9、ZigBee 定位技术:低功耗的精准定位技术ZigBee 是一套专为物联网传感和控制开发的通讯协议,主要应用于智慧家居、智慧健康、智慧能源等新兴技术领域,具有近距离、低复杂、低功耗、低速率、自组织、高容量等特性。
常用的 ZigBee 定位方法通过测算对象到多个已知位臵的参考节点的距离,来确定对象所在的位臵。测算的方法包括接收信号强度、链路质量指示(LQI)等。也可以通过“临近法”大概地判定终端处在哪一个参考节点附近,这种做法的定位精度较低,在实际应用中并不常见。
ZigBee 定位的优势主要有:1) 功耗低;2) 精度可以做到 10~100 cm。
该技术的劣势包括:1) 不能对现行智能设备定位,ZigBee 是针对传感器网络开发,并未将手机、平板等终端作为兼容设备考虑;2) 信号易受干扰,受多径效应和移动的影响都很大;3) 带宽低,承载信息有限,不利于其他应用拓展。
ZigBee 室内定位已经被一些大型工厂和车间用于人员在岗管理系统,但长期来看,面对超宽带和蓝牙定位技术的竞争不占优势:定位精度、设备兼容性、硬件成本下探潜力和延伸应用潜力,均逊于其他两项技术, 逐渐被替代是大概率事件。ZigBee 真正的优势是其去中心的自组织特性,在智慧家居、智慧穿戴等领域有更大发展空间。
10、室内信息技术:力图打造室内外无缝衔接的定位体验室内信息技术(IMES)的倡导者是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA), 其原理类似伪卫星。即在室内天花板上安臵 GNSS 信号发射器,发射与GNSS 信号结构相同的定位信号,信号被终端接收,从而实现室内室外无缝衔接的定位效果。其他国家研究者也曾提出类似的技术。
该技术的优势在于,只要终端硬件支持,不需要在终端软件层面做额外工作,就可以实现室内外无缝定位;定位精度为~10 m。
劣势主要有:1) 不适用现有智能终端,一般的 GNSS 芯片无法在接收IMES 信号和 GNSS 信号间无缝切换,需要定制专用接收芯片;2) 软硬件成本较高,因为需要将位臵信息转换成 GNSS 信号发出,且需要密集安装专用的发射硬件;3) 可能干扰 GNSS 信号接收,在窗边等 GNSS可以覆盖的地方,可能屏蔽 GNSS 信号;4) 存在覆盖空白,IMES 信号需要视距传播,穿透力弱,发射器间有覆盖不到的区域。
针对上述劣势,索尼开发了支持 IMES 与 GNSS 切换的接收芯片,并将惯性导航技术与 IMES 技术结合,以在覆盖空白区域提供定位。对于信号干扰问题,研究人员将 IMES 的中心频率与 GNSS 信号错开,并降低发射功率,以避免干扰。
尽管如此,索尼的定位芯片不可能安装进所有手机,这项技术的普及依然存在难题。加上相比其他技术无明显优势,其他厂商对该技术并未抱太大兴趣。除上述的 JAXA 和索尼外,仅有日立等少数公司投入研究这项技术。
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