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衛星信號易被干擾 室內定位技術解析

作者:RFID世界網收錄
來源:RFID世界網
日期:2012-07-17 14:55:03
摘要:RFID射頻識別技術。射頻識別技術利用射頻方式進行非接觸式雙向通信交換數據以達到識別和定位的目的。這種技術作用距離短,一般最長為幾十米。

  我們一般地道GPS定位,首先想到的就是通過接受多個衛星信號,判斷自己的坐標來進行定位的方式。而GPS衛星導航系統最大的缺點在于衛星信號轉播距離遠并且容易受到外界的干擾,特別是現在絕大多數的城市都是高樓聳立,阻隔衛星信號的物體越來越多。而在室內我們是完全不可能體驗到GPS帶來的定位服務。但是對于室內定位的研究一直都沒有停下過腳步,今天讓我們一起熟悉一下常見的室內定位方式。

  室內定位已經不是非常神秘的技術了

  紅外線室內定位技術。紅外線室內定位技術定位的原理是,紅外線IR標識發射調制的紅外射線,通過安裝在室內的光學傳感器接收進行定位。雖然紅外線具有相對較高的室內定位精度,但是由于光線不能穿過障礙物,使得紅外射線僅能視距傳播。直線視距和傳輸距離較短這兩大主要缺點使其室內定位的效果很差。當標識放在口袋里或者有墻壁及其他遮擋時就不能正常工作,需要在每個房間、走廊安裝接收天線,造價較高。因此,紅外線只適合短距離傳播,而且容易被熒光燈或者房間內的燈光干擾,在精確定位上有局限性。

  超聲波定位技術。超聲波測距主要采用反射式測距法,通過三角定位等算法確定物體的位置,即發射超聲波并接收由被測物產生的回波,根據回波與發射波的時間差計算出待測距離,有的則采用單向測距法。超聲波定位系統可由若干個應答器和一個主測距器組成,主測距器放置在被測物體上,在微機指令信號的作用下向位置固定的應答器發射同頻率的無線電信號,應答器在收到無線電信號后同時向主測距器發射超聲波信號,得到主測距器與各個應答器之間的距離。當同時有3個或3個以上不在同一直線上的應答器做出回應時,可以根據相關計算確定出被測物體所在的二維坐標系下的位置。超聲波定位整體定位精度較高,結構簡單,但超聲波受多徑效應和非視距傳播影響很大,同時需要大量的底層硬件設施投資,成本太高。

  藍牙技術。藍牙技術通過測量信號強度進行定位。這是一種短距離低功耗的無線傳輸技術,在室內安裝適當的藍牙局域網接入點,把網絡配置成基于多用戶的基礎網絡連接模式,并保證藍牙局域網接入點始終是這個微微網(piconet)的主設備,就可以獲得用戶的位置信息。藍牙技術主要應用于小范圍定位,例如單層大廳或倉庫。采用該技術作室內短距離定位時容易發現設備且信號傳輸不受視距的影響。其不足在于藍牙器件和設備的價格比較昂貴,而且對于復雜的空間環境,藍牙系統的穩定性稍差,受噪聲信號干擾大。

  射頻識別技術。射頻識別技術利用射頻方式進行非接觸式雙向通信交換數據以達到識別和定位的目的。這種技術作用距離短,一般最長為幾十米。但它可以在幾毫秒內得到厘米級定位精度的信息,且傳輸范圍很大,成本較低。同時由于其非接觸和非視距等優點,可望成為優選的室內定位技術。目前,射頻識別研究的熱點和難點在于理論傳播模型的建立、用戶的安全隱私和國際標準化等問題。優點是標識的體積比較小,造價比較低,但是作用距離近,不具有通信能力,而且不便于整合到其他系統之中。

  利用手機網絡定位是目前最容易獲取的一種室內定位方式

  Wi-Fi技術。無線局域網絡(WLAN)是一種全新的信息獲取平臺,可以在廣泛的應用領域內實現復雜的大范圍定位、監測和追蹤任務,而網絡節點自身定位是大多數應用的基礎和前提。該系統采用經驗測試和信號傳播模型相結合的方式,易于安裝,需要很少基站,能采用相同的底層無線網絡結構,系統總精度高。利用手機網絡定位的原理與Wi-Fi技術是相同的。

  ZigBee技術。ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網絡技術,它介于射頻識別和藍牙之間,也可以用于室內定位。它有自己的無線電標準,在數千個微小的傳感器之間相互協調通信以實現定位。這些傳感器只需要很少的能量,以接力的方式通過無線電波將數據從一個傳感器傳到另一個傳感器,所以它們的通信效率非常高。ZigBee最顯著的技術特點是它的低功耗和低成本。

  除了以上提及的定位技術,還有基于計算機視覺、光跟蹤定位、基于圖像分析、磁場以及信標定位等。此外,還有基于圖像分析的定位技術、信標定位、三角定位等。目前很多技術還處于研究試驗階段,如基于磁場壓力感應進行定位的技術。