室内定位技术方案
一、室内定位系统原理
国内常规定位技术有Wifi定位、RFID定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙定位、蓝牙Zigbee定位等方法，这些定位方法有什么区别，各有什么优缺点，下面我们将详细分析这些定位原则，优缺点供您参考。
首先要明确，Wifi定位、RFID蓝牙定位只是数据传输方式不同。用户选择wifi定位标签称为wifi定位，选择RFID定位标签，称为RFID选择蓝牙进行定位ibeacon称为蓝牙定位的标签。这里重点分析定位原理和定位利弊Wifi定位、RFID蓝牙定位。定位的效果取决于后台核心的定位算法，前端只是数据传输的不同。原则上，室内定位常用的定位方法主要分为七种：相邻探测法、纹理定位法、多边定位法、三角定位法、极点法、指纹定位法和位置推算法。
不同的室内定位方法选择不同的观测量，并通过不同的观测量提取算法所需的信息。下表简要介绍了主要的观测量。
根据上述定位原理和观测量，衍生出多种室内定位技术。以下是对主流室内定位技术的简要介绍。
1.WiFi定位技术
目前WiFi它是一项相对成熟且应用广泛的技术。近年来，许多公司投资于这一领域。WiFi主要有两种室内定位技术。WiFi一般采用定位“近邻法”判断最接近哪个热点或基站，也就是说，如果附近有多个信源，可以通过交叉定位（三角定位）提高定位精度。
由于WiFi已经普及，不需要铺设专用设备定位。用户在使用智能手机时已经打开了它Wi-Fi、移动蜂窝网络可能成为数据源。该技术具有扩展方便、自动更新数据、成本低的优点，因此首先实现了规模化。
不过，WiFi热点受周围环境影响较大，精度较低。为了做得准确，一家公司做到了WiFi指纹采集，提前记录确定位置点的巨大信号强度，并通过比较具有巨大数据的数据库来确定位置。
由于收集工作需要大量的人员进行，并且需要定期维护，因此技术难以扩展。很少有公司能够定期更新这么多国内购物中心的指纹数据。特别是，数据收集受环境影响很大，特别是对于人员定位。由于环境变化较大，定位漂移尤为严重。
wifi定位痛点：
WiFi定位可实现复杂的大规模定位，便于网络组合，易于安装在现有无线wifi网络。wifi可在医疗机构、主题公园、工厂、商场等需要定位导航的场合进行定位。Wifi定位痛点也很明显，主要表现在以下几个方面：
1) wifi定位所用的wifi标签是非标设计，但数据格式参考802.11b不支持标准的格式wifi协议。无线路由器不支持扫描wifi路由器需要二次开发标签功能，即路由器加载wifi标签扫描固件。一些无线路由器支持wifi可获得扫描功能wifi标签的MAC地址，wifi不支持标签定义的其他功能。如无线传感、按钮呼叫、低电报警等。标准化路由器不支持非标准协议.
2)wifi标签功耗大，连续发射电流200ma以上限制了电池寿命wifi推广使用定位标签。
3)wifi标签成本相对较高，不利于商业推广。
4)wifi同频干扰问题严重，系统相互影响。
2.RFID定位
RFID定位的基本原理是通过一组固定的阅读器读取目标RFID标签的特征信息(如身份)ID、接收信号强度等。)，标签的位置也可以通过近邻法、多边定位法和接收信号强度来确定。
该技术工作距离短，一般最长几十米。但它可以在几毫秒内获得厘米级定位精度的信息，传输范围大，成本低。同时，由于其非接触和非视距的优点，预计将成为首选的室内定位技术。
目前，射频识别研究的热点和难点在于理论传播模式的建立、用户的安全隐私和国际标准化。其优点是标识体积小，成本低，但功能近，无通信能力，不易集成到其他系统中，无法实现准确定位。很难有大量的工程实践经验来布置读卡器和天线。
上海网频成功wifi有源应用定位技术RFID定位系统侧重于解决wifi定位存在的特殊问题实现了有源问题RFID室内定位准确。背景定位算法结合了近邻定位法、多边定位法、三角定位法、指纹定位法、路径轨迹法等。特别，针对RFID读卡器和天线的定位布局需要大量的工程实践经验。网络频率推出了无线信标定位，不仅容易实施项目，而且大大降低了设备成本。RFID结合网频定位服务器算法，信标定位法易于实施，成本低，定位精度优于传统RFID区域定位有望成为首选的室内定位技术。
3.红外技术
红外线是一种波长在无线电波和可见光波之间的电磁波。红外定位主要有两种具体的实现方法。一种是通过室内多个红外传感器测量信号源的距离或角度，将定位对象附上发射红外线的电子标签，计算对象的位置。
该方法在开放室内容易实现高精度，可实现红外辐射源的被动定位，但红外容易被障碍物堵塞，传输距离不长，需要大量密集部署传感器，导致硬件和施工成本高。此外，红外线容易受到热源和照明的干扰，导致定位精度和精度下降。
目前，该技术主要用于对飞机、坦克、导弹等红外辐射源的军事被动定位，以及室内自走机器人的定位。
另一种红外定位方法是红外编织网，即通过覆盖由发射器和接收器编织的红外网络，直接定位运动目标。
这种方法的优点是不需要定位对象携带任何终端或标签，具有很强的隐蔽性，常用于安全领域。缺点是需要部署大量的红外接收和发射器来实现高精度定位，成本非常高，所以只有高水平的安全才会使用这种技术。
4.超声技术
目前，大多数超声定位采用反射测距法。该系统由一个主测距器和几个电子标签组成。主测距器可放置在移动机器人本体上，每个电子标签可放置在室内空间的固定位置。
定位过程如下：首先，上位机将相同频率的信号发送到每个电子标签，然后反射到主测距器，以确定每个电子标签与主测距器的距离，并获得定位坐标。
基于超声波室内定位的技术有两种：一种是将超声波与射频技术相结合。由于射频信号传输速率接近光速，远高于射频速率，因此射频信号可以首先激活电子标签，然后接收超声波信号，并通过时差测量距离。该技术成本低，功耗低，精度高。另一种是多超声定位技术。该技术采用全球定位，可在移动机器人四个方向安装四个超声波传感器，通过超声波传感器测距形成坐标，整体掌握数据，抗干扰性强，精度高，可解决机器人迷路问题。
超声定位精度可达厘米级，精度较高。缺点是超声在传输过程中衰减明显，影响其有效定位范围。
5.蓝牙技术
基于蓝牙定位RSSI(Received Signal Strength Indication，定位原理为信号场强指示)。蓝牙定位方法根据定位端的不同，分为网络侧定位和终端侧定位。
网络侧定位系统由终端(手机等低功耗蓝牙终端)和蓝牙组成beacon由节点、蓝牙网关、无线局域网和后端数据服务器组成。具体定位流程如下：
1)首先在区域内铺设beacon蓝牙网关。
2)当终端进入时beacon终端可以感知到信号覆盖范围beacon然后在某个地方计算广播信号beacon下的RSSI值通过蓝牙网关wifi该网络通过服务器内置定位算法将终端的具体位置传输到后端数据服务器。
终端设备嵌入终端侧定位系统SDK手机软件包)和beacon其具体定位原理是：
1)首先在该地区铺设蓝牙信标
2)beacon不断向周围广播信号和数据包
3)当终端设备进入时beacon在不同的基站下测量信号覆盖范围RSSI具体位置由手机内置定位算法计算。
终端侧定位一般用于室内定位导航、精确定位营销等用户终端；网络侧定位主要用于人员跟踪定位、资产定位和客流分析。蓝牙定位的优点是实现简单，定位精度与蓝牙信标的铺设密度和发射功率密切相关。而且非常节能，可以通过深度睡眠、无连接、简单的协议来实现节能。
6.惯性导航技术
这是一种纯客户端技术，主要利用终端惯性传感器收集的运动数据，如加速度传感器、陀螺仪等测量物体的速度、方向、加速度等信息。
随着行走时间的增加，惯性导航定位的误差也在积累。需要更高精度的外部数据源来校准它。所以惯性导航是普遍的WiFi指纹结合在一起， 通过一段时间WiFi为了对室内位置提出要求MEMS修正产生的误差。该技术目前已成熟，广泛应用于扫地机器人。
7.超宽带(UWB)定位技术
超宽带技术是近年来与传统通信技术有很大差异的新型通信无线技术。它不需要使用传统通信系统中的载波，而是通过发送和接收纳秒或微秒以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有3.1~10.6GHz量级带宽。目前，包括美国、日本、加拿大等国家正在研究该技术，在无线室内定位领域具有良好的前景。
UWB该技术是一种传输速率高、发射功率低、穿透能力强、脉冲极窄、无载波的无线技术。正是这些优点在室内定位领域取得了更准确的效果。
超宽带(UWB)定位技术利用已知位置的锚节点和桥节点与新增盲节点进行通信，并使用三角形定位或“指纹”定位方法来确定位置。
超宽带可用于室内精确定位，如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。与传统窄带系统相比，超宽带系统具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、系统复杂性低、定位精度准确等优点。因此，超宽带技术可应用于室内静态或移动物体和人的定位跟踪和导航，并能提供非常准确的定位精度。精度可根据不同公司使用的技术手段或算法保持在0.1 m~0.5 m。
除上述外，目前定位技术有几十种甚至几百种，每种定位技术都有自己的优缺点和合适的应用场景，没有有绝对的胜负。根据不需要因地制宜的部署解决方案，方为上策。
该系统采用无线信标定位器后，不仅使项目维护更加方便，而且大大降低了设备成本。只要适当增加定位信标，用户就需要提高定位精度。背景采用基于信号强度三角定位的精确算法RFID人员定位和资产定位。该系统具有复杂性低、易实现、成本低、定位精度高、抗干扰能力强等特点。该系统可用于wifi室内定位、RFID室内定位、蓝牙室内定位及Zigbee室内定位等。
二、RFID信标定位解决方案
1.信标定位系统的组成
信标定位系统由RFID电子标签、RFID远程读写器，RFID由信标和定位服务器组成。系统架构图如下：
说明:使用定位器RFID取代无线信标RFID读写器，RFID信标集成RFID接收2.4G有源RFID通过433M无线发送给433M信标读写器定位基站。通过无线定位基站wifi或者以太网将数据发送到后台定位服务器。接收频段2.4G，433M，距离定位基站200米。
2. 实现信标定位系统
上海网频电子科技有限公司RFID引进国外信标定位系统wifi室内定位技术、后台定位服务器集成室内定位算法，如近邻定位法、多边定位法、三角定位法、指纹定位法、路径轨迹法等。前端有源，成本低，功耗低RFID电子标签，RFID定位信标接收2.4G有源RFID433M频率发送给433M RFID信标读写器定位基站。项目实施更方便，维护更方便，成本更低，定位精度更高。Wifi-rfid定位服务器软件集成了信号强度三角定位核心算法。定位服务器是一种主要用于与标签通信的服务器操作程序，包括接收和发送指令以及标签实时定位的计算API第三方二次开发的界面。定位服务器是整个实时定位系统运行的基石。 基于信号强度的定位服务器RSSI核心定位算法结合信号强度绑定和信号强度指纹采样rfid定位精度为3-5米的标签位置信息。
需要指出的是，定位引擎本质上是一种定位算法，我们公司是基于RSSI采用核心三角定位算法、特殊干扰处理算法、指纹识别采样算法等信号强度定位。可用于定位服务器软件WIFI人员定位、RFID人员定位、Zigbee蓝牙人员定位等。也就是说，只要定位器和被定位对象被定位，物理传输层可以采用不同的方案MAC地址或ID通过将获得的信号强度值传输到服务器，可以实时定位。
定位服务器的主要功能：
1) 与标签进行实时通信：定位服务器收到从标签管理器和监控器发送的控制标签的指令后，将其转换为可识别数据包并发送到标签，以实现控制标签的功能。接收标签发送的数据，接收标签发送的无线信号数据，以及温度等信息。经过分析，保存到系统中。
2) 计算标签位置：根据保存的标签无线信号数据，在系统中分析标签位置的坐标点，并通过电子地图显示。
3) 二次开发标准API接口：二次开发标准，为其他应用程序调用定位服务器的功能API接口。通过API,将定位服务器集成到其他应用程序中很容易。方便实现系统扩展和系统集成。API可用于标签参数设置、标签数据采集、标签位置信息、标签报警信息。
定位监控器控器：定位监控器WEB无需安装任何客户端软件，模式定位管理平台部署简单，操作方便。定位监控器集监控、查询和收集定位信息于一体。结合实际地图，实时显示标签位置和移动历史轨迹，判断标签是否消失，触发相应警告。佩戴或绑定人员和资产标签后，定位监控器可以自动监控资产或人员的实时位置，直观地管理人员和资产。
定位监控器的主要功能：
1) 用户管理：显示所有用户的信息，设置和管理用户的基本信息。
2) 实时定位：国内首个自主研发，原创定位算法，实时定位标签可达3-5米。
3) 区域报警：服务器可设置报警区域，当标签进出报警区域时，会触发服务器区域报警功能。
4) 即时报警：标签主动向服务器发出报警信号，服务器界面立即显示报警信息。
5) 消失报警：标签断电或标签走出无线网络覆盖区，将触发服务器报警。
6) 历史轨迹分析：服务器可以回放标签的运行轨迹，分析标签的历史位置信息。
7) 无线传感：通过设置温度、湿度、气体密度、压力、振动等级数，超过级数将触发服务器的无线传感控制功能。
8) 地图管理：电子地图可根据标签的运行情况自动切换。
3. WIFI-RFID说明信标定位系统
1) 定位精度说明
系统定位精度：取决于定位算法和定位器部署，通常定位精度为3-5米。若需要更高的定位精度，则需要部署更多的定位器节点。定位精度与基站和无线信标的部署有关。要想精度5米，最好每隔10米部署一个基站或信标。如果要求不高，可适当减少定位器数量，采用环境指纹采样。需要特别提出的是定位精度和wifi传输、Zigbee传输、RFID定位精度取决于定位服务器核心算法和定位器部署。
2) 定位器部署
根据客户的定位需求和实际场地，需要结合定位器部署。若精度为5米，建议每10米部署一个定位器。定位器可以是基站或无线信标。 指纹识别可用于定位不同的位置点RSSI采样信号强度。采样的优点可以提高定位精度，缺点工程量大，采样值和实际值往往不一致，受环境影响较大。环境发生变化，需要重新采样。采样时，人和物的方向会影响定位效果，因此容易漂移。采样可以提高对环境影响不大的地方的定位精度。
3) WIFI-RFID实时定位系统和现有系统WIFI定位有哪些优缺点？
WIFI标签实际上是一种有源的RFID标签，采用MCU添加无线收发芯片设计。没有不同的调制方法和数据结构WIFI协议，普通无线AP读取不了。WIFI-RFID实时定位系统侧重于解决以下问题：
1)标签功耗较低，在相同条件下，标签功耗仅为WIFI标签只有一个；
2)成本较低，节约成本至少一半；
3)系统更可靠，集成WIFI系统和RFID系统，WIFI该系统的频段避免了常用的2.4G特别是避免无线信号WIFI采用无线跳频设计，无电磁干扰，系统更稳定。
4)现有的WIFI定位技术不支持无线信标定位，只能使用WIFI基站成本高，不利于大规模推广。WIFI-RFID支持实时定位系统rfid系统设备成本大大降低，稳定性强，无线抗干扰能力强。
5)WIFI信号强度指纹识别通常用于定位，现场需要进行RSSI指纹采样受环境影响较大，定位漂移现象严重。一旦环境发生变化，需要重新采样。另外，采用指纹采样，不断采用指纹匹配比较，增加服务器运算，对服务器的要求也很高。网频WIFI-RFID定位系统，统rfid以信标为定位器节点，用实体节点代替指纹，基本消除漂移。还支持指纹识别采样定位。
4. 室内定位系统工具软件
1) 场景规划软件
采样定位工具软件是为系统场景部署设计的。定位系统的场地通过本软件进行，AP，部署定位点等功能，加载地图，设置轨道路线；采样管理系统定位卡，上传到服务器，达到定位目的。
主要功能:
1)场地管理:设置多个场地、每个场地、定位点信息、地图分布AP、地图区域，地图轨迹地图信息。
2)定位器管理:在地图上添加或删除AP定位器。
3)标签管理:增加采样标签。
4)采样管理:设置实际采样组、场景、定位点、采样点、标签绑定信息。
2) 定位器管理软件
定位器管理软件是一种专门管理和监控定位系统中定位器的管理软件，可监控远端定位器的运行状态，现场部署调试工具软件。
主要功能：
1)AP Locator列表：列表中的列表AP进行新增、修改、删除等操作，并可根据MAC过滤列表中的地址等条件AP, 对AP实现批量操作。
2)配置AP：批量配置AP可配置参数包括：SSID、Channel、IP、DHCP、MAC过滤等。
3)设置AP基本信息:方便对AP管理，为AP设置一些管理信息(如MAC、登录名称、密码等这些信息只存储在数据库中，而不是写入AP中)。
4)查看定位器扫描:查看AP扫描信号强度返回，帮助用户调整定位器部署，优化定位效果。
5. wifi-rfid室内定位系统特点：
1) 现有无线局域网可架设，安装灵活、方便、快捷；定位标签可放置在任何资产和人员上，实现资产和人员的实时准确定位。
2) 超低功耗，普通纽扣电池500mAH，标签每秒发射一次，电池寿命可达3年以上。
3) 包括定位标签和定位器在内的设备成本较低。wifi定位系统积推广商业用途的定位系统。
4) 采用远距离识别、室内外定位RSSI场强定位，精度3-5米。
5) 系统更稳定，可靠性更高，不存在wifi同频干扰问题的定位。
6) RFID定位信标使系统的实施和维护更加方便，大大降低了系统设备的成本。
7) 可靠性高，工作温度-30℃~75℃，在恶劣环境下24小时正常工作，防水防尘。