Phân tích ưu điểm và nhược điểm của các công nghệ định vị trong nhà như RFID và UWB

Trong bối cảnh Internet vạn vật, thị trường ngày càng có nhiều nhu cầu về định vị nên nhiều công nghệ định vị khác nhau cũng ra đời. Như chúng ta đã biết, GPS là công nghệ định vị phổ biến nhất hiện nay, nhưng nó có một nhược điểm rõ ràng, đó là nhược điểm trong định vị trong nhà và độ chính xác trong sử dụng dân dụng nói chung không đủ cao để đáp ứng yêu cầu định vị trong nhà. Do đó, các công nghệ định vị được sử dụng phổ biến hiện nay bao gồm: RFID, UWB, WIFI, Bluetooth, v.v. Hãy cùng thảo luận về ưu điểm và nhược điểm của các công nghệ định vị này dưới đây nhé!

định vị RFID

Nguyên tắc cơ bản của định vị RFID là đọc thông tin đặc tính (như ID nhận dạng, cường độ tín hiệu nhận được, v.v.) của Thẻ RFID mục tiêu thông qua một nhóm đầu đọc cố định Honglu và phương pháp lân cận gần nhất, phương pháp định vị đa phương, tín hiệu nhận được cường độ, v.v. cũng có thể được sử dụng Phương pháp xác định vị trí của Thẻ điện tử RFID. Cấu trúc cơ bản của hệ thống định vị trong nhà RFID thường bao gồm thẻ điện tử RFID, đầu đọc, phần mềm trung gian và cơ sở dữ liệu máy tính. Hệ thống sử dụng "hàng xóm gần nhất" thuật toán và công thức thực nghiệm để tính toán tọa độ của thẻ định vị thông qua việc phân tích và tính toán cường độ tín hiệu RSSI của thẻ tham chiếu và thẻ đang chờ xử lý.

Lợi thế :

1. Chi phí rất thấp, chi phí của thẻ điện tử RFID thấp và có thể được triển khai trên quy mô lớn;

2. RFID cung cấp hai sơ đồ, chủ động và thụ động. Sơ đồ thụ động không có vấn đề về nguồn điện. Sơ đồ hoạt động cũng có thể đạt được mức tiêu thụ điện năng cực thấp và có thể tồn tại trong vài năm chỉ với một nút pin;

3. Thiết bị trạm gốc RFID tương đối phong phú, có nhiều thiết bị công suất cao và sản phẩm đầu đọc công suất thấp, thuận tiện hơn cho việc thực hiện và bảo trì dự án, phù hợp để kết nối mạng trong nhiều dịp khác nhau.

sự thiếu sót:

1. Công nghệ RFID chủ yếu được sử dụng để xác định xem mọi người có tồn tại ở một khu vực nhất định hay không và không thể theo dõi nó trong thời gian thực;

2. Độ chính xác định vị được xác định bởi vị trí và mật độ của thẻ tham chiếu và đầu đọc UHF RFID;

3. Để đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác tương tự, việc triển khai đầu đọc RFID tương đối phức tạp và số lượng lớn.

Kịch bản ứng dụng:

Thiết bị đọc ghi RFID tương đối ổn định nên được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực định vị. Nó có các ứng dụng hoàn thiện và triển vọng tốt để sử dụng trong phân loại hậu cần, định vị nhà tù, định vị ô tô chạy pin và định vị biển số xe điện tử.

Định vị UWB

Trong quy trình định vị UWB (công nghệ băng thông siêu rộng), bộ thu UWB nhận tín hiệu UWB do thẻ truyền và lọc nhiễu khác nhau trộn lẫn trong quá trình truyền sóng điện từ để thu được tín hiệu chứa thông tin hiệu quả, sau đó thực hiện đo khoảng cách và tính toán định vị thông qua phân tích bộ xử lý trung tâm. Thuật toán TDOA được sử dụng để định vị và định vị UWB cần có sự hỗ trợ của 3 trạm gốc.

Lợi thế:

1. Nó có ưu điểm kép là định vị thời gian thực và định vị chính xác;

2. Thời gian trễ định vị ngắn và độ chính xác định vị có thể đạt khoảng 10cm;

3. Mạng định vị chuyên dụng có độ tin cậy cao.

sự thiếu sót:

1. Không được có chướng ngại vật cản trở việc truyền sóng vô tuyến điện. Một khi bức tường bị chặn, nó cần được triển khai lại. Với cùng một diện tích, số lượng phòng tăng lên và việc sử dụng trạm gốc cũng sẽ tăng lên;

2. Cần có một mạng định vị hoàn chỉnh và bất kỳ điểm định vị nào cũng cần được hỗ trợ bởi ba trạm cơ sở định vị. Thuật toán định vị UWB dựa trên định vị ba điểm. Nếu số lượng trạm gốc giảm đi thì độ chính xác định vị sẽ bị ảnh hưởng rất lớn;

3. Định vị UWB cần triển khai mạng định vị nên chi phí tương đối cao.

Kịch bản ứng dụng:

Định vị UWB chủ yếu được sử dụng trong các ngành có yêu cầu tương đối cao về quy trình thời gian thực hoặc định vị chính xác, chẳng hạn như đường hầm, nhà máy hóa chất, nhà tù, Bệnh viện, viện dưỡng lão, hầm mỏ và các ngành công nghiệp khác.

Định vị Bluetooth

Định vị Bluetooth là công nghệ truyền dẫn không dây tiêu thụ điện năng thấp ở khoảng cách ngắn. Cài đặt điểm truy cập mạng LAN Bluetooth thích hợp trong nhà, định cấu hìnhmạng này là chế độ kết nối mạng cơ bản dựa trên nhiều người dùng và đảm bảo rằng điểm truy cập Bluetooth LAN luôn là piconet Thiết bị chính có thể lấy thông tin vị trí của người dùng. Cơ chế RSSI (cường độ tín hiệu nhận được) được thêm vào quá trình truyền gói dữ liệu và phạm vi gần đúng của sản phẩm được ảo hóa thông qua RSSI, sau đó thuật toán đo giao điểm lẫn nhau được thực hiện thông qua phương pháp ba chiều và định vị trong nhà cuối cùng đã hoàn thành .

lợi thế:

1. Thiết bị có kích thước nhỏ, dễ tích hợp vào PDA, PC và điện thoại di động và dễ phổ biến;

2. Đường truyền Bluetooth không bị ảnh hưởng bởi tầm nhìn, miễn là chức năng Bluetooth của thiết bị được bật là có thể định vị được;

sự thiếu sót:

1. Độ ổn định của hệ thống Bluetooth hơi kém và bị nhiễu rất nhiều bởi tín hiệu nhiễu;

2. Giá của thiết bị và thiết bị Bluetooth tương đối đắt và chi phí bảo trì mạng tương đối cao.

Kịch bản ứng dụng:

Thiết bị đầu cuối Bluetooth chủ yếu là vòng đeo tay Bluetooth, chủ yếu được sử dụng trong định vị trung tâm mua sắm, định vị bệnh viện, chống thất lạc vật phẩm, định vị trung tâm mua sắm, định vị địa điểm giải trí, lắc WeChat và những nơi khác, tất cả đều là những yêu cầu không cứng nhắc.

Định vị WIFI

Định vị WIFI thường được đánh giá bằng "phương pháp hàng xóm gần nhất", nghĩa là điểm phát sóng hoặc trạm gốc nào gần nhất, nghĩa là nơi nó được coi là. Nếu có nhiều nguồn ở gần, bạn có thể sử dụng định vị chéo (định vị hình tam giác) để cải thiện độ chính xác của việc định vị. Vì WiFi đã trở nên phổ biến nên không cần phải bố trí thiết bị đặc biệt để định vị. Khi người dùng bật WIFI hoặc mạng di động trong khi sử dụng điện thoại thông minh, nó có thể trở thành nguồn dữ liệu. Phương pháp định vị WIFI dựa trên phương pháp mô hình truyền cường độ tín hiệu và phương pháp nhận dạng dấu vân tay. Phương pháp mô hình lan truyền cường độ tín hiệu đề cập đến việc sử dụng một mô hình mờ dần kênh nhất định được giả định trong môi trường hiện tại và ước tính khoảng cách giữa thiết bị đầu cuối và vị trí AP đã biết theo mối quan hệ toán học của nó. Nếu người dùng nghe thấy nhiều tín hiệu AP, họ có thể truyền thuật toán định vị ba mặt được sử dụng để lấy thông tin vị trí của người dùng; Phương pháp nhận dạng dấu vân tay dựa trên đặc tính lan truyền của tín hiệu WiFi, kết hợp dữ liệu phát hiện của nhiều AP thành thông tin dấu vân tay và ước tính vị trí có thể có của đối tượng chuyển động bằng cách so sánh với dữ liệu tham chiếu.

Lợi thế:

1. WIFI được triển khai rộng rãi và không yêu cầu độ chính xác cao. Sau khi hoàn thành việc xây dựng mạng truyền dữ liệu WIFI, chức năng định vị WIFI có thể được kích hoạt bằng cách giả sử dịch vụ công cụ định vị;

2. Có thể sử dụng thiết bị đầu cuối di động, không tốn chi phí triển khai thiết bị đầu cuối;

3. Chi phí thấp. Mô-đun chip của WIFI có giá khoảng 10 nhân dân tệ. Giá của trạm gốc WIFI và AP chưa đến 100 nhân dân tệ, đồng thời có thể thực hiện chức năng định vị và truyền dữ liệu nên có thể đáp ứng nhu cầu mở rộng quy mô lớn với chi phí thấp.

sự thiếu sót:

1. Dù được sử dụng để định vị trong nhà hay ngoài trời, bộ thu phát WIFI chỉ có thể bao phủ một khu vực trong bán kính 90 mét;

2. Không thể sử dụng điện thoại di động Apple và Apple chưa mở giao diện tương ứng;

3. Khối lượng công việc định vị WIFI trên bản đồ vị trí tương đối lớn;

4. Dễ bị nhiễu bởi các tín hiệu khác, ảnh hưởng đến độ chính xác và mức tiêu thụ năng lượng của máy định vị tương đối cao.

Kịch bản ứng dụng:

Định vị WIFI chủ yếu dành cho các tình huống có độ chính xác thấp, chẳng hạn như định vị danh lam thắng cảnh, định vị trung tâm mua sắm lớn, định vị trung tâm mua sắm, định vị địa điểm giải trí, tham dự WIFI của nhân viên công ty, đăng nhập WIFI, định vị triển lãm, v.v.

Trong các tình huống khác nhau, khi chọn một công nghệ định vị cụ thể, chúng tôi không chỉ phải xem xét hiệu suất chính xác mà còn cả chi phí và mức tiêu thụ điện năng.