Analyse der Vor- und Nachteile von Indoor-Positionierungstechnologien wie RFID und UWB

Im Kontext des Internet of Everything besteht auf dem Markt eine immer größere Nachfrage nach Positionierung, sodass auch verschiedene Positionierungstechnologien abgeleitet wurden. Wie wir alle wissen, ist GPS derzeit die gebräuchlichste Ortungstechnologie, weist jedoch einen offensichtlichen Mangel auf, nämlich seine Unzulänglichkeit bei der Ortung in Innenräumen, und die Genauigkeit im allgemeinen zivilen Einsatz ist nicht hoch genug, um die Anforderungen der Ortung in Innenräumen zu erfüllen. Zu den derzeit am häufigsten verwendeten Positionierungstechnologien gehören daher: RFID, UWB, WIFI, Bluetooth usw. Lassen Sie uns im Folgenden die Vor- und Nachteile dieser Positionierungstechnologien besprechen!

RFID-Positionierung

Das Grundprinzip der RFID-Positionierung besteht darin, die charakteristischen Informationen (z. B. Identitäts-ID, empfangene Signalstärke usw.) des Ziel-RFID-Tags über eine Gruppe fester Honglu-Lesegeräte zu lesen und die Methode des nächsten Nachbarn, die multilaterale Positionierungsmethode, und das empfangene Signal zu verwenden Stärke usw. können ebenfalls verwendet werden. Die Methode bestimmt den Standort des elektronischen RFID-Tags. Die Grundstruktur des RFID-Indoor-Positionierungssystems besteht normalerweise aus elektronischen RFID-Tags, Lesegeräten, Middleware und Computerdatenbanken. Das System verwendet den "nächsten Nachbarn" Algorithmus und empirische Formel zur Berechnung der Koordinaten des Positionierungs-Tags durch Analyse und Berechnung der Signalstärke RSSI des Referenz-Tags und des ausstehenden Tags.

Vorteil :

1. Die Kosten sind sehr niedrig, die Kosten für Elektronische RFID-Tags sind niedrig und sie können in großem Maßstab eingesetzt werden.

2. RFID bietet zwei Schemata: aktiv und passiv. Das passive Schema weist kein Stromversorgungsproblem auf. Das aktive Schema kann außerdem einen extrem niedrigen Stromverbrauch erreichen und mit einer Knopfbatterie mehrere Jahre halten;

3. Die Ausrüstung der RFID-Basisstation ist relativ umfangreich, und es gibt viele Hochleistungsgeräte und Lesegeräte mit geringem Stromverbrauch, die für die Projektumsetzung und -wartung bequemer sind und sich für die Vernetzung bei verschiedenen Gelegenheiten eignen.

Mangel:

1. Die RFID-Technologie wird hauptsächlich verwendet, um festzustellen, ob sich Personen in einem bestimmten Bereich aufhalten, und kann nicht in Echtzeit verfolgt werden.

2. Die Positionierungsgenauigkeit wird durch die Position und Dichte des Referenz-Tags und des UHF-RFID-Lesegeräts bestimmt;

3. Um die gleichen Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen, ist der Einsatz von RFID-Lesegeräten relativ komplex und die Anzahl ist groß.

Anwendungsszenario:

RFID-Lese- und Schreibgeräte sind relativ stabil und werden daher häufig im Bereich der Positionierung eingesetzt. Es verfügt über ausgereifte Anwendungen und gute Aussichten für den Einsatz in der Logistiksortierung, der Gefängnispositionierung, der Positionierung von Batterieautos und der Positionierung elektronischer Kfz-Kennzeichen.

UWB-Positionierung

Beim UWB-Positionierungsprozess (Ultra-Wideband-Technologie) empfängt der UWB-Empfänger das vom Tag übertragene UWB-Signal und filtert die verschiedenen Rauschstörungen, die im Übertragungsprozess elektromagnetischer Wellen gemischt werden, um ein Signal mit effektiven Informationen zu erhalten, und führt dann eine Entfernungsmessung durch und Positionierungsberechnung durch die Zentraleinheit analysieren. Für die Positionierung wird der TDOA-Algorithmus verwendet und die UWB-Positionierung erfordert die Unterstützung von 3 Basisstationen.

Vorteil:

1. Es bietet die doppelten Vorteile einer Echtzeitpositionierung und einer präzisen Positionierung.

2. Die Verzögerungszeit der Positionierung ist kurz und die Positionierungsgenauigkeit kann etwa 10 cm erreichen;

3. Das dedizierte Positionierungsnetzwerk weist eine hohe Zuverlässigkeit auf.

Mangel:

1. Es dürfen keine Hindernisse vorhanden sein, die die Funkübertragung behindern. Sobald die Mauer blockiert ist, muss sie neu aufgestellt werden. Bei gleicher Fläche erhöht sich die Anzahl der Räume und auch die Nutzung der Basisstation steigt;

2. Es ist ein vollständiges Positionierungsnetzwerk erforderlich, und jeder Positionierungspunkt muss von drei Positionierungsbasisstationen unterstützt werden. Der UWB-Positionierungsalgorithmus basiert auf der Dreipunktpositionierung. Wenn die Anzahl der Basisstationen verringert wird, wird die Positionierungsgenauigkeit stark beeinträchtigt;

3. Für die UWB-Positionierung muss ein Positionierungsnetzwerk bereitgestellt werden, daher sind die Kosten relativ hoch.

Anwendungsszenario:

Die UWB-Positionierung wird hauptsächlich in Branchen eingesetzt, die relativ hohe Anforderungen an Echtzeitprozesse oder eine präzise Positionierung haben, wie z. B. Tunnel, Chemiefabriken, Gefängnisse, Krankenhäuser, Pflegeheime, Minen und andere Branchen.

Bluetooth-Ortung

Bei der Bluetooth-Ortung handelt es sich um eine Technologie zur drahtlosen Übertragung über kurze Entfernungen und geringem Stromverbrauch. Installieren Sie einen geeigneten Bluetooth-LAN-Zugangspunkt im Innenbereich und konfigurieren Sie ihnDas Netzwerk ist ein grundlegender Netzwerkverbindungsmodus, der auf mehreren Benutzern basiert und sicherstellt, dass der Bluetooth-LAN-Zugangspunkt immer das Pikonetz ist. Das Master-Gerät kann die Standortinformationen des Benutzers abrufen. Der RSSI-Mechanismus (Received Signal Strength) wird zur Datenpaketübertragung hinzugefügt, und die ungefähre Reichweite des Produkts wird durch RSSI virtualisiert. Anschließend wird der Messalgorithmus der gegenseitigen Überschneidung durch die Trilaterationsmethode realisiert und die Indoor-Positionierung schließlich abgeschlossen .

Vorteil:

1. Das Gerät ist klein, lässt sich leicht in PDAs, PCs und Mobiltelefone integrieren und leicht bekannt machen.

2. Die Bluetooth-Übertragung wird durch die Sichtlinie nicht beeinträchtigt. Solange die Bluetooth-Funktion des Geräts eingeschaltet ist, kann es positioniert werden.

Mangel:

1. Die Stabilität des Bluetooth-Systems ist etwas schlecht und wird durch Rauschsignale stark gestört.

2. Der Preis für Bluetooth-Geräte und -Ausrüstung ist relativ hoch und die Kosten für die Netzwerkwartung sind relativ hoch.

Anwendungsszenario:

Bei Bluetooth-Terminals handelt es sich meist um Bluetooth-Armbänder, die hauptsächlich zur Positionierung in Einkaufszentren, Krankenhäusern, zur Verhinderung von Verlust von Gegenständen, zur Positionierung von Einkaufszentren, zur Positionierung von Unterhaltungsstätten, zum WeChat-Shake und an anderen Orten verwendet werden.

WIFI-Positionierung

Die WLAN-Positionierung wird im Allgemeinen anhand der „Nächste-Nachbarn-Methode“ beurteilt, d. h. welcher Hotspot oder welche Basisstation am nächsten ist, d. h. wo sie sich befindet. Wenn sich mehrere Quellen in der Nähe befinden, kann die Kreuzpositionierung (Dreieckspositionierung) zur Verbesserung der Positionierungsgenauigkeit verwendet werden. Da WLAN immer beliebter wird, ist es nicht erforderlich, spezielle Geräte zur Ortung zu verlegen. Wenn ein Benutzer WLAN oder ein Mobilfunknetz aktiviert, während er ein Smartphone verwendet, kann es zu einer Datenquelle werden. Die WIFI-Positionierungsmethode basiert auf der Methode des Signalstärkeausbreitungsmodells und der Methode zur Fingerabdruckidentifizierung. Die Ausbreitungsmodellmethode der Signalstärke bezieht sich auf die Verwendung eines bestimmten Kanalschwundmodells, das in der aktuellen Umgebung angenommen wird, und das Schätzen der Entfernung zwischen dem Terminal und dem bekannten Standort-AP gemäß seiner mathematischen Beziehung. Wenn der Benutzer mehrere AP-Signale hört, kann er das dreiseitige Signal weiterleiten. Der Positionierungsalgorithmus wird verwendet, um die Standortinformationen des Benutzers zu erhalten; Die Fingerabdruckerkennungsmethode basiert auf den Ausbreitungseigenschaften von WiFi-Signalen, kombiniert die Erkennungsdaten mehrerer APs zu Fingerabdruckinformationen und schätzt die mögliche Position des sich bewegenden Objekts durch Vergleich mit den Referenzdaten.

Vorteil:

1. WIFI ist weit verbreitet und erfordert keine hohe Präzision. Nachdem der Aufbau des WIFI-Datenübertragungsnetzwerks abgeschlossen ist, kann die WIFI-Positionierungsfunktion durch Übernahme des Positionierungs-Engine-Dienstes aktiviert werden;

2. Es können mobile Endgeräte verwendet werden, wodurch die Kosten für die Bereitstellung von Endgeräten entfallen.

3. Die Kosten sind niedrig. Das Chipmodul von WIFI kostet etwa 10 Yuan. Der Preis für die WIFI-Basisstation und den AP beträgt weniger als 100 Yuan und sie können Datenübertragungs- und Positionierungsfunktionen ausführen, sodass sie die Anforderungen einer groß angelegten Erweiterung zu geringen Kosten erfüllen können.

Mangel:

1. Unabhängig davon, ob er zur Positionierung im Innen- oder Außenbereich verwendet wird, kann der WIFI-Transceiver nur einen Bereich innerhalb eines Radius von 90 Metern abdecken;

2. Das Apple-Mobiltelefon kann nicht verwendet werden und Apple hat die entsprechende Schnittstelle nicht geöffnet.

3. Der Arbeitsaufwand für die WLAN-Positionierung auf der Standortkarte ist relativ groß;

4. Es kann leicht zu Störungen durch andere Signale kommen, wodurch die Genauigkeit beeinträchtigt wird, und der Energieverbrauch des Ortungsgeräts ist relativ hoch.

Anwendungsszenario:

Die WLAN-Positionierung eignet sich hauptsächlich für Szenarien mit geringer Präzision, wie z. B. die Positionierung von Aussichtspunkten, die Positionierung großer Einkaufszentren, die Positionierung von Einkaufszentren, die Positionierung von Unterhaltungsstätten, die WLAN-Anwesenheit von Firmenmitarbeitern, die WLAN-Anmeldung, die Positionierung von Ausstellungen usw.

In verschiedenen Szenarien müssen wir bei der Auswahl einer bestimmten Positionierungstechnologie nicht nur die Genauigkeitsleistung, sondern auch die Kosten und den Stromverbrauch berücksichtigen.