室內(nèi)定位技術(shù)及應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-08-09 22:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系統(tǒng)架構(gòu)圖如上圖所示，無線局域網(wǎng)實(shí)時(shí)定位監(jiān)控系統(tǒng)主要由定位卡或腕帶（WiFi Tag）、無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)(AP：Access Point）)和后端監(jiān)控管理中心（定位服務(wù)器）三部分組成。無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)可以使用任何支持WIFI的產(chǎn)品。a) 定位卡或腕帶作為無線數(shù)據(jù)采集模塊佩戴在人員身上或物品上，系統(tǒng)通過對(duì)標(biāo)簽的跟蹤實(shí)現(xiàn)對(duì)人員和資產(chǎn)的跟蹤定位?？梢愿鶕?jù)需要設(shè)計(jì)不同的外形，腕帶、胸卡等以適應(yīng)不同需求。b) AP及時(shí)采集卡或腕帶的信息，傳輸?shù)胶蠖说谋O(jiān)控中心，對(duì)定位卡或腕帶進(jìn)行控制管理。c) 安裝了定位服務(wù)器軟件系統(tǒng)的監(jiān)控管理中心，主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析處理。分析管理定位卡或腕帶數(shù)據(jù)，通過控制中心的電子地圖監(jiān)視并及時(shí)顯示各現(xiàn)場(chǎng)定位卡或腕帶的位置，數(shù)據(jù)可同時(shí)存入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫，監(jiān)控人員可以通過計(jì)算機(jī)訪問存儲(chǔ)服務(wù)器查詢?nèi)藛T或物品的實(shí)時(shí)位置信息，報(bào)警信息，及某段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)軌跡等。3） 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基于定位的無線局域網(wǎng)絡(luò)有別于一般的通訊網(wǎng)絡(luò)，要求在任一位置點(diǎn)，均可以收到3個(gè)以上的AP信號(hào)。AP主要分為主通訊AP與定位AP，主通訊AP負(fù)責(zé)服務(wù)器與通訊AP之間的數(shù)據(jù)交換和傳輸，所有主通訊AP必須通過網(wǎng)線進(jìn)行連接。定位AP，主要負(fù)責(zé)收集標(biāo)簽信息，并將結(jié)果發(fā)送給指定服務(wù)器，無線局域網(wǎng)實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖功能特點(diǎn) 定位系統(tǒng)基于WiFi對(duì)無線局域網(wǎng)非常普及，價(jià)格便宜，容易搭建和管理；同時(shí)定位網(wǎng)絡(luò)還可用于上網(wǎng)、語音、視頻等其他用途； 實(shí)時(shí)的人員或物品跟蹤，隨時(shí)查找人員或物品所在位置，和在某時(shí)間段內(nèi)所經(jīng)過的路徑，并顯示線路軌跡； 區(qū)域監(jiān)控：可以設(shè)定區(qū)域范圍，監(jiān)控次區(qū)域內(nèi)人員或物品出入等情況，非許可人員或物品出入時(shí)，報(bào)警提示； 定位精度高，可達(dá)35M（視具體環(huán)境而定），準(zhǔn)確掌握人員或物品所處位置； 超低功耗，標(biāo)簽可以更換電池或充電，且對(duì)人體安全、無輻射損害； 可視化終端平臺(tái)，以電子地圖形式顯示人員或物品的位置和移動(dòng)軌跡， 能通過傳感器監(jiān)測(cè)其周圍環(huán)境的溫度等信息，便于環(huán)境監(jiān)測(cè)和安全防范。4） 定位算法介紹WiFi定位系統(tǒng)算法是基于接收到WiFi信號(hào)的強(qiáng)度（RSSI）。在覆蓋無線局域網(wǎng)的地方，定位標(biāo)簽周期性地發(fā)出信號(hào)，無線局域網(wǎng)訪問點(diǎn)（AP）接收到信號(hào)后，將信號(hào)傳送給定位服務(wù)器。定位服務(wù)器根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱判斷出標(biāo)簽距離AP的位置，通過標(biāo)簽到至少3個(gè)AP的距離可以算出標(biāo)簽的位置，并通過電子地圖顯示具體位置。這是傳統(tǒng)的三角定位原理。WiFi無線信號(hào)經(jīng)過反射后才到達(dá)接收器，而不是一條徑直的路徑，這樣就給定位計(jì)算帶來了很大的誤差，這種現(xiàn)象叫多路徑。因?yàn)槭覂?nèi)空間的障礙物會(huì)造成多路徑干擾,導(dǎo)致訊號(hào)變化較大,所以傳統(tǒng)的三角定位法不適用于室內(nèi)環(huán)境。為了更精確的定位，采用基于ＲＦ指紋識(shí)別（fingerprinting）的定位方法。在定位區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個(gè)采樣點(diǎn)，將定位終端放在給個(gè)采樣點(diǎn)。把定位終端發(fā)射的信號(hào)特征記錄下來，根據(jù)這些特征和不同位置的信號(hào)建立信號(hào)紋來指示定位終端的位置。利用信號(hào)紋和相對(duì)應(yīng)的位置信息建立起數(shù)據(jù)庫后，定位系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)收集到的信號(hào)特征，就能計(jì)算位置了。人體對(duì)標(biāo)簽是有干擾的，定位系統(tǒng)可以采用歷史移動(dòng)軌跡參考、增加ＡＰ定位器、修正信號(hào)突變等方法盡量在算法上降低干擾帶來的定位誤差。定位精度與定位目標(biāo)、環(huán)境和定位器鋪設(shè)密度有關(guān)，定物可以達(dá)到3米甚至更好，定位人時(shí)由于人體干擾，精度在510米的半徑范圍。定位精度是和定位器分布密度、環(huán)境、定位對(duì)象的干擾有關(guān)的，所以無線定位的精度不是一個(gè)絕對(duì)的數(shù)字。一般說，精度能達(dá)到3米－5米，有時(shí)會(huì)10米甚至更差。定位器部署密度越高，定位精度越高。任何無線定位的技術(shù)，都會(huì)有定位誤差及不確定因素存在。實(shí)際應(yīng)用中，考慮到無線定位的特性，通過軟件補(bǔ)償或修正解決精度的不確定因素。定位中會(huì)出現(xiàn)跳動(dòng)，這是由于定位位置處于幾個(gè)定位點(diǎn)中間。定位頻率可以設(shè)置為1秒或以上。系統(tǒng)刷新時(shí)間為１秒。網(wǎng)絡(luò)傳輸也會(huì)耗費(fèi)一定的時(shí)間，定位算法上為了避免人體對(duì)定位精度的干擾，在算法上做了特別調(diào)整，所以可能出現(xiàn)36秒的延時(shí)。 AP定位器 數(shù)量雖然會(huì)多，但是AP定位器的成本低，可以集中管理，可以通過POE方式供電。AP定位器無線發(fā)射功能可以禁止，所以大量AP定位器并沒有產(chǎn)生任何無線信號(hào)，這和普通AP是不同的，不會(huì)造成無線干擾。不過，WiFi熱點(diǎn)受到周圍環(huán)境的影響會(huì)比較大，精度較低。為了更加準(zhǔn)確，建立擁有巨量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，來參考定位確定位置。由于數(shù)據(jù)庫要定期進(jìn)行維護(hù)，技術(shù)難以擴(kuò)展，只能在有限的范圍內(nèi)定期維護(hù)指紋數(shù)據(jù)。WiFi定位可以用于醫(yī)療機(jī)構(gòu)、主題公園、工廠、商場(chǎng)等各種需要定位導(dǎo)航的場(chǎng)合。5） WiFi定位局限性在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用WIFI定位時(shí)，WIFI定位標(biāo)簽的局限性明顯存在，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：l WiFi定位所用的WiFi標(biāo)簽是非標(biāo)設(shè)計(jì)，不支持標(biāo)準(zhǔn)WiFi協(xié)議。無線路由器不支持掃描WiFi標(biāo)簽功能，需要對(duì)路由器二次開發(fā)，即在路由器加載WiFi標(biāo)簽掃描固件。部分無線路由器支持WiFi掃描功能，可以獲取WiFi標(biāo)簽的MAC地址，WiFi標(biāo)簽定義的其他功能就不支持了。比如無線傳感、按鈕呼叫、低電告警等。這些是非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)化的路由器不支持非標(biāo)協(xié)議.l WiFi標(biāo)簽功耗較大，連續(xù)發(fā)射電流在200mA以上，電池壽命限制了WiFi定位標(biāo)簽的推廣使用。l WiFi標(biāo)簽成本相對(duì)較高，不利于大幅度推廣商用。l WiFi定位存在嚴(yán)重的同頻干擾問題，系統(tǒng)會(huì)相互影響。6） 代表廠家蘇州工業(yè)園區(qū)優(yōu)頻科技有限公司(URadio Systems Co., Ltd.)2. FRID定位1） 基本原理RFID(Radio Frequency Identification)即無線射頻識(shí)別，又稱電子標(biāo)簽。RFID是一種通信技術(shù)，可通過無線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建
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