室內人員定位解決方案特點及應用

廣州致遠電子有限公司

古人的望月觀日、司南辨位展示了我們祖先的智慧和睿智。設備和三個無線網絡接入點的無線信號強度，通過差分算法，比較精準地對人和車輛進行三角定位。

如今，中國也推出了自己的衛星定位系統北斗衛星定位系統。但是衛星定位只能用在室外環境，而室內導航信號衰減太快，衛星定位就無法使用。

事實上，隨著室內場景越來越龐大復雜，工業、安防等行業的高速發展，人員定位管理也逐漸成為熱門市場。

方案特點：WiFi定位可以實現復雜的大范圍定位，但精度只能維持在米級（1～10 m），無法做到精準定位；定位系統可與其他客戶共享網絡，但受WiFi通信距離的限制，基站布點較多，成本增加。

應用場景：早期WiFi方案主要應用在專業行業領域，隨著消費市場需求增加，目前在監獄、醫院、車間工廠等都有較大應用。

紅外線定位

大型商場希望能夠借助室內定位技術為前來購物的消費者提供實時導引服務，同時基于位置提供對應的營銷服務；醫院希望對醫療設備進行實時定位，便于需要時快速調用，對特殊病患進行定位監護，防止其發生意外；高危化工廠需要對人員進行定位管理，防止發生安全事故等。室內定位在零售、餐飲、物流、制造、化工、電力、醫療等行業均展現出了廣闊的市場前景。

WiFi定位

目前WiFi是相對成熟且應用較多的技術，主要經移動

紅外線室內定位有兩種：第一種是被定位目標使用紅外線IR標識作為移動點，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；第二種是通過多對發射器和接收器織紅外線網覆蓋待測空間，直接對運動目標進行定位。

方案特點：紅外線技術已非常成熟，用于室內定位時精度相對較高，但由于紅外線只能視距傳播，穿透性極差（可以參考家里的電視遙控器），當標識被遮擋時就無法正常工作，也極易受燈光、煙霧等環境因素影響；紅外線的傳輸距離不長，使其無論選用哪種方式布局，都需在每個遮擋背后、甚至轉角安裝接收端，布局復雜，成本提升，而定位效果有限。

應用場景：適用于實驗室對簡單物體的軌跡精確定位記錄以及室內自走機器人的位置定位。

藍牙定位

藍牙信標技術目前部署較多，也是相對比較成熟的技術。藍牙與WiFi的區別不大，精度比WiFi稍高。

方案特點：藍牙定位技術最大的優點是設備體積小、短距離、低功耗，容易集成在手機等移動設備中。只要設備的藍牙功能開啟，就能夠對其進行定位；藍牙傳輸不受視距的影響，但對于復雜的空間環境，藍牙系統的穩定性稍差，受噪聲信號干擾大且藍牙器件和設備的價格比較昂貴。

應用場景：應用于對人的小范圍定位，如單層大廳或商店。現在已被某些廠商用于LBS推廣。

射頻識別定位

射頻識別室內定位技術以射頻方式利用天線或其他設備把無線電信號調成電磁場，附著于物品的標簽經過磁場后生成感應電流把數據傳送出去，通過多對雙向通信交換數據達到識別和三角定位的目的。

方案特點：射頻識別作用距離很近，但它可在幾毫秒內得到厘米級定位精度的信息，而且標識的體積較小，造價較低；RFID不具有通信能力，抗干擾能力較差，不便于整合到其他系統中；用戶的安全隱私保障和國際標準化都不夠完善。

應用場景：適用于倉庫、工廠、商場貨物、商品流轉定位。

超寬帶UWB定位

超寬帶定位技術是一種全新的、與傳統通信定位技術有極大差異的新技術。采用UWB（超寬帶）脈沖信號，由多個傳感器采用TDOA和AOA定位算法對標簽位置進行分析，多徑分辨能力強、精度高，定位精度可達厘米級。

方案特點：超寬帶技術具有GHz量級的帶寬，因此穿透力強、抗干擾效果好、安全性高、系統復雜度低、能提供精確定位精度，前景廣闊；新加入的盲節點需要主動通信使得功耗較高，而且事先也需要布局，使得成本較高。

應用場景：可用于各個領域的室內精確定位和導航，包括人和大型物品，如汽車地庫停車導航、礦井人員定位、貴重物品倉儲等。

ZigBee定位

傳統ZigBee定位方案與WiFi、藍牙利用三角定位方案類似，利用移動標簽與參考節點之間的信號強度測距，多基站實現多維角度定位。

而NXP JN5168系列ZigBee芯片在滿足信號強度測試功能要求外，還增加TOF（空中飛行時間）測距方式，類似目前超寬帶TDOA和AOA定位算法。

方案特點：ZigBee傳輸所需能量較少，具有低功耗特點；ZigBee網絡可同時進行數據傳輸，并支持多級路由，可將數據進行超遠距離傳輸；JN5168系列方案整合TOF（空中飛行時間）+RSSI（信號強度）雙方案測距方式，精準定位。

應用場景：已被廣泛應用于大型工廠、地下管廊、礦區以及車間，為人員在崗管理系統所采用。

ZM516x是ZLG致遠電子基于NXP JN5168無線微控制器開發的一系列低功耗、高性能ZigBee模塊，可支持TOF（空中飛行時間）與RSSI（信號強度）測距功能。

方案升級：ZLG致遠電子基于室內礦區人員定位行業需求，將測距方案進一步升級，目前ZM5168系列模塊廣播模式時也可配置使能RSSI輸出，便于移動標簽迅速確定位置信息，定位方案更加靈活，減小了模塊工作量。