比較流行的室內(nèi)定位技術(shù)有WIFI、藍(lán)牙、RFID、UWB，這幾種都是需要部署定位基站，WIFI需要部署AP，藍(lán)牙要部署藍(lán)牙基站或者iBeacon，RFID需要部署RFID Reader。定位的距離都是相對(duì)比較近的，但是精度完全不同。

從定位原理上可以分成RSSI測(cè)距、TOF測(cè)距、TDOA測(cè)距這三種。三種方式對(duì)應(yīng)不同的精度。

WIFI 定位

WIFI定位原理

WIFI定位采用RSSI定位原理，因此精度相對(duì)比較低，WIFI網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)本來(lái)就不是為了專(zhuān)用與定位業(yè)務(wù)，是因?yàn)閃IFI網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要達(dá)到WIFI的傳輸速率要求WIFI基站或者AP部署的密度非常高，因此這么高的密度就造成了WIFI的定位成為了可能。

在室內(nèi)的情況下，手機(jī)往往能收到很多的WIFI的SSID信息。而手機(jī)和WIFI基站在通信的時(shí)候，手機(jī)不需要連接上Wi-Fi AP的，所有的Wi-Fi終端在連接AP之間，都有發(fā)出一種probe_request的幀，遍歷空間所有信道，等待AP返回Probe Response幀。這個(gè)交互過(guò)程中，終端會(huì)在消息中廣播自身的MAC地址，AP或者WIFI基站能夠接受到帶了手機(jī)MAD地址和信號(hào)強(qiáng)弱的消息包。因?yàn)楦鰽P的信號(hào)強(qiáng)度值是一清二楚的，從而可以采用RSSI等方式來(lái)定位。

也就是說(shuō)只要你手機(jī)終端開(kāi)啟了Wi-Fi，在后臺(tái)它是會(huì)與空間內(nèi)的AP發(fā)生一次或反復(fù)的幀聽(tīng)與響應(yīng)，這些可以幀聽(tīng)，就暴露了你在空間的大致位置了。

因?yàn)槭謾C(jī)終端搜索的時(shí)候就相當(dāng)于把手機(jī)的定位信息上傳了，所以WIFI基站或者AP就是根據(jù)手機(jī)的指紋信息來(lái)進(jìn)行定位的。進(jìn)行定位計(jì)算的是基站或者后面的定位服務(wù)器上的定位引擎，最后獲取相對(duì)的位置坐標(biāo)。最簡(jiǎn)單的方式就是直接把WIFI基站的位置信息就當(dāng)做手機(jī)終端的位置信息。如果同時(shí)有好幾個(gè)基站能收集到收集的指紋信息，可以進(jìn)行一些根據(jù)RSSI場(chǎng)強(qiáng)的加權(quán)算法來(lái)計(jì)算相對(duì)位置，但是由于無(wú)線信號(hào)的傳播模型在空間上場(chǎng)強(qiáng)是不斷波動(dòng)變化的，因?yàn)閃IFI定位精度主要取決于WIFI基站或者AP的密度，定位算法上能夠優(yōu)化的余地非常的小。定位精度偏低，沒(méi)有方位性。一般精度在5米左右。

WIFI定位缺陷

WIFI定位的主要缺陷就是蘋(píng)果手機(jī)無(wú)法使用，蘋(píng)果沒(méi)有開(kāi)放相應(yīng)的接口。

其次，WIFI定位對(duì)位置地圖的工作量比較大，WIFI定位是獲取相對(duì)坐標(biāo)，就是手機(jī)相對(duì)與WIFI基站或AP的坐標(biāo)，WIFI基站或者AP變動(dòng)后都需要對(duì)地圖進(jìn)行修正。

再次，WIFI定位的缺陷是WIFI基站或AP的質(zhì)量不穩(wěn)定，導(dǎo)致定位的質(zhì)量無(wú)法得到有效的保證。

WIFI定位優(yōu)勢(shì)

WIFI定位的優(yōu)勢(shì)主要是WIFI的部署太廣泛了，目前作為最重要的無(wú)線傳輸手段，WIFI在各種室內(nèi)場(chǎng)合都有著最大的部署量，因此WIFI無(wú)處不在，對(duì)精度要求不高的場(chǎng)合，WIFI的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完畢后就可以通過(guò)假設(shè)定位引擎服務(wù)來(lái)開(kāi)通WIFI定位功能。

WIFI定位的第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是成本低廉，WIFI的芯片模組已經(jīng)在10元左右，WIFI基站和AP的價(jià)格都是百元以內(nèi)，而且可以數(shù)據(jù)傳輸和定位的功能，所以能夠滿足低成本大規(guī)模擴(kuò)展的需要。

WIFI定位的第三個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以利用手機(jī)終端，省略了終端部署的成本。因此，WIFI定位是幾種室內(nèi)定位方案中成本最為低廉的。

WIFI定位應(yīng)用場(chǎng)景

主要面向低精度場(chǎng)景，比如景區(qū)的定位、大型shopping mall定位、商場(chǎng)定位、娛樂(lè)場(chǎng)所定位、公司的員工WIFI考勤、WIFI簽到、會(huì)展定位。部分經(jīng)過(guò)改造后也用于煤炭礦用定位等。總體而言是用于定位需求不強(qiáng)，定位功能是輔助，而投入少的領(lǐng)域。

藍(lán)牙定位

藍(lán)牙定位原理：

藍(lán)牙 iBeacon 定位的方式主要有兩種：基于 RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度指示）和基于定位指紋，或者兩者結(jié)合。基于距離最大的問(wèn)題在于，室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，而藍(lán)牙作為2.4GHZ高頻信號(hào)，會(huì)受到很大的干擾。加上室內(nèi)的各種反射折射，手機(jī)所獲取的 RSSI 值并沒(méi)有太大的參考價(jià)值;

而與此同時(shí)，為了提高定位精度，就不得不對(duì) RSSI 值進(jìn)行多次獲取來(lái)平滑結(jié)果，這就意味著時(shí)延的增加。而基于定位指紋的最大問(wèn)題在于，前期獲取指紋數(shù)據(jù)的人力成本和時(shí)間成本非常高，數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)困難。而且如果商場(chǎng)增添了新的基站，或者進(jìn)行了其他改造，原始的指紋數(shù)據(jù)可能就不再適用。所以，如何在定位精度、延時(shí)和成本之間進(jìn)行權(quán)衡和取舍，就成了藍(lán)牙定位的核心的問(wèn)題。

目前，市場(chǎng)上主流的藍(lán)牙定位精度是70%的地段在2米以內(nèi)，部分公司可以做到90%的地段在2米以內(nèi)。目前市場(chǎng)上主流的藍(lán)牙定位技術(shù)都是基于三角定位算法，通過(guò)手機(jī)獲取周?chē){(lán)牙基站的信號(hào)強(qiáng)度，再通過(guò)其他的一些輔助方法比如加權(quán)平均算法，時(shí)間加權(quán)算法，慣性導(dǎo)航算法，卡爾曼濾波算法，高斯濾波算法等來(lái)計(jì)算出當(dāng)前位置。

藍(lán)牙定位缺陷

和WIFI定位相比，藍(lán)牙定位需要部署藍(lán)牙的信標(biāo)，因此需要建設(shè)藍(lán)牙的網(wǎng)絡(luò)，相比之下網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的成本要增加不少

在定位精度上，藍(lán)牙定位的算法和WIFI相比沒(méi)有什么優(yōu)勢(shì)，所以精度和藍(lán)牙信標(biāo)的密度相關(guān)，精度1-5米左右。

藍(lán)牙定位優(yōu)勢(shì)：

藍(lán)牙的iBecon是蘋(píng)果主導(dǎo)的，因此相比WIFI定位顯得高大上了不少，藍(lán)牙定位的顯著優(yōu)勢(shì)是功耗相對(duì)較低，藍(lán)牙的功耗要低于WIFI，如果部署一張專(zhuān)用的定位的網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)的可靠性而言要比兼顧數(shù)據(jù)傳輸和定位的WIFI網(wǎng)絡(luò)要健壯，穩(wěn)定性要好。

藍(lán)牙定位也可以利用手機(jī)和其他設(shè)備的藍(lán)牙功能，省去了部分終端的部署，但是由于用戶的手機(jī)藍(lán)牙功能一般是關(guān)閉狀態(tài)，所以這樣的優(yōu)勢(shì)有限。

藍(lán)牙定位應(yīng)用場(chǎng)景

從很大程度上是和WIFI定位高度重疊，藍(lán)牙的終端以藍(lán)牙手環(huán)比較多，主要是用在商場(chǎng)定位、醫(yī)院定位、物品防丟、shopping mall定位、娛樂(lè)場(chǎng)所定位、微信搖一搖等地方，都屬于非剛性需求。

RFID定位

RFID定位原理：

RFID分有源RFID和無(wú)源RFID兩種，所以定位的方式也有很多種。但是，算法也都是RSSI能量算法：通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射能量來(lái)調(diào)節(jié)讀寫(xiě)距離的RFID reader，這樣如果RFID標(biāo)簽離reader越遠(yuǎn)能量就越小，反之就越近，設(shè)置閾值就可以進(jìn)行定位了。

根據(jù)有源RFID標(biāo)簽發(fā)送到信號(hào)到reader讀取到標(biāo)簽信息的延時(shí)來(lái)輔助判斷標(biāo)簽的位置信息，延遲越長(zhǎng)則越遠(yuǎn)，反之越近。比較新的技術(shù)是也用了TDOA的算法，一般是用在UHF頻段的RFID了，但是應(yīng)用很少，成本很高。

RFID定位優(yōu)勢(shì)

RFID定位的優(yōu)勢(shì)是成本較低，可以大規(guī)模的部署。

RFID提供有源和無(wú)源兩種方案，無(wú)源方案沒(méi)有供電的問(wèn)題，有源的方案也可以做到功耗極低，可以用紐扣電池持續(xù)數(shù)年的待機(jī)量。

RFID基站設(shè)備相對(duì)豐富，大功率設(shè)備和小功率的讀卡器產(chǎn)品比較多，適合各種場(chǎng)合的組網(wǎng)。

RFID定位的缺點(diǎn)

需要達(dá)到同樣的精度要求，相比UWB定位而言，RFID基站或者reader部署相對(duì)復(fù)雜，數(shù)量較多。

RFID定位應(yīng)用場(chǎng)景

RFID設(shè)備相對(duì)穩(wěn)定，因此在定位領(lǐng)域是應(yīng)用很廣，因?yàn)镽FID定位終端、RFID標(biāo)簽的價(jià)格極低，所以可以大規(guī)模的使用，在物流分揀、監(jiān)獄定位、電瓶車(chē)定位、汽車(chē)電子車(chē)牌定位等有著成熟的應(yīng)用和良好的使用前景。

UWB定位

UWB定位原理

采用TDOA算法進(jìn)行定位，UWB定位需要3個(gè)基站的支持。

UWB優(yōu)勢(shì)

同時(shí)具有實(shí)時(shí)定位和精確定位的雙重優(yōu)點(diǎn)，定位的延遲時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于藍(lán)牙定位、WIFI定位等其他的室內(nèi)定位技術(shù)。精度可以達(dá)到10cm左右，是室內(nèi)高精度定位的首選。

建設(shè)專(zhuān)用的定位網(wǎng)絡(luò)，因此網(wǎng)絡(luò)有著很好的可靠性和健壯性。

定位缺陷

UWB的缺點(diǎn)是需要有完善的定位網(wǎng)絡(luò)，而且在任何一個(gè)定位點(diǎn)上都需要有3個(gè)定位基站的支持，UWB定位算法是基于三點(diǎn)定位的，如果基站的數(shù)量降低會(huì)大大的影響定位的精度。

其次，UWB的缺點(diǎn)是不能有遮擋無(wú)線電發(fā)射的障礙物，小的障礙物是不會(huì)有影響的，因?yàn)闊o(wú)線電會(huì)衍射，但是如果完全的遮擋是會(huì)導(dǎo)致定位基站的接收，從而使得定位精度大幅度的下降。

再次，UWB定位需要部署定位網(wǎng)絡(luò)，所以造價(jià)相對(duì)比較高一點(diǎn)。

UWB定位應(yīng)用場(chǎng)景

主要是面向一些特種行業(yè)，對(duì)流程的實(shí)時(shí)性或者對(duì)精確定位有著比較高要求的行業(yè)，比如監(jiān)獄定位、工廠定位、足球訓(xùn)練定位、物流叉車(chē)定位等等。

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