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從定位器信號的物理屬性來分類

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動點,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,然后再提及。當(dāng)用戶進入燈的照明區(qū)域時,使用智能手機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。


藍牙定位,一種無線電波,一些藍牙設(shè)備需要安裝在室內(nèi)的定位系統(tǒng)。定位時,通過手機等設(shè)備測量當(dāng)前位置點掃描的每個藍牙的信號強度,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)接入點的信號強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)點以中繼方式傳輸?shù)搅硪粋€節(jié)點。這種定位系統(tǒng)主要包括兩種類型的節(jié)點,一種是錨節(jié)點,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,它通過對多個錨節(jié)點的距離或方位進行精確測量,然后采用三邊測量等方法來計算節(jié)點的位置。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、穿透能力強等優(yōu)點。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)點和橋梁節(jié)點,需要預(yù)先布置已知位置的錨節(jié)點和橋梁節(jié)點。在定位過程中,現(xiàn)有節(jié)點與新增的盲節(jié)點通信,采用TDOA技術(shù)進行距離定位。總體上,該方案具有功耗高、部署成本高、精度高等優(yōu)點。



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