五大定位技術(shù)的優(yōu)劣勢對比

五大 定位技術(shù) 優(yōu)劣勢 對比| 2021-05-27 航飛光電

隨著科技發(fā)達(dá)、時代的變化,迎來了智慧工廠革新,但智慧工廠首要面臨的是人員安全問題,比如礦井、化工廠、發(fā)電廠等危險品生產(chǎn)企業(yè)里,為了避免人員安全事故的出現(xiàn),各家企業(yè)都逐步裝備了人員定位系統(tǒng)。對于人員的定位技術(shù)可謂是種類繁多,但是各技術(shù)之間還是有不小的差別。在室外可以利用GPS對人員進(jìn)行定位,但是在室內(nèi)GPS信號由于建筑物的遮擋、鋼筋水泥對信號的干擾、定位精度不高等因素使其無法正常使用。下面我們來看一下常用技術(shù)的優(yōu)劣勢對比:

無線定位技術(shù)的對比分析.jpg

1、WI-FI技術(shù)(功耗高、穩(wěn)定性差)

Wi-Fi定位應(yīng)用采用在區(qū)域內(nèi)安置無線基站,根據(jù)待定位Wi-Fi設(shè)備的信號特征,結(jié)合無線基站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),綜合確定待定位Wi-Fi設(shè)備的坐標(biāo)。Wi-Fi定位技術(shù)便于利用現(xiàn)有的無線設(shè)備實現(xiàn)定位功能,但由于Wi-Fi的安全性較差,功耗較高,頻譜資源已趨近飽和,因此,不利于終端設(shè)備的長期攜帶和大規(guī)模應(yīng)用。

2、ZIGBEE定位技術(shù)(定位精度差)

Zigbee是IEEE802、15、4協(xié)議的代名詞。它是一種介于無線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案。Zigbee設(shè)備部署成本高周期長,部分需要外接電源,需要在廠房內(nèi)大量弱電施工,如出現(xiàn)燃燒、爆炸類事故導(dǎo)致工廠區(qū)斷電則系統(tǒng)徹底癱瘓,定位精度區(qū)間級十米至數(shù)十米難以實現(xiàn)地理圍欄功能。

3、射頻識別RFID技術(shù)(只能實現(xiàn)區(qū)域定位)

它是利用電磁感應(yīng)原理,通過無線激發(fā)近距離無線標(biāo)簽,實現(xiàn)信息讀取的技術(shù)。射頻識別距離從幾厘米到十幾米。RFID用于人員定位的典型應(yīng)用來自人員考勤系統(tǒng)的拓展,主要進(jìn)行人員是否存在于某個區(qū)域的辨識,不能做到實時跟蹤,并且定位應(yīng)用還沒有標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)體系,因此,不適用于大型設(shè)備的巡檢,人員安全的確認(rèn)等用途。

4、UWB技術(shù)(成本高、精度好)

UWB(UltraWideband)是一種無載波通信技術(shù),利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù),通常利用TDoA(到達(dá)時間差)和ToF(時間到達(dá))算法實現(xiàn)人員或物品位置的信息。此外,對所需定位的物品或人員UWB技術(shù)需要鋪設(shè)基站和佩戴標(biāo)簽。UWB技術(shù)zui高可實現(xiàn)厘米級的定位水平,但是定位成本很高,適用于定位面積小,高經(jīng)濟(jì)附加值的行業(yè),在工廠領(lǐng)域動輒大幾百萬的投入,和對人的厘米級定位有點“大才小用”。

5、藍(lán)牙技術(shù)(適用于人員定位區(qū)域)

藍(lán)牙定位基于RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication,信號場強(qiáng)指示)定位原理。根據(jù)定位端的不同,藍(lán)牙定位方式分為網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位和終端側(cè)定位。網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位系統(tǒng)由終端(手機(jī)等帶低功耗藍(lán)牙的終端)、藍(lán)牙beacon節(jié)點,藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)線局域網(wǎng)及后端數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)成。其具體定位過程是:首先在區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)beacon和藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)。當(dāng)終端進(jìn)入beacon信號覆蓋范圍,終端就能感應(yīng)到beacon的廣播信號,然后測算出在某beacon下的RSSI值通過藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)經(jīng)過wifi網(wǎng)絡(luò)傳送到后端數(shù)據(jù)服務(wù)器,通過服務(wù)器內(nèi)置的定位算法測算出終端的具體位置。

針對項目現(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境,創(chuàng)造性地把藍(lán)牙定位方式進(jìn)行升級:

第一,把單點感應(yīng)定位、兩點直線定位和三點平面定位進(jìn)行整合,根據(jù)基站所處位置的不同,調(diào)整定位策略,確保復(fù)雜環(huán)境下的定位效果。

第二,系統(tǒng)不單純依靠RSSI信號值進(jìn)行處理,同時利用先進(jìn)的飛行時間算法(TDoA)對信號進(jìn)行優(yōu)化處理,使無線信號最大程度不受外界因素的干擾。