Ανάλυση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων των τεχνολογιών εντοπισμού θέσης σε εσωτερικούς χώρους όπως RFID και UWB

Στο πλαίσιο του Διαδικτύου των Πάντων, η αγορά έχει ολοένα και μεγαλύτερη ζήτηση για τοποθέτηση, επομένως έχουν προκύψει και διάφορες τεχνολογίες εντοπισμού θέσης. Όπως όλοι γνωρίζουμε, το GPS είναι η πιο κοινή τεχνολογία εντοπισμού θέσης προς το παρόν, αλλά έχει ένα προφανές ελάττωμα, δηλαδή την ανεπάρκειά του στον εντοπισμό θέσης σε εσωτερικούς χώρους και η ακρίβεια της γενικής χρήσης από μη στρατιωτικούς δεν είναι αρκετά υψηλή για να καλύψει τις απαιτήσεις εντοπισμού θέσης σε εσωτερικούς χώρους. Επομένως, οι τεχνολογίες εντοπισμού θέσης που χρησιμοποιούνται συνήθως σήμερα περιλαμβάνουν: RFID, UWB, WIFI, Bluetooth, κ.λπ. Ας συζητήσουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτών των τεχνολογιών εντοπισμού θέσης παρακάτω!

Τοποθέτηση RFID

Η βασική αρχή της τοποθέτησης RFID είναι η ανάγνωση των χαρακτηριστικών πληροφοριών (όπως ταυτότητα ταυτότητας, ισχύς σήματος λήψης κ.λπ.) της ετικέτας RFID στόχου μέσω μιας ομάδας σταθερών αναγνωστών Honglu και της μεθόδου πλησιέστερου γείτονα, μέθοδος πολυμερούς τοποθέτησης, λαμβανόμενο σήμα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί αντοχή κ.λπ. Η μέθοδος καθορίζει τη θέση της ηλεκτρονικής ετικέτας RFID. Η βασική δομή του συστήματος εντοπισμού θέσης εσωτερικού χώρου RFID συνήθως αποτελείται από ηλεκτρονικές ετικέτες RFID, αναγνώστες, ενδιάμεσο λογισμικό και βάσεις δεδομένων υπολογιστών. Το σύστημα χρησιμοποιεί τον "πλησιέστερο γείτονα" αλγόριθμος και εμπειρικός τύπος για τον υπολογισμό των συντεταγμένων της ετικέτας τοποθέτησης μέσω της ανάλυσης και του υπολογισμού της ισχύος σήματος RSSI της ετικέτας αναφοράς και της ετικέτας σε εκκρεμότητα.

Πλεονέκτημα:

1. Το κόστος είναι πολύ χαμηλό, το κόστος των ηλεκτρονικών ετικετών RFID είναι χαμηλό και μπορεί να αναπτυχθεί σε μεγάλη κλίμακα.

2. Η RFID παρέχει δύο σχήματα, ενεργό και παθητικό. Το παθητικό σχήμα δεν έχει πρόβλημα τροφοδοσίας. Το ενεργό σύστημα μπορεί επίσης να επιτύχει εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και μπορεί να διαρκέσει για αρκετά χρόνια με μια μπαταρία κουμπιού.

3. Ο εξοπλισμός του σταθμού βάσης RFID είναι σχετικά πλούσιος και υπάρχουν πολλά προϊόντα υψηλής ισχύος και συσκευές ανάγνωσης χαμηλής ισχύος, τα οποία είναι πιο βολικά για την υλοποίηση και τη συντήρηση έργων και είναι κατάλληλα για δικτύωση σε διάφορες περιπτώσεις.

έλλειψη:

1. Η τεχνολογία RFID χρησιμοποιείται κυρίως για να προσδιορίσει εάν υπάρχουν άνθρωποι σε μια συγκεκριμένη περιοχή και δεν μπορεί να εντοπιστεί σε πραγματικό χρόνο.

2. Η ακρίβεια τοποθέτησης καθορίζεται από τη θέση και την πυκνότητα της ετικέτας αναφοράς και του αναγνώστη RFID UHF.

3. Για να πληρούνται οι ίδιες απαιτήσεις ακρίβειας, η ανάπτυξη συσκευών ανάγνωσης RFID είναι σχετικά περίπλοκη και ο αριθμός είναι μεγάλος.

Σενάριο εφαρμογής:

Ο εξοπλισμός ανάγνωσης και γραφής RFID είναι σχετικά σταθερός, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα εντοπισμού θέσης. Έχει ώριμες εφαρμογές και καλές προοπτικές για χρήση στη διαλογή logistics, τον εντοπισμό θέσης φυλακών, τον εντοπισμό θέσης αυτοκινήτου με μπαταρία και την ηλεκτρονική τοποθέτηση πινακίδων κυκλοφορίας αυτοκινήτου.

Τοποθέτηση UWB

Στη διαδικασία εντοπισμού θέσης UWB (τεχνολογία υπερευρείας ζώνης), ο δέκτης UWB λαμβάνει το σήμα UWB που μεταδίδεται από την ετικέτα και φιλτράρει τις διάφορες παρεμβολές θορύβου που αναμειγνύονται στη διαδικασία μετάδοσης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων για να αποκτήσει ένα σήμα που περιέχει αποτελεσματικές πληροφορίες και στη συνέχεια εκτελεί μέτρηση απόστασης και υπολογισμός θέσης μέσω της ανάλυσης της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας. Ο αλγόριθμος TDOA χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό θέσης και ο εντοπισμός θέσης UWB απαιτεί την υποστήριξη 3 σταθμών βάσης.

Πλεονέκτημα:

1. Έχει τα διπλά πλεονεκτήματα του εντοπισμού θέσης σε πραγματικό χρόνο και της ακριβούς τοποθέτησης.

2. Ο χρόνος καθυστέρησης της τοποθέτησης είναι σύντομος και η ακρίβεια τοποθέτησης μπορεί να φτάσει περίπου τα 10 cm.

3. Το αποκλειστικό δίκτυο εντοπισμού θέσης έχει υψηλή αξιοπιστία.

έλλειψη:

1. Δεν πρέπει να υπάρχουν εμπόδια που εμποδίζουν τη μετάδοση ραδιοφώνου. Μόλις ο τοίχος μπλοκαριστεί, πρέπει να επανατοποθετηθεί. Με την ίδια περιοχή, ο αριθμός των δωματίων αυξάνεται και η χρήση του σταθμού βάσης θα αυξηθεί επίσης.

2. Απαιτείται ένα πλήρες δίκτυο εντοπισμού θέσης και οποιοδήποτε σημείο εντοπισμού θέσης πρέπει να υποστηρίζεται από τρεις σταθμούς βάσης εντοπισμού θέσης. Ο αλγόριθμος εντοπισμού θέσης UWB βασίζεται στην τοποθέτηση τριών σημείων. Εάν μειωθεί ο αριθμός των σταθμών βάσης, η ακρίβεια τοποθέτησης θα επηρεαστεί σημαντικά.

3. Ο εντοπισμός θέσης UWB χρειάζεται να αναπτύξει ένα δίκτυο εντοπισμού θέσης, επομένως το κόστος είναι σχετικά υψηλό.

Σενάριο εφαρμογής:

Η τοποθέτηση UWB χρησιμοποιείται κυρίως σε βιομηχανίες που έχουν σχετικά υψηλές απαιτήσεις για διεργασίες σε πραγματικό χρόνο ή ακριβή τοποθέτηση, όπως σήραγγες, χημικά εργοστάσια, φυλακές, νοσοκομεία, γηροκομεία, ορυχεία και άλλες βιομηχανίες.

Τοποθέτηση Bluetooth

Ο εντοπισμός θέσης Bluetooth είναι μια τεχνολογία ασύρματης μετάδοσης χαμηλής κατανάλωσης σε μικρές αποστάσεις. Εγκαταστήστε ένα κατάλληλο σημείο πρόσβασης LAN Bluetooth σε εσωτερικούς χώρους, διαμορφώστε tδικτυώνεται ως βασική λειτουργία σύνδεσης δικτύου που βασίζεται σε πολλούς χρήστες και βεβαιωθείτε ότι το σημείο πρόσβασης LAN Bluetooth είναι πάντα το piconet Η κύρια συσκευή μπορεί να λάβει τις πληροφορίες τοποθεσίας του χρήστη. Ο μηχανισμός RSSI (ισχύς λαμβανόμενου σήματος) προστίθεται στη μετάδοση του πακέτου δεδομένων και η κατά προσέγγιση εμβέλεια του προϊόντος εικονικοποιείται μέσω RSSI και, στη συνέχεια, ο αλγόριθμος μέτρησης της αμοιβαίας διασταύρωσης πραγματοποιείται μέσω της μεθόδου trilateration και τελικά ολοκληρώνεται η εσωτερική τοποθέτηση .

πλεονέκτημα:

1. Ο εξοπλισμός είναι μικρός σε μέγεθος, εύκολος στην ενσωμάτωση σε PDA, υπολογιστές και κινητά τηλέφωνα και εύκολος στη διάδοση.

2. Η μετάδοση Bluetooth δεν επηρεάζεται από τη γραμμή όρασης, εφόσον είναι ενεργοποιημένη η λειτουργία Bluetooth της συσκευής, μπορεί να τοποθετηθεί.

έλλειψη:

1. Η σταθερότητα του συστήματος Bluetooth είναι ελαφρώς κακή και διαταράσσεται πολύ από τα σήματα θορύβου.

2. Η τιμή των συσκευών και του εξοπλισμού Bluetooth είναι σχετικά ακριβή και το κόστος συντήρησης του δικτύου είναι σχετικά υψηλό.

Σενάριο εφαρμογής:

Τα τερματικά Bluetooth είναι ως επί το πλείστον βραχιόλια Bluetooth, τα οποία χρησιμοποιούνται κυρίως στην τοποθέτηση σε εμπορικά κέντρα, την τοποθέτηση νοσοκομείων, την πρόληψη απώλειας αντικειμένων, την τοποθέτηση σε εμπορικά κέντρα, την τοποθέτηση χώρων ψυχαγωγίας, το κούνημα WeChat και άλλα μέρη, τα οποία είναι όλα μη άκαμπτες απαιτήσεις.

Τοποθέτηση WIFI

Η τοποθέτηση WIFI κρίνεται γενικά με τη "μέθοδο του πλησιέστερου γείτονα", δηλαδή ποιο hotspot ή σταθμός βάσης είναι το πλησιέστερο, δηλαδή όπου θεωρείται ότι βρίσκεται. Εάν υπάρχουν πολλές πηγές κοντά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η εγκάρσια τοποθέτηση (τριγωνική τοποθέτηση) για τη βελτίωση της ακρίβειας τοποθέτησης. Δεδομένου ότι το WiFi έχει γίνει δημοφιλές, δεν χρειάζεται να τοποθετήσετε ειδικό εξοπλισμό για την τοποθέτηση. Όταν ένας χρήστης έχει ενεργοποιήσει το WIFI ή το δίκτυο κινητής τηλεφωνίας ενώ χρησιμοποιεί ένα smartphone, μπορεί να γίνει πηγή δεδομένων. Η μέθοδος εντοπισμού θέσης WIFI βασίζεται στη μέθοδο του μοντέλου διάδοσης ισχύος σήματος και στη μέθοδο αναγνώρισης δακτυλικών αποτυπωμάτων. Η μέθοδος του μοντέλου διάδοσης της ισχύος σήματος αναφέρεται στη χρήση ενός συγκεκριμένου μοντέλου εξασθένισης καναλιού που υποτίθεται στο τρέχον περιβάλλον και στην εκτίμηση της απόστασης μεταξύ του τερματικού και της γνωστής θέσης AP σύμφωνα με τη μαθηματική του σχέση. Εάν ο χρήστης ακούσει πολλαπλά σήματα AP, μπορεί να περάσει το τρίπλευρο. Ο αλγόριθμος τοποθέτησης χρησιμοποιείται για τη λήψη πληροφοριών τοποθεσίας του χρήστη. η μέθοδος αναγνώρισης δακτυλικών αποτυπωμάτων βασίζεται στα χαρακτηριστικά διάδοσης των σημάτων WiFi, συνδυάζοντας τα δεδομένα ανίχνευσης πολλαπλών AP σε πληροφορίες δακτυλικών αποτυπωμάτων και εκτιμώντας την πιθανή θέση του κινούμενου αντικειμένου συγκρίνοντάς το με τα δεδομένα αναφοράς.

Πλεονέκτημα:

1. Το WIFI είναι ευρέως διαδεδομένο και δεν απαιτεί υψηλή ακρίβεια. Μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής του δικτύου μετάδοσης δεδομένων WIFI, η λειτουργία εντοπισμού θέσης WIFI μπορεί να ενεργοποιηθεί αναλαμβάνοντας την υπηρεσία του κινητήρα εντοπισμού θέσης.

2. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν κινητά τερματικά, παραλείποντας το κόστος ανάπτυξης τερματικού.

3. Το κόστος είναι χαμηλό. Η μονάδα chip του WIFI είναι περίπου 10 γιουάν. Η τιμή του σταθμού βάσης WIFI και του AP είναι μικρότερη από 100 γιουάν και μπορεί να εκτελέσει λειτουργίες μετάδοσης δεδομένων και εντοπισμού θέσης, ώστε να μπορεί να καλύψει τις ανάγκες μεγάλης κλίμακας επέκτασης με χαμηλό κόστος.

έλλειψη:

1. Είτε χρησιμοποιείται για τοποθέτηση σε εσωτερικούς είτε σε εξωτερικούς χώρους, ο πομποδέκτης WIFI μπορεί να καλύψει μόνο μια περιοχή σε ακτίνα 90 μέτρων.

2. Το κινητό τηλέφωνο Apple δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί και η Apple δεν έχει ανοίξει την αντίστοιχη διεπαφή.

3. Ο φόρτος εργασίας της τοποθέτησης WIFI στον χάρτη τοποθεσίας είναι σχετικά μεγάλος.

4. Είναι εύκολο να παρεμβάλλεται από άλλα σήματα, επηρεάζοντας έτσι την ακρίβειά του, και η κατανάλωση ενέργειας του εντοπιστή είναι σχετικά υψηλή.

Σενάριο εφαρμογής:

Η τοποθέτηση WIFI είναι κυρίως για σενάρια χαμηλής ακρίβειας, όπως η τοποθέτηση γραφικών σημείων, η τοποθέτηση μεγάλων εμπορικών κέντρων, η τοποθέτηση σε εμπορικά κέντρα, η τοποθέτηση χώρων ψυχαγωγίας, η παρουσία εργαζομένων στο WIFI της εταιρείας, η σύνδεση WIFI, η τοποθέτηση της έκθεσης κ.λπ.

Σε διαφορετικά σενάρια, όταν επιλέγουμε μια συγκεκριμένη τεχνολογία εντοπισμού θέσης, πρέπει να λαμβάνουμε υπόψη όχι μόνο την απόδοση ακρίβειας, αλλά και το κόστος και την κατανάλωση ενέργειας.