Analyse van de voor- en nadelen van indoor positioneringstechnologieën zoals RFID en UWB

In de context van het Internet of Everything is er steeds meer vraag naar positionering op de markt, dus zijn er ook verschillende positioneringstechnologieën afgeleid. Zoals we allemaal weten, is GPS momenteel de meest voorkomende positioneringstechnologie, maar het heeft een duidelijk gebrek, namelijk het tekortschieten in indoor positionering en de nauwkeurigheid van algemeen civiel gebruik is niet hoog genoeg om te voldoen aan de vereisten van indoor positionering. Daarom omvatten de momenteel algemeen gebruikte positioneringstechnologieën: RFID, UWB, WIFI, Bluetooth, enz. Laten we hieronder de voor- en nadelen van deze positioneringstechnologieën bespreken!

RFID-positionering

Het basisprincipe van RFID-positionering is het lezen van de karakteristieke informatie (zoals identiteits-ID, ontvangen signaalsterkte, enz.) van de doel-RFID-tag via een groep vaste Honglu-lezers, en de dichtstbijzijnde buurmethode, multilaterale positioneringsmethode, ontvangen signaalsterkte, enz. kunnen ook worden gebruikt. De methode bepaalt de locatie van de RFID-elektronische tag. De basisstructuur van het RFID-binnenpositioneringssysteem bestaat doorgaans uit RFID-elektronische tags, lezers, middleware en computerdatabases. Het systeem gebruikt het "nearest neighbor"-algoritme en de empirische formule om de coördinaten van de positioneringstag te berekenen door de analyse en berekening van de signaalsterkte RSSI van de referentietag en de in behandeling zijnde tag.

Voordeel:

1. De kosten zijn zeer laag, de kosten van RFID-elektronische tags zijn laag en het kan op grote schaal worden ingezet;

2. RFID biedt twee schema's, actief en passief. Het passieve schema heeft geen probleem met de stroomvoorziening. Het actieve schema kan ook een extreem laag stroomverbruik bereiken en kan meerdere jaren meegaan met een knoopcelbatterij;

3. RFID-basisstationapparatuur is relatief rijk en er zijn veel krachtige apparatuur en laagvermogen lezerproducten, die handiger zijn voor projectimplementatie en onderhoud, en geschikt zijn voor netwerken bij verschillende gelegenheden.

tekortkoming:

1. RFID-technologie wordt voornamelijk gebruikt om te identificeren of er mensen in een bepaald gebied aanwezig zijn, en kan niet in realtime worden gevolgd;

2. De positioneringsnauwkeurigheid wordt bepaald door de positie en dichtheid van de referentietag en de UHF RFID-lezer;

3. Om aan dezelfde nauwkeurigheidsvereisten te voldoen, is de inzet van RFID-lezers relatief complex en is het aantal groot.

Toepassingsscenario:

RFID-lees- en schrijfapparatuur is relatief stabiel, dus wordt het veel gebruikt op het gebied van positionering. Het heeft volwassen toepassingen en goede vooruitzichten voor gebruik in logistieke sortering, gevangenispositionering, batterijautopositionering en elektronische kentekenplaatpositionering voor auto's.

UWB-positionering

In het UWB-positioneringsproces (ultra-widebandtechnologie) ontvangt de UWB-ontvanger het UWB-signaal dat door de tag wordt verzonden en filtert de verschillende ruisinterferentie die in het elektromagnetische golftransmissieproces is gemengd om een signaal te verkrijgen dat effectieve informatie bevat, en voert vervolgens afstandsmeting en positioneringsberekening uit via de analyse van de centrale verwerkingseenheid. Het TDOA-algoritme wordt gebruikt voor positionering en de UWB-positionering vereist de ondersteuning van 3 basisstations.

Voordeel:

1. Het heeft de dubbele voordelen van realtime positionering en nauwkeurige positionering;

2. De vertraging van positionering is kort en de positioneringsnauwkeurigheid kan ongeveer 10 cm bereiken;

3. Het speciale positioneringsnetwerk heeft een hoge betrouwbaarheid.

tekortkoming:

1. Er mogen geen obstakels zijn die de radiotransmissie blokkeren. Zodra de muur geblokkeerd is, moet deze opnieuw worden ingezet. Met hetzelfde gebied neemt het aantal kamers toe en zal het gebruik van het basisstation ook toenemen;

2. Er is een compleet positioneringsnetwerk vereist en elk positioneringspunt moet worden ondersteund door drie positioneringsbasisstations. Het UWB-positioneringsalgoritme is gebaseerd op positionering met drie punten. Als het aantal basisstations wordt verminderd, zal de positioneringsnauwkeurigheid sterk worden beïnvloed;

3. UWB-positionering moet een positioneringsnetwerk implementeren, dus de kosten zijn relatief hoog.

Toepassingsscenario:

UWB-positionering wordt voornamelijk gebruikt in industrieën met relatief hoge eisen aan realtimeprocessen of nauwkeurige positionering, zoals tunnels, chemische fabrieken, gevangenissen, ziekenhuizen, verpleeghuizen, mijnen en andere industrieën.

Bluetooth-positionering

Bluetooth-positionering is een draadloze transmissietechnologie met een laag vermogen en een korte afstand. Installeer een geschikt Bluetooth LAN-toegangspunt binnenshuis, configureer thet netwerk als een basisnetwerkverbindingsmodus op basis van meerdere gebruikers, en ervoor zorgen dat het Bluetooth LAN-toegangspunt altijd de piconet is. Het masterapparaat kan de locatiegegevens van de gebruiker verkrijgen. Het RSSI-mechanisme (ontvangen signaalsterkte) wordt toegevoegd aan de gegevenspakkettransmissie en het geschatte bereik van het product wordt gevirtualiseerd via RSSI, en vervolgens wordt het meetalgoritme van wederzijdse kruising gerealiseerd via de trilateratiemethode en wordt de binnenpositionering uiteindelijk voltooid.

voordeel:

1. De apparatuur is klein van formaat, eenvoudig te integreren in PDA's, pc's en mobiele telefoons en eenvoudig te populariseren;

2. Bluetooth-transmissie wordt niet beïnvloed door de zichtlijn, zolang de Bluetooth-functie van het apparaat is ingeschakeld, kan het worden gepositioneerd;

tekortkoming:

1. De stabiliteit van het Bluetooth-systeem is enigszins slecht en wordt sterk verstoord door ruissignalen;

2. De prijs van Bluetooth-apparaten en -apparatuur is relatief hoog en de kosten voor netwerkonderhoud zijn relatief hoog.

Toepassingsscenario:

Bluetooth-terminals zijn meestal Bluetooth-armbanden, die voornamelijk worden gebruikt bij de positionering van Winkelcentra, ziekenhuizen, het voorkomen van verlies van items, de positionering van winkelcentra, de positionering van entertainmentlocaties, WeChat-shake en andere plaatsen, die allemaal niet-rigide vereisten zijn.

WIFI-positionering

WIFI-positionering wordt over het algemeen beoordeeld aan de hand van de "dichtstbijzijnde buurmethode", dat wil zeggen welke hotspot of basisstation het dichtstbij is, dat wil zeggen waar het zich bevindt. Als er meerdere bronnen in de buurt zijn, kan kruispositionering (driehoekige positionering) worden gebruikt om de positioneringsnauwkeurigheid te verbeteren. Omdat WiFi populair is geworden, is er geen behoefte om speciale apparatuur voor positionering neer te leggen. Wanneer een gebruiker WIFI of mobiel cellulair netwerk heeft ingeschakeld terwijl hij een smartphone gebruikt, kan het een gegevensbron worden. De WIFI-positioneringsmethode is gebaseerd op de signaalsterktepropagatiemodelmethode en vingerafdrukidentificatiemethode. De propagatiemodelmethode van signaalsterkte verwijst naar het gebruik van een bepaald kanaalvervagingsmodel dat in de huidige omgeving wordt aangenomen en het schatten van de afstand tussen de terminal en de bekende locatie-AP op basis van de wiskundige relatie. Als de gebruiker meerdere AP-signalen hoort, kunnen ze de driezijdige Het positioneringsalgoritme wordt gebruikt om de locatie-informatie van de gebruiker te verkrijgen; de vingerafdrukherkenningsmethode is gebaseerd op de voortplantingskenmerken van wifi-signalen, waarbij de detectiegegevens van meerdere AP's worden gecombineerd tot vingerafdrukinformatie en de mogelijke positie van het bewegende object wordt geschat door deze te vergelijken met de referentiegegevens.

Voordeel:

1. WIFI wordt op grote schaal ingezet en vereist geen hoge precisie. Nadat de constructie van het WIFI-gegevensoverdrachtsnetwerk is voltooid, kan de WIFI-positioneringsfunctie worden geactiveerd door de positioneringsengineservice aan te nemen;

2. Mobiele terminals kunnen worden gebruikt, waardoor de kosten van terminalimplementatie worden weggelaten;

3. De kosten zijn laag. De chipmodule van WIFI kost ongeveer 10 yuan. De prijs van het WIFI-basisstation en AP is minder dan 100 yuan en het kan gegevensoverdracht- en positioneringsfuncties uitvoeren, zodat het kan voldoen aan de behoeften van grootschalige uitbreiding tegen lage kosten.

tekortkoming:

1. Of het nu wordt gebruikt voor binnen- of buitenpositionering, de WIFI-transceiver kan alleen een gebied binnen een straal van 90 meter bestrijken;

2. De mobiele telefoon van Apple kan niet worden gebruikt en Apple heeft de bijbehorende interface niet geopend;

3. De werklast van WIFI-positionering op de locatiekaart is relatief groot;

4. Het is gemakkelijk te worden gestoord door andere signalen, waardoor de nauwkeurigheid wordt beïnvloed, en het energieverbruik van de locator is relatief hoog.

Toepassingsscenario:

WIFI-positionering is voornamelijk bedoeld voor scenario's met een lage precisie, zoals positionering van schilderachtige plekken, positionering van grote winkelcentra, positionering van winkelcentra, positionering van entertainmentlocaties, WIFI-aanwezigheid van werknemers van bedrijven, WIFI-aanmelding, positionering van tentoonstellingen, enz.

In verschillende scenario's moeten we bij het kiezen van een specifieke positioneringstechnologie niet alleen rekening houden met de nauwkeurigheid, maar ook met de kosten en het stroomverbruik.