RFID、UWB等室內定位技術優缺點分析

在萬物互聯的背景下，市場對定位的需求越來越大，因此也衍生出了各種定位技術。 眾所周知，GPS是目前最常見的定位技術，但是它有一個明顯的缺陷，那就是它在室內定位方面的缺點，一般民用的精度不夠高，無法滿足室內定位的要求。 因此，目前常用的定位技術有：RFID、UWB、WIFI、藍牙等，我們來討論這些定位技術的優缺點！

RFID定位

RFID定位的基本原理是透過一組鴻路固定讀寫器讀取目標RFID標籤的特徵資訊（如身分ID、接收訊號強度等），並採用最近鄰法、多邊定位法、接收訊號也可以採用強度等方法確定RFID電子標籤的位置。 RFID室內定位系統的基本結構通常由RFID電子標籤、讀寫器、中間件和電腦資料庫組成。 系統使用“最近鄰居”演算法。 透過對參考標籤和待處理標籤的訊號強度RSSI的分析和計算，演算法和經驗公式計算出定位標籤的座標。

優勢 ：

1.成本很低，RFID電子標籤成本低，可以大規模部署；

2、RFID提供主動式和被動式兩種方案。 無源方案不存在供電問題。 主動方案還可以實現極低的功耗，使用紐帶電池可持續使用數年；

3.RFID基地台設備較豐富，有許多高功率設備和低功率讀寫器產品，比較方便工程實施與維護，適合各種場合組網。

缺點：

1.RFID技術主要用於識別某個區域是否存在人員，無法即時追蹤；

2.定位精度由參考標籤和UHF RFID讀寫器的位置和密度決定；

3.滿足同樣的精度要求，RFID讀寫器的部署相對複雜，數量較多。

應用場景：

RFID讀寫設備相對穩定，因此在定位領域廣泛應用。 在物流分揀、監獄定位、電瓶車定位、汽車電子車牌定位等方面有著成熟的應用和良好的使用前景。

超寬頻定位

在UWB（超寬頻技術）定位過程中，UWB接收器接收標籤發射的UWB訊號，濾除電磁波傳輸過程中混入的各種雜訊幹擾，得到包含有效資訊的訊號，然後進行距離測量並通過中央處理器進行定位計算分析。 採用TDOA演算法進行定位，UWB定位需要3個基地台的支援。

優勢：

1、具有即時定位和精確定位的雙重優勢；

2.定位延遲時間短，定位精度可達10cm左右；

3.專用定位網路可靠性高。

缺點：

1. 不得有任何障礙物阻擋無線電傳輸。 一旦牆被堵塞，就需要重新部署。 同等面積下，房間數量增加，基地台使用率也會增加；

2.需要完整的定位網絡，任何一個定位點都需要有3個定位基地台的支援。 UWB定位演算法基於三點定位。 如果減少基地台數量，定位精確度會受到很大影響；

3.UWB定位需要部署定位網絡，所以成本比較高。

應用場景：

UWB定位主要應用於對即時流程或精確定位要求比較高的產業，如隧道、化工廠、監獄、醫院、療養院、礦場等產業。

藍牙定位

藍牙定位是一種短距離低功耗無線傳輸技術。 在室內安裝合適的藍牙 LAN 接入點，配置網路作為基於多用戶的基本網路連線方式，並確保藍牙區域網路存取點始終是微微網的主設備，能夠取得使用者的位置資訊。 在資料包傳輸中加入RSSI（接收訊號強度）機制，透過RSSI虛擬出產品的大概範圍，然後透過三邊測量方法實現相互交集的測量演算法，最終完成室內定位。

優勢：

1.設備體積小，易於整合到PDA、PC和手機中，易於普及；

2.藍牙傳輸不受視線影響，只要設備藍牙功能開啟，即可定位；

缺點：

1.藍牙系統穩定性稍差，受雜訊訊號幹擾較大；

2.藍牙設備和設備的價格比較昂貴，網路維護的成本也比較高。

應用場景：

藍牙終端多為藍牙手環，主要應用於商場定位、醫院定位、物品防丟、商場定位、娛樂場所定位、微信搖一搖等場所，這些都是非剛性需求。

WIFI定位

WIFI定位一般採用「最近鄰法」來判斷，即哪個熱點或基地台距離最近，即認為在哪裡。 如果附近有多個來源，可以採用交叉定位（三角定位）來提高定位精度。 由於WiFi已經普及，不需要鋪設專門的設備進行定位。 當用戶在使用智慧型手機時打開WIFI或行動蜂窩網路時，它可能會成為資料來源。 WIFI定位法是基於訊號強度傳播模型法和指紋辨識法。 訊號強度傳播模型法是指利用當前環境下假設的某種通道衰退模型，根據其數學關係來估計終端與已知位置AP之間的距離。 如果使用者聽到多個AP訊號，可以透過三邊定位演算法來取得使用者的位置資訊； 指紋辨識方法是基於WiFi訊號的傳播特性，將多個AP的偵測資料組合成指紋訊息，並透過與參考資料進行比較來估計移動物體的可能位置。

優勢：

1.WIFI部署廣泛，精度要求不高。 WIFI資料傳輸網路搭建完成後，可透過承擔定位引擎服務來啟動WIFI定位功能；

2、可使用行動終端，省去終端部署成本；

3.成本低。 WIFI的晶片模組10元左右。 WIFI基地台和AP的價格不到100元，並且可以執行資料傳輸和定位功能，因此可以低成本滿足大規模擴展的需求。

缺點：

1.無論是用於室內或室外定位，WIFI收發器只能覆蓋半徑90公尺以內的區域；

2、蘋果手機無法使用，且蘋果未開放對應介面；

3.位置圖WIFI定位工作量比較大；

4.容易受到其他訊號的干擾，進而影響其精度，定位器的能耗也比較高。

應用場景：

WIFI定位主要針對低精度場景，如景區定位、大型商場定位、商場定位、娛樂場所定位、公司員工WIFI考勤、WIFI簽到、展會定位等。

在不同的場景下，我們在選擇具體的定位技術時，不僅要考慮精度效能，還要考慮成本和功耗。