geluidsgolven relatief laag is, duurt het lang om dezelfde inhoud te verzenden. Alleen met vergelijkbare methoden als TDoA kan een grotere systeemcapaciteit worden verkregen.
8. Geomagnetische positioneringstechnologie
De aarde kan worden beschouwd als een magnetische dipool, met één pool in de buurt van de geografische noordpool en de andere pool in de buurt van de geografische zuidpool. Het aardmagnetische veld bestaat uit twee delen: het magnetische basisveld en het veranderende magnetische veld. Het basismagnetisch veld is het belangrijkste deel van het aardmagnetisch veld. Het ontstaat in het binnenste van de aarde. Het is relatief stabiel en behoort tot het statische magnetische veld. Het veranderende magnetische veld omvat verschillende kortdurende veranderingen in het aardmagnetische veld, die voornamelijk afkomstig zijn van het binnenste van de aarde en relatief zwak zijn.
De gewapende betonconstructies van moderne gebouwen kunnen het aardmagnetisch veld op lokale schaal verstoren, waardoor kompassen beïnvloed kunnen worden. In principe zal een niet-uniforme magnetische veldomgeving verschillende magnetische veldwaarnemingsresultaten opleveren als gevolg van verschillende paden. Deze positioneringstechnologie, IndoorAtlas genaamd, maakt gebruik van veranderingen in het aardmagnetisme binnenshuis voor navigatie binnenshuis en de navigatienauwkeurigheid kan 0,1 tot 2 meter bedragen.
Het proces om deze technologie te gebruiken om te navigeren is echter nog steeds een beetje omslachtig. Je moet eerst de plattegrond uploaden naar de kaartenwolk van IndoorAtlas en vervolgens moet je de mobiele client gebruiken om het aardmagnetisch veld in verschillende richtingen van de doellocatie op te nemen. De opgenomen geomagnetische gegevens worden door de client naar de cloud geüpload, zodat anderen de opgenomen geomagnetische gegevens kunnen gebruiken voor nauwkeurige indoornavigatie.
Baidu deed in 2014 een strategische investering in IndoorAtlas, een ontwikkelaar van geomagnetische positioneringstechnologie, en kondigde in juni 2015 aan dat het de geomagnetische positioneringstechnologie zou gebruiken in zijn eigen kaartapplicatie, waarbij de technologie wordt gebruikt in combinatie met Wi-Fi-hotspotkaarten en traagheidsnavigatietechnologie. De nauwkeurigheid is hoog en in commerciële toepassingen kan het positioneringsnormen op meterniveau bereiken. Het magnetische signaal wordt echter gemakkelijk verstoord door de wisselende elektrische en magnetische signaalbronnen in de omgeving. Het positioneringsresultaat is onstabiel en de nauwkeurigheid wordt beïnvloed.
9. Plaatsbepalingstechnologie voor basisstations
Basisstationpositionering wordt over het algemeen gebruikt voor gebruikers van mobiele telefoons. De dienst voor plaatsbepaling via basisstations voor mobiele telefoons wordt ook wel mobiele locatiedienst (LBS - Location Based Service) genoemd. Hiermee wordt locatie-informatie (lengte- en breedtecoördinaten) van mobiele eindgebruikers verkregen via het netwerk van mobiele telecommunicatiebedrijven (zoals het GSM-netwerk). ), een dienst met toegevoegde waarde die gebruikers voorziet van overeenkomstige diensten met ondersteuning van het elektronische kaartplatform, zoals de dynamische locatiezoekdienst die momenteel wordt aangeboden door China Mobile M-Zone.
Aangezien GPS-positionering meer energie verbruikt, is basisstationpositionering een veelgebruikte functie van GPS-apparatuur. De positioneringsnauwkeurigheid van het basisstation is echter laag, over het algemeen binnen een fout van 100 meter tot 2000 meter.
10. Plaatsbepalingstechnologieën zoals GPS en Beidou-satellieten
Beidou satellietplaatsbepaling is onafhankelijk ontwikkeld door China en maakt gebruik van geosynchrone satellieten om gebruikers te voorzien van een regionaal satellietplaatsbepalingssysteem voor alle weersomstandigheden. Het kan snel de geografische locatie van het doel of de gebruiker bepalen en navigatie-informatie verstrekken aan gebruikers en autoriteiten.
Het Beidou satellietnavigatiesysteem speelde een belangrijke rol bij de hulpverlening na de aardbeving in Wenchuan in 2008. Wanneer lokale communicatiefaciliteiten ernstig beschadigd zijn, kan communicatie tussen verschillende punten en departementen tot stand worden gebracht via het Beidou-satellietsysteem en kan de locatie van verschillende rampenbestrijdingstroepen nauwkeurig worden bepaald, zodat nieuwe reddingsmissies tijdig kunnen worden uitgezonden, afhankelijk van de rampsituatie.
In dit stadium worden Beidou-satellieten nog maar zelden gebruikt in civiele zaken en zijn er ook Beidou-mobiele telefoons en Beidou-autonavigatie op de markt.
Naast het bovenstaande zijn er momenteel tientallen of zelfs honderden soorten positioneringstechnologieën en elke positioneringstechnologie heeft zijn eigen voor- en nadelen en geschikte toepassingsscenario's. Welke technologie uiteindelijk zal winnen, is nog onbekend en moet in de loop van de tijd door de hele industrie worden getest. Welke technologie uiteindelijk zal winnen, is nog onbekend en moet in de loop van de tijd door de hele industrie worden getest.