การวิเคราะห์ข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยีการกำหนดตำแหน่งในอาคาร เช่น RFID และ UWB

ในบริบทของ Internet of Everything ตลาดมีความต้องการตำแหน่งมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นจึงได้รับเทคโนโลยีการระบุตำแหน่งที่หลากหลาย ดังที่เราทราบกันดีว่า GPS เป็นเทคโนโลยีการระบุตำแหน่งที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน แต่มีข้อบกพร่องที่ชัดเจน นั่นคือ ข้อบกพร่องในการวางตำแหน่งในอาคาร และความแม่นยำในการใช้งานพลเรือนทั่วไปไม่สูงพอที่จะตอบสนองข้อกำหนดของการวางตำแหน่งในอาคาร ดังนั้น เทคโนโลยีการกำหนดตำแหน่งที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน ได้แก่: RFID, UWB, WIFI, Bluetooth ฯลฯ เราจะมาหารือถึงข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยีการกำหนดตำแหน่งเหล่านี้ด้านล่าง!

การวางตำแหน่ง RFID

หลักการพื้นฐานของการวางตำแหน่ง RFID คือการอ่านข้อมูลลักษณะ (เช่น ID ID ความแรงของสัญญาณที่ได้รับ ฯลฯ ) ของแท็ก RFID เป้าหมายผ่านกลุ่มเครื่องอ่านคงที่ Honglu และวิธีการเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด วิธีการวางตำแหน่งพหุภาคี สัญญาณที่ได้รับ ความแข็งแรง ฯลฯ นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้ วิธีการกำหนดตำแหน่งของแท็กอิเล็กทรอนิกส์ RFID โครงสร้างพื้นฐานของระบบระบุตำแหน่งในอาคาร RFID มักประกอบด้วยแท็กอิเล็กทรอนิกส์ RFID เครื่องอ่าน มิดเดิลแวร์ และฐานข้อมูลคอมพิวเตอร์ ระบบใช้ "เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด" อัลกอริทึมและสูตรเชิงประจักษ์ในการคำนวณพิกัดของแท็กตำแหน่งผ่านการวิเคราะห์และการคำนวณความแรงของสัญญาณ RSSI ของแท็กอ้างอิงและแท็กที่รอดำเนินการ

ข้อได้เปรียบ :

1. ต้นทุนต่ำมาก แท็กอิเล็กทรอนิกส์ RFID มีราคาต่ำ และสามารถใช้งานได้ในขนาดใหญ่

2. RFID มีสองรูปแบบ คือ แอคทีฟและพาสซีฟ โครงการแบบพาสซีฟไม่มีปัญหาเรื่องแหล่งจ่ายไฟ รูปแบบที่ใช้งานยังสามารถบรรลุการใช้พลังงานที่ต่ำมากและสามารถมีอายุการใช้งานหลายปีด้วยแบตเตอรี่แบบปุ่ม

3. อุปกรณ์สถานีฐาน RFID ค่อนข้างสมบูรณ์และมีอุปกรณ์กำลังสูงและผลิตภัณฑ์เครื่องอ่านพลังงานต่ำจำนวนมาก ซึ่งสะดวกกว่าสำหรับการดำเนินโครงการและการบำรุงรักษา และเหมาะสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายในโอกาสต่างๆ

ข้อบกพร่อง:

1. เทคโนโลยี RFID ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อระบุว่ามีคนอยู่ในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งหรือไม่ และไม่สามารถติดตามได้แบบเรียลไทม์

2. ความแม่นยำของตำแหน่งถูกกำหนดโดยตำแหน่งและความหนาแน่นของแท็กอ้างอิงและเครื่องอ่าน UHF RFID

3. เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำเดียวกัน การใช้งานเครื่องอ่าน RFID จึงค่อนข้างซับซ้อนและมีจำนวนมาก

สถานการณ์การใช้งาน:

อุปกรณ์อ่านและเขียน RFID ค่อนข้างเสถียร ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการวางตำแหน่ง มีการใช้งานที่สมบูรณ์และมีแนวโน้มที่ดีสำหรับใช้ในการคัดแยกโลจิสติกส์ การวางตำแหน่งเรือนจำ การวางตำแหน่งแบตเตอรี่รถยนต์ และการวางตำแหน่งป้ายทะเบียนอิเล็กทรอนิกส์ของยานยนต์

การวางตำแหน่ง UWB

ในกระบวนการกำหนดตำแหน่ง UWB (เทคโนโลยีอัลตราไวด์แบนด์) เครื่องรับ UWB จะรับสัญญาณ UWB ที่ส่งโดยแท็ก และกรองสัญญาณรบกวนต่างๆ ที่ผสมอยู่ในกระบวนการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้ได้สัญญาณที่มีข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ จากนั้นจึงทำการวัดระยะทาง และการคำนวณตำแหน่งผ่านการวิเคราะห์หน่วยประมวลผลกลาง อัลกอริทึม TDOA ใช้สำหรับการวางตำแหน่ง และการวางตำแหน่ง UWB ต้องการการสนับสนุนจากสถานีฐาน 3 แห่ง

ข้อได้เปรียบ:

1. มีข้อดีสองประการคือการวางตำแหน่งแบบเรียลไทม์และการวางตำแหน่งที่แม่นยำ

2. เวลาหน่วงเวลาของการวางตำแหน่งสั้น และความแม่นยำของตำแหน่งสามารถเข้าถึงได้ประมาณ 10 ซม.

3. เครือข่ายการกำหนดตำแหน่งเฉพาะมีความน่าเชื่อถือสูง

ข้อบกพร่อง:

1. ต้องไม่มีสิ่งกีดขวางการส่งสัญญาณวิทยุ เมื่อกำแพงถูกปิดกั้นแล้ว จะต้องวางกำลังใหม่ ด้วยพื้นที่เดียวกัน จำนวนห้องจะเพิ่มขึ้น และการใช้งานสถานีฐานก็จะเพิ่มขึ้นด้วย

2. จำเป็นต้องมีเครือข่ายการกำหนดตำแหน่งที่สมบูรณ์ และจุดกำหนดตำแหน่งใดๆ จะต้องได้รับการสนับสนุนโดยสถานีฐานกำหนดตำแหน่งสามแห่ง อัลกอริธึมการกำหนดตำแหน่ง UWB ขึ้นอยู่กับการวางตำแหน่งสามจุด หากจำนวนสถานีฐานลดลง ความแม่นยำของตำแหน่งจะได้รับผลกระทบอย่างมาก

3. การกำหนดตำแหน่ง UWB จำเป็นต้องปรับใช้เครือข่ายกำหนดตำแหน่ง ดังนั้นต้นทุนจึงค่อนข้างสูง

สถานการณ์การใช้งาน:

การวางตำแหน่ง UWB ส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรมที่มีความต้องการค่อนข้างสูงสำหรับกระบวนการแบบเรียลไทม์หรือการวางตำแหน่งที่แม่นยำ เช่น อุโมงค์ โรงงานเคมี เรือนจำ โรงพยาบาล บ้านพักคนชรา เหมือง และอุตสาหกรรมอื่นๆ

การวางตำแหน่งบลูทูธ

การวางตำแหน่ง Bluetooth เป็นเทคโนโลยีการส่งสัญญาณไร้สายพลังงานต่ำในระยะสั้น ติดตั้งจุดเข้าใช้งาน Bluetooth LAN ที่เหมาะสมภายในอาคาร กำหนดค่าเขาสร้างเครือข่ายเป็นโหมดการเชื่อมต่อเครือข่ายพื้นฐานตามผู้ใช้หลายคน และตรวจสอบให้แน่ใจว่าจุดเชื่อมต่อ Bluetooth LAN นั้นเป็น piconet เสมอ อุปกรณ์หลักสามารถรับข้อมูลตำแหน่งของผู้ใช้ได้ กลไก RSSI (ความแรงของสัญญาณที่ได้รับ) จะถูกเพิ่มลงในการส่งแพ็กเก็ตข้อมูล และช่วงโดยประมาณของผลิตภัณฑ์จะถูกจำลองเสมือนผ่าน RSSI จากนั้นอัลกอริธึมการวัดของจุดตัดร่วมกันจะถูกรับรู้ผ่านวิธี trilateration และในที่สุดการวางตำแหน่งในอาคารก็เสร็จสมบูรณ์ในที่สุด .

ข้อได้เปรียบ:

1. อุปกรณ์มีขนาดเล็ก ง่ายต่อการรวมเข้ากับพีดีเอ พีซี และโทรศัพท์มือถือ และง่ายต่อการเผยแพร่

2. การส่งผ่านบลูทูธไม่ได้รับผลกระทบจากแนวสายตา ตราบใดที่ฟังก์ชั่นบลูทูธของอุปกรณ์เปิดอยู่ก็สามารถวางตำแหน่งได้

ข้อบกพร่อง:

1. ความเสถียรของระบบ Bluetooth ไม่ดีเล็กน้อย และถูกรบกวนอย่างมากจากสัญญาณเสียง

2. ราคาของอุปกรณ์และอุปกรณ์ Bluetooth ค่อนข้างแพง และค่าบำรุงรักษาเครือข่ายค่อนข้างสูง

สถานการณ์การใช้งาน:

เทอร์มินัลบลูทูธส่วนใหญ่เป็นกำไลบลูทูธ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการวางตำแหน่งห้างสรรพสินค้า การวางตำแหน่งโรงพยาบาล การป้องกันการสูญหายของสิ่งของ การวางตำแหน่งห้างสรรพสินค้า การวางตำแหน่งสถานบันเทิง การสั่นของ WeChat และสถานที่อื่นๆ ซึ่งทั้งหมดนี้ล้วนเป็นข้อกำหนดที่ไม่เข้มงวด

ตำแหน่ง WIFI

โดยทั่วไป การวางตำแหน่ง WIFI จะถูกตัดสินโดย "วิธีเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด" ซึ่งก็คือฮอตสปอตหรือสถานีฐานใดที่อยู่ใกล้ที่สุด นั่นคือ จุดที่ถือว่าเป็น หากมีแหล่งที่มาหลายแห่งในบริเวณใกล้เคียง คุณสามารถใช้การวางตำแหน่งแบบกากบาท (การวางตำแหน่งแบบสามเหลี่ยม) เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการวางตำแหน่งได้ เนื่องจาก WiFi ได้รับความนิยม จึงไม่จำเป็นต้องวางอุปกรณ์พิเศษในการกำหนดตำแหน่ง เมื่อผู้ใช้เปิด WiFi หรือเครือข่ายเซลลูล่าร์มือถือในขณะที่ใช้สมาร์ทโฟน สมาร์ทโฟนนั้นอาจกลายเป็นแหล่งข้อมูล วิธีการกำหนดตำแหน่ง WIFI จะขึ้นอยู่กับวิธีแบบจำลองการแพร่กระจายความแรงของสัญญาณและวิธีการระบุลายนิ้วมือ วิธีแบบจำลองการแพร่กระจายของความแรงของสัญญาณหมายถึงการใช้แบบจำลองการซีดจางของช่องสัญญาณบางอย่างที่สมมติขึ้นในสภาพแวดล้อมปัจจุบัน และการประมาณระยะห่างระหว่างเทอร์มินัลกับตำแหน่ง AP ที่ทราบตามความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ หากผู้ใช้ได้ยินสัญญาณ AP หลายสัญญาณ พวกเขาสามารถส่งผ่านสามด้านได้ อัลกอริธึมการกำหนดตำแหน่งจะใช้เพื่อรับข้อมูลตำแหน่งของผู้ใช้ วิธีการจดจำลายนิ้วมือจะขึ้นอยู่กับลักษณะการแพร่กระจายของสัญญาณ WiFi รวมข้อมูลการตรวจจับของ AP หลายตัวเข้ากับข้อมูลลายนิ้วมือ และการประมาณตำแหน่งที่เป็นไปได้ของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่โดยการเปรียบเทียบกับข้อมูลอ้างอิง

ข้อได้เปรียบ:

1. WIFI มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายและไม่ต้องการความแม่นยำสูง หลังจากการสร้างเครือข่ายการส่งข้อมูล WIFI เสร็จสิ้น ฟังก์ชันการกำหนดตำแหน่ง WIFI จะสามารถเปิดใช้งานได้โดยสมมติว่าบริการกลไกกำหนดตำแหน่ง

2. สามารถใช้เทอร์มินัลมือถือได้ โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการปรับใช้เทอร์มินัล

3. ต้นทุนต่ำ โมดูลชิปของ WIFI มีราคาประมาณ 10 หยวน ราคาของสถานีฐาน WIFI และ AP อยู่ที่น้อยกว่า 100 หยวน และสามารถทำหน้าที่ส่งข้อมูลและกำหนดตำแหน่งได้ ดังนั้นจึงสามารถตอบสนองความต้องการในการขยายขนาดใหญ่ด้วยต้นทุนที่ต่ำ

ข้อบกพร่อง:

1. ไม่ว่าจะใช้สำหรับการวางตำแหน่งในร่มหรือกลางแจ้ง ตัวรับส่งสัญญาณ WIFI สามารถครอบคลุมพื้นที่ภายในรัศมี 90 เมตรเท่านั้น

2. ไม่สามารถใช้โทรศัพท์มือถือ Apple และ Apple ยังไม่ได้เปิดอินเทอร์เฟซที่เกี่ยวข้อง

3. ภาระงานของการวางตำแหน่ง WIFI บนแผนที่ตำแหน่งมีขนาดค่อนข้างใหญ่

4. ง่ายต่อการถูกรบกวนด้วยสัญญาณอื่น ๆ ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำและการใช้พลังงานของตัวระบุตำแหน่งค่อนข้างสูง

สถานการณ์การใช้งาน:

การวางตำแหน่ง WIFI ส่วนใหญ่ใช้สำหรับสถานการณ์ที่มีความแม่นยำต่ำ เช่น การวางตำแหน่งจุดชมวิว การวางตำแหน่งห้างสรรพสินค้าขนาดใหญ่ การวางตำแหน่งห้างสรรพสินค้า การวางตำแหน่งสถานบันเทิง การเข้าร่วม WIFI ของพนักงานบริษัท การลงชื่อเข้าใช้ WIFI การวางตำแหน่งในนิทรรศการ ฯลฯ

ในสถานการณ์ที่แตกต่างกัน เมื่อเราเลือกเทคโนโลยีการกำหนดตำแหน่งเฉพาะ เราไม่เพียงต้องพิจารณาประสิทธิภาพความแม่นยำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงต้นทุนและการใช้พลังงานด้วย