室內無線定位技術的分析

葉金成

杭州檀木科技有限公司 浙江杭州 310051

定位服務中需要提供所在的位置以及位置周圍的資源等內容。當前世界范圍內的室外定位系統比較完善，GPS、北斗、GALILEO以及GLONASS四套衛星系統已經完全覆蓋全球。而且在民用以及商用方面信號定位精準度實現10米之內，軍用信號的精準度更高，已經達到厘米。雖然當前室外定位服務已經比較完善，但是室內定位服務卻存在較大的缺陷，由于室內環境復雜，定位的信號、精準度等顯示都會出現偏差。隨著通訊網絡的發展室內無線定位技術誕生，并開始逐漸普及[1]。

1 室內無線定位技術分析

1.1 WIFI室內定位技術

當前室內無線局域網中應用最廣泛的為WIFI，同時WIFI芯片已經成為各種移動設備和智能手機的標準配置，而且WIFI基站開始在室內場景中進行布局和建設，當前很多大型商場、火車站、高校等都已經實現WIFI的全面覆蓋。所以基于WIFI 的定位技術在室內無線定位技術中具有一定的優勢。隨著WIFI無線網絡研究的深入發展，很多定位系統被研發，包括RADAR系統，通過實驗發現，這種系統的定位精準度可以控制在2-3米之內[1]。這套系統需要先在室內設置一個信號接收強度RSSI以及相對應的數據庫，并結合定位設備對最大概率的位置進行預測。但是由于WIFI信號是一種無線電波形式，信號傳播過程中會受到溫度、人員走動等方面的影響，容易造成多種因素干擾，導致信號傳播不穩定，影響信號的傳播效果，而且在定位的精度上也無法達到亞米級。但是WIFI室內定位的成本低，而且智能手機的應用便捷，因此具有較強的發展潛力。

1.2 藍牙室內定位技術

藍牙定位具有一定的局限性，僅能進行短距離的定位，信號傳播一般在10米以內。室內環境中需要先設置藍牙信號發射器，然后記錄不同發射器的位置坐標。在定位過程中，發射器會向周圍發射廣播信號，如果藍牙設備進入到室內環境可以自動搜索藍牙信號，并通過無線信號衰減模型對兩個設備間的距離進行計算，最后通過三邊模型對用戶的位置進行計算[2]。藍牙定位的優勢主要表現在短距離內發現設備的能力強，定位精準度高，網絡布局簡便，而且在移動終端設備中的移植便捷。但是也存在一定的不足之處，單個信號設備的覆蓋范圍小，而且需要在室內設置大量的發射器，穩定性不強，易被噪聲干擾[2]。

1.3 超寬帶室內定位技術

超寬帶是一種比較先進的無線通信技術形式，具有低耗損，高速率的優勢，而且能夠進行實時定位，在精準度方面可以達到分米級。而且不會對新信號頻道進行占用，并有利于對多徑效應進行對抗，而且脈沖波的穿透力強，對室內的動態環境具有較強的適應能力，從理論上分析，定位的精確度可以達到4厘米左右。但是超寬帶設備在信號發射中需要的控制設備精密度高，需要的成本大，難以適應大眾應用。

1.4 紅外線室內定位技術

可以通過在室內安裝紅外線接收器的方式實現室內定位，在監測到紅外線發射信號后，可以利用相關的算法進行定位。比如Active badge，在應用的過程中用戶必須要攜帶一個標簽，并向外部發射紅外線，在紅外線接收到標簽信號后，就能夠對用戶的位置進行確定。這種定位方式精確度差，只能進行粗略的定位，無法獲得用戶的精確位置，比如只能確定用戶具體在哪個房間，但是無法確定在房間的具體位置。而且紅外線無法穿透障礙物，所以只可用于視距傳播，而且受溫度以及室內布局的影響大，定位范圍窄，如果要利用紅外線定位，必須要設置較多的設施節點，消耗的成本大，應用的局限性多。

1.5 超聲波室內定位技術

超聲波可以通過反射信號方式進行測距，室內定位系統中包括一個主測距器以及若干應答器，在微機指令下由主測距器不斷向固定應答器發射同頻率無線電信號，應答器接受后反向主測距器發射超聲波，進而測得二者距離。在獲得三個以上參考節點距離后，通過三角定位原理就可以完成室內定位的計算。超聲波定位系統對精準度的要求高，但是由于受到超聲波信號限制，如果遇到障礙物遮擋將會對定位的精準度產生極大影響，而且信號傳輸的衰減比較強，必須要在室內環境中設置大量的參考節點，需要的成本高。

2 室內無線定位技術的應用

2.1 智慧商業方面的應用

對于大型商場、超市等商業實體來說，為了為顧客提供更好的購物體驗，并設置大數據、用戶圖像定位等精準營銷。當前大型商場一般都設置了WIFI系統和藍牙系統，不僅能夠為顧客提供定位導航作用，同時也有利于快速找到停車位、找人等。而且可以通過大數據收集，對商場內客流特點、旺鋪分布等進行分析，保證商場管理的智能化。

2.2 智能工業方面的應用

傳統車間、工廠等場景設置中，為了提升制造和生產效率，保證管理的智能化，可以在室內建設定位平臺，實現對生產中人員、設備以及各項資產的跟蹤管理。比如對車間工具箱、叉車等設備的調度與管理?；S的區間位置，人員、車輛的跟蹤等，而且對于一些事故可以通過軌跡跟蹤查詢方式提供依據，而這些都需要應用室內定位[3]。

3 結語

綜上所述，室外無線定位技術已經普及，而且定位精準應用范圍廣，但是室內定位由于溫度、環境結構復雜等因素導致定位的精準性不強，因此還需要結合原有技術以及技術創新的方式解決室內無線定位技術問題。