卫星信号无法穿透室内众多的遮挡物体,这时候就需要依赖短距离信号,本文就UWB、蓝牙BLE、wi-fi这三类常见的室内定位技术,从原理、优劣与应用场景展开论述。
一、常见的室内定位技术:UWB、蓝牙BLE、wi-fi的定位原理
1. UWB定位原理
发射纳秒级的极窄脉冲进行通信,因为其带宽具有极宽属性,能精准测量无线电波的飞行时间和到达时间差,从能实现30-50厘米的高精度定位。
2. 蓝牙BLE定位原理
蓝牙BLE协议支持两种工作模式,一种是点对点的连接,实现双向的数据传输,比如用手机连接手环传输数据,手环也能给手机传输;另一种是广播模式,在室内部署多个蓝牙信标(beacon),蓝牙信标(iBeacon)以一定的时间间隔的频次发送位置信息,而智能终端接收不同信标的信号强度(RSSI),通过三角定位计算位置,精度一般在1-5米。
三角定位
3. wi-fi定位原理
需要提前采集每个位置点的信号强度,建立RSSI指纹库,终端设备根据对比实时的信号和数据库存放的信号,通过三角测量法算具体位置,精度在1-10米。
多技术融合
目前没有一种定位技术是完美的,实际应用有单技术方案和多技术融合的方案,以达到成本、精度、覆盖、功耗要求的需求最优化,融合定位技术有先前提到的UWB+蓝牙beacon、lora基站+蓝牙信标,感兴趣可以点击阅读。
二、常见的室内定位技术:UWB、蓝牙BLE、wi-fi技术的优劣与应用场景
1. UWB(超宽带)
优:精度高、穿透性好、安全性高,有防爆和非防爆两种版本。
劣:需要单独部署基础设施,成本高,单基站覆盖范围相对较小。
应用场景:高精度安全管控场景、关键设备作业管理等如化工厂。
2. 蓝牙BLE
优:超低功耗,可以适配长续航设备,抗干扰能力强,部署灵活,成本可控,只需要粘贴/悬挂安装,无需改造现有线路。
劣:定位范围有限,如果是大空间定位,需要大量数量部署,信号更新速度慢,若出现快速移动,定位会出现延迟,遮挡严重地区,比如墙壁、金属设备会削弱BLE信号。
应用场景:适合车间、仓库、医院等复杂空间。
3. wi-fi
优:室内定位精度高,部署成本低,可以利用现有wi-fi热点,无需额外大规模铺设设备,而且设备兼容性广,用智能手机等终端设备即可实现,信号的穿透性优于GPS。
劣:信号依赖wi-fi热点覆盖,无热点区域就无法实现定位,信号容易受到墙体、障碍物的遮挡,抗干扰能力弱,定位精度受热点的密度影响,稀疏区域误差大,稳定性差。
应用场景:室内导航、位置服务、安防监控、设备管理。
安防监控
以上就是对UWB、蓝牙BLE、wi-fi这三类常见的室内定位技术的详解,除此之外还有惯性导航,常作为辅助技术定位,视觉定位、地磁定位等其他辅助定位技术,它们已深度融合我们的生活与生产,从安全保障到效率的提升,多方面为人类创造价值。
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