室内定位技术调研 随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，GPS和北斗导航定位系统在室内都很难定位，原因是定位系统星座发射的微波信号过于微弱，并且频率很高，即要沿着直线传播，且难以穿过墙壁，所以在室内就收不到信号了。只有在室外，天空中没有什么阻挡时可以接受。 图1 室内定位的方式 因此，专家学者提出了许多室内定位技术解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内定位技术从总体上可归纳为几类，即GNSS技术（如伪卫星等），无线定位技术（无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技
术等），其它定位技术（计算机视觉、航位推算等），以及GNSS和无线定位组合的定位技术（A-GPS或A-GNSS）。除了以上提及的定位技术，还有基于计算机视觉、光跟踪定位、基于图像分析、磁场以及信标定位等。此外，还有基于图像分析的定位技术、信标定位、三角定位等。目前很多技术还处于研究试验阶段，如基于磁场压力感应进行定位的技术。如图1所示，能够满足米级定位精度的定位技术，从规模上推广角度来看由易到难，依次为 Wi-Fi、LED、RFID、ZiBee、超声波、蓝牙、计算机视觉、激光、超宽带等。实现室内定位技术上可以采取以下一种或多种混合：北斗定位、基站定位、wifi定位、IP定位、RFID/二维码等标签识别定位、蓝牙定位、声波定位、场景识别定位. Wi-Fi定位 Wi-Fi定位相比于北斗、GPS、基站定位方式的优势在于室内定位精度高。由于Wi-Fi热点廉价、布设容易，很容易通过增加Wi-Fi热点来提高室内定位精度。若用于LBS，Wi-Fi定位可作为一定室内区域（如博物馆内部、校园内各建筑内部）的定位手段，而在室外仍用北斗定位等方式。当前比较流行的Wi-Fi 定位是无线局域网络系列标准之IEEE802.11的一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，易于安装，需要很少基站，能采用相同的底层无线网络结构，系统总精度高。Wi-Fi绘图的精确度大约在1米至20米的范围内，总体而言，它比蜂窝网络三角测量定位方法更精确。但是，如果定位的测算仅仅依赖于哪个Wi-Fi的接入点最近，而不是依赖于合成的信号强度图，那么在楼层定位上很容易出错。目前，它应用于小范围的室内定位，成本较低。但无论是用于室内还是室外定位，Wi-Fi收发器都只能覆盖半径90米以内的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。利用 Wi-Fi 可以覆盖一个十万平米的商场,费用几十万元，在这个商场中不仅可以做到米级的定位，还可以满足上网需求（在商场中用户的需求中，上网的需求远远大于室内定位导航的需求）。Wi-Fi 定位并不是不能做亚米级乃至分米级的定位，英国的研究机构就用 Wi-Fi 技术来探测墙后恐怖分子的肢体活动，当然这个成本目前也不是大众消费市场所能负担的。Wi-Fi需要60～140m配置基站继续覆盖。
iBeacon室内定位的应用前景 在此之前，先说几个室内定位的案例 1、大型商场（万达） 通过开启蓝牙功能，获取beacon定位信息，可以通过室内定位技术实现商场精准营销，降低o2o过程中的不确定性，提高购买转化率；进行室内互动游戏，升级商场购物体验（趣味性），强化口碑和品牌影响力；提供室内定位导航，满足部分顾客的导向性购物需求，实现智慧购物2.0。 2、娱乐场所（酒吧、夜店）的近场社交
纽约曼哈顿区举行的串酒吧活动——BeaconCrawl充分使用了苹果的iBeacon技术，给参与者提供相关信息和提示，增强活动的趣味性。在BeaconCrawl活动中，参与者可以组群串酒吧，在酒吧里喝酒聊天，于此同时基于ibeacon室内定位会进行一些有趣的社交活动增强顾客之间的交流。除此之外，用户将能通过推送通知获取特别的指示信息，获悉本次活动设有的一些“神秘地点”，提供打折的“特殊饮品”。 深圳云里物里科技股份有限公司(股票代码：872374)是一家专业的物联网（IOT）解决方案供应商，目前BLE蓝牙模块、蓝牙传感器、蓝牙解决方案、蓝牙网关、iBeacon等产品业务遍及全球80多个国家和地区。云里物里已经与中国邮政、中国电信、华为、Google、Inbev, Ericsson等二十多家全球500强公司建立战略合作伙伴关系。 未来应用领域： 1、信息采集领域： 包括上下班打卡、签注、活动区域、工作中日常监控，不过这些要结合各个公司的CRM会比较实际。 2、基于二维定位或三维定位的VR主题游戏乐园： 目前国内已经落地的有北京的身临其境公司，其定位技术提供商是北京的清研讯科团队。其团队提供的UWB技术的定位精度在10CM左右。非常棒的一家公司。另外就是HTC VIVE所使用的光学室内定位。游戏这个东西对体验的要求很高，如果定位技术提供的精度不够高，玩家在使用中会产生强烈的晕眩感，这就让这种方式的游戏根本无法得到消费级市场的认同。而之前传统的定位技术比如WIFI定位，蓝牙定位，因为其技术每单位成本的所提供的精度有局限性，因此根本无法满足室内游戏定位的需求。这也是室内定位技术用于游戏定位的原因之一。 3、安防领域： 比如消防人员进入现场救火，为了确保消防人员的人身安全，在其制服上按上定位的纽扣，来使消防人员现场救援的可视化；再比如在公共场所的恐怖袭击或者突发灾难，由于公共场所的后台指挥地需要和现场人员有比较好的前后台配合，用上室内定位技术让后台指挥实时了解现场人员的动向，以此来让现场人员应对更及时有效。 4、工业流水线： 也就是所谓的工业4.0。具体的用处就是通过室内定位技术让整个生产流程实现可视化，可追踪化。
基于RSSI测距的室内定位技术 2012-08-14 12:19:45 摘要搭建了基于ZigBee技术的室内定位实验平台，以实验室楼道为室内场景进行了接收信号强度(RSSI)测距和定位实验研究。首先对测距实验采集到的数据使用线性回归分析拟合出当前环境的具体测距模型，并对信标和未知节点进行软件开发，实现了基于RSSI的定位算法。经过定位实验精度评估，文中算法的平均定位误差为2．3 m，满足大多室内场景要求。 关键词室内定位；无线传感器网络；RSSI测距；线性回归分析 随着现代通信、网络、全球定位系统(Global PositionSystem，GPS)、普适计算、分布式信息处理等技术的迅速发展，位置感知计算和基于位置的服务(Location Based Setvices，LBS)在实际应用中越来越重要。GPS是目前应用最广泛和成功的定位技术。由于微波易被浓密树林、建筑物、金属遮盖物等吸收，因此GPS 只适合在户外使用，在室内场合，由于信道环境复杂、微波信号衰减厉害、测量误差大，GPS并不适用。近年来基于低成本、低功耗、白组织的无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)定位技术得到了科研人员的重视和研究，具有广泛地应用前景。根据定位过程中是否实际测量节点间的距离，可将定位算法分为基于测距(Range-based)的定位和距离无关(range-free)的定位。基于测距的定位先由未知节点硬件接收外部信标节点发射的无线信号并记录下TOA(Time of Arrival)、AOA(Angle of Arrival)、TDOA(Time Difference of Arrival)、RSSI(Received Signal strength Indicator)等测距度量值，然后将测距度量值转为未知节点到信标节点的距离或方位，然后再采用相关算法如三边测量法、三角测量法、极大似然估计法等来计算未知节点的位置。由于RSSI检测设备和机制简单，硬件成本低，实现简单，可通过多次测量平均获得较准确的信号强度值，降低多径和遮蔽效应影响，因此基于RSSI测距的定位技术成为近年来室内定位研究的热点。 1 RSSI测距原理 无线信号传输中普遍采用的理论模型为渐变模型(Shadowing Model)。 式中，p(d)表示距离发射机为d时接收端接收到的信号强度，即RSSI值；p(d0)表示距离发射机为d0时接收端接收到的信号功率；d0为参考距离；n是路径损耗(Pass Loss)指数，通常是由实际测量得到，障碍物越多，n值越大，从而接收到的平均能量下降的速度会随着距离的增加而变得越来越快：X是一个以dBm为单位，平均值为0的高斯随机变量，反映了当距离一定时，接收到的能量的变化。 实际应用中一般采用简化的渐变模型 为便于表达和计算，通常取d0为1 m。于是可得 [p(d)]dBm=A-10nlg(d) (3) 把[p(d)dBm写成RSSI的形式得到 RSSI=A-10nlg(d) (4) 其中，A为无线收发节点相距1 m时接收节点接收到的无线信号强度RSSI值。式(4)就是RSSI测距的经典模型，给出了RSSI和d的函数关系，所以已知接收机接收到的RSSI值就可以算出它和发射机之间的距离。A和n都是经验值，和具体使用的硬件节点和无线信号传播的环境密切相关，因此在不同的实际环境下A 和n参数不同，其测距模型不同。
室内定位解决方案 室内定位顾名思义就是定位室内目标对象的位置，可以是人也可以是物体的位置的一种技术方案，根据定位精度的不同，被广泛使用的定位技术也有多种，像wifi定位技术，蓝牙定位技术，UWBLOC定位技术等。 室内定位要解决的问题概括起来主要有以下几点：1、想要知道目标对象在室内的具体位置，比如说想知道张三现在在哪里，方便找到他。
2、想知道目标对象都去了哪里，该去的地方是否去了，不该去的地方是否到过，也就是想知道目标对象的历史的运动轨迹。 3、某些地方是不允许目标对象进入的，或者只允许某些经过授权的目标对象进入，未经授权的进入要触发报警提醒非法闯入，这就是电子围栏功能了。
4、另外一种需求就是考勤，想要通过定位记录目标对象什么时间点进入，什么时间点离开某区域的。 以上四点就是室内定位主要想解决的一些问题，当然其他的需求还包括室内导航以及互动等功能要求这里就不多做介绍了。 下面的问题我们来探讨如何实现上面的这些功能，我主要介绍下用UWBLOC 技术怎么样来实现上面的这些功能，UWBLOC技术是目前应用比较广泛，精度相对比较高的室内定位技术，定位精度目前可以做到50厘米内。 首先介绍下什么是UWBLOC技术，UWBLOC是英文（UWBLocation）的简称，翻译为中文就是UWB定位技术。UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。
UWBLOC技术是如何来实现室内定位的呢？ 如下图所示，目标对象需要携带一个信号发射源（定位标签）在室内安装信号接收设备（定位基站），信号源发射信号，接收设备接收信号，信号发射到被接收的时间*信号传输速度就可以得到信号发射源到接收基站的距离，通过三个距离就可以算出信号发射源的实时位置，这个就是简单的定位原理。
iBeacon室内定位导航原理 iBeacon是一项基本Bluetooth LE/BLE/Bluetooth Smart的精准微定位技术，当你的手持设备靠近一个Beacon基站时，设备就能够感应到Beacon信号，范围可以从几毫米到50米。iBeacon相比于原来的蓝牙技术有几个特点：首先它不需要配对，普通的蓝牙设备之间的连接在每次交互前需要通过连接操作，而iBeacon就没有这些限制；准确与距离，普通的蓝牙一般的传输距离在0.1-10m，而iBeacon信号可以精确到毫米级别，并且最大可支持到50m的范围；功耗更低，其实iBeacon又叫低功耗蓝牙，一个普通的纽扣电池可供一个Beacon 基站硬件使用两年。用一句话总结，iBeacon那就是该技术就像是GPS，获得各种准确的定位信息。比如说当你驾驶到地下停车场，停车之后去购物。回来之后，iBeacon可以指导你找到自己机车的精确位置。但导航只是iBeacon技术的一部分而已，iBeacon还允许发出简单的类似“我在这”信号，这意味这着iBeacon技术可以完成更多事情，例如室内导航。 结合图1我们来介绍一下iBeacon在室内导航中的应用，办公室、会议室、洗手间、大厅分别分布若干个iBeacon（红点），其中大厅分布包括3个的iBeacon，具体编号为1、2、3的iBeacon，假设某人在大厅的Ａ点位置，那通过应用iBeacon的室内导航技术是如何定位出Ａ点位置的呢，定位的核心技术其实是测距。给定空间中已知三点1、2、3的具体坐标，和一个未知点Ａ到三点1、2、3的距离，即可算出未知点Ａ的坐标。这通常叫做三点测量定位算法。具体可根据RSSI算法得出准确坐标值，基于信号强度(RSSI)无线信号的信号强度随着传播距离的增加而衰减，接收方与发送方离得越近，则接收方的信号强度就越强；接收方离发送方越远，则接收到的信号强度就越弱。根据移动终端测量接收到的信号强度和已知的无线信号衰落模型，可以估算出收发方之间的距离，根据多个估算的距离值，可以计算出移动终端的位置。这一种方法相对简单，不需要对网络添加额外的硬件设备。 图1
七大室内定位技术P K Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-
七大室内定位技术PK 随着LBS和O2O搅得火热，定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用，但是作为定位技术的末端，室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内，室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注，但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS，AGPS等室外定位系统，室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范，现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展，也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度，穿透性，抗干扰性，布局复杂程度，成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术 精确度：★★★★☆ 穿透性：☆☆☆☆☆ 抗干扰性：☆☆☆☆☆ 布局复杂程度★★★★★ 成本：★★☆☆☆ 红外线室内定位有两种，第一种是被定位目标使用红外线IR标识作为移动点，发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位;第二种是通过多对发射器和接收器织红外线网覆盖待测空间，直接对运动目标进行定位。 红外线的技术已经非常成熟，用于室内定位精度相对较高，但是由于红外线只能视距传播，穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器)，当标识被遮挡时就无法正常工作，也极易受灯光、烟雾等环境因素影响明显。加上红外线的传输距离不长，使其在布局上，无论哪种方式，都需要在每个遮挡背后、甚至转角都安装接收端，布局复杂，使得成本提升，而定位效果有限。 红外线室内定位技术比较适用于实验室对简单物体的轨迹精确定位记录以 及室内自走机器人的位置定位。 超声波室内定位技术 精确度：★★★★★ 穿透性：★☆☆☆☆ 抗干扰性：★★★☆☆
iBeacon在室内导航如何分布 iBeacon是一项基本Bluetooth LE/BLE/Bluetooth Smart的精准微定位技术，当你的手持设备靠近一个Beacon基站时，设备就能够感应到Beacon信号，范围可以从几毫米到50米。iBeacon相比于原来的蓝牙技术有几个特点：首先它不需要配对，普通的蓝牙设备之间的连接在每次交互前需要通过连接操作，而iBeacon就没有这些限制；并且最大可支持到50m的范围；功耗更低，其实iBeacon又叫低功耗蓝牙，一个普通的纽扣电池可供一个Beacon基站硬件使用两年。用一句话总结，iBeacon那就是该技术就像是GPS，获得各种准确的定位信息。比如说当你驾驶到地下停车场，停车之后去购物。回来之后，iBeacon可以指导你找到自己机车的精确位置。但导航只是iBeacon技术的一部分而已，iBeacon还允许发出简单的类似“我在这”信号，这意味这着iBeacon技术可以完成更多事情，例如室内导航。 结合图1我们来介绍一下iBeacon在室内导航中的应用，办公室、会议室、洗手间、大厅分别分布若干个iBeacon（红点），其中大厅分布包括3个的iBeacon，具体编号为1、2、3的iBeacon，假设某人在大厅的Ａ点位置，那通过应用iBeacon的室内导航技术是如何定位出Ａ点位置的呢，定位的核心技术其实是测距。给定空间中已知三点1、2、3的具体坐标，和一个未知点Ａ到三点1、2、3的距离，即可算出未知点Ａ的坐标。这通常叫做三点测量定位算法。具体可根据RSSI算法得出准确坐标值，基于信号强度(RSSI)无线信号的信号强度随着传播距离的增加而衰减，接收方与发送方离得越近，则接收方的信号强度就越强；接收方离发送方越远，则接收到的信号强度就越弱。根据移动终端测量接收到的信号强度和已知的无线信号衰落模型，可以估算出收发方之间的距离，根据多个估算的距离值，可以计算出移动终端的位置。这一种方法相对简单，不需要对网络添加额外的硬件设备。 图1
本文档为面向iBeacon架构的BLE室内定位整体框架设计说明。文档中所涉及的 算法，在无特殊说明的情况下，可面向通用室内定位系统。本文档涉及以下内容： 1.室内定位理论与公开算法实现 2.室内定位工程实施通用流程 本文档不涉及以下内容： 1.经验算法与模型，包括但不限于：基于工程的定位经验算法，基于场景的 定位校正算法，室内定位勘测方案 2.室内定位工程实施细节 基于移动终端的室内定位，一般利用可检测的无线信号，如wi-fi与蓝牙，进行定位，包括以下三种基本方法： 标签定位 标签定位指利用信号源作为定位锚点，将用户位置固定到某一个锚点上。标签定位流程如下： 1.预先取得室内信号源的位置，包括水平坐标，楼层 2.扫描信号 3.当扫描到数据库对应的信号源信号，以rssi最大的信号源所在的位置作为 当前的定位位置 标签定位的优点是： 1.没有计算量
2.部署简单 3.定位不会出现不合理的偏差 标签定位的劣势是： 1.定位精度取决于信号源部署密度 2.无法覆盖区域，只能标识热点区域 三角定位 三角定位通过rssi值计算用户与信号源间的距离（rssi-dist mapper），再通过基本的几何运算计算确定用户的位置。定位流程如下： 1.预先取得无线信号源的几何位置，包括水平坐标，高度 2.扫描信号 3.当扫描到至少三个已知信号源信号，根据预置的rssi-dist mapper计算出 用户与各个对应信号源的直线距离 4.根据3中换算的直线距离，进行三角定位计算，得出当前的水平位置坐标 三角定位的优点： 1.无须勘测 2.计算量小 3.便于快速部署 三角定位的缺点： 1.精度一般 2.需要部署硬件
室内定位应用及解决方案详解 一、什么是室内定位？如何实现室内位置定位？ 在室内环境无法使用卫星定位时，使用室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题。最终定位物体当前所处的位置。 室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在 室内空间中的位置监控。 二、做室内定位比较好的公司有哪些？ 近几年做室内定位的创业公司比较多，怎么选择做室内定位比较好的公司？要看该企业是否能够做到满足室内定位用户需求，同时优化成本也是至关重要的一个方面。 例如恒高科技提出从方案设计、安装、运维三方面来优化产品成本投入。 1.方案设计 方案设计的目标是针对不同应用场景设计产品，降低成本投入。能想象到，水电站、化工厂中的室内定位技术部署方式和博物馆、自动驾驶中的部署方式一 定有区别，如果设计方案不适合所应用场景，必然将影响研发、生产等一系列环节，增加时间或人才投入，进而增加成本投入。 当然，并不是说不同应用场景的部署方式一定不同。对于做室内定位服务方案的企业来说，要做的便是归纳用户实际需要，找到共性之后将用户需求分门别类，从而快速完成方案设计。
谈到用户需求的分类方法，按照定位制式可分为两类：跟踪定位（被动定位）和导航定位（主动定位）；按照TDOA定位方法也可分两类：下行TDOA和上行TDOA 两者在定位标签容量、定位动态、定位标签功耗、定位基站功耗方面各有优势，如下图所示。 下IfTPOA与上行TPOA定位方法对比 宦位标签容量 F 行TDOA>上行eoA 定位动态下行TPOA<上行TPOA 定位标签功耗下行丁DOA>上行TPOA 方仿总站功择T 行丁DQA卜irTDHA 以上四种方式自由组合，即能应用在不同场景之中。例如建筑工地、火电厂、水电站、化工厂等通常需要跟踪、导航定位兼得，上/下行TDOA兼得；监狱、港口码头、养老院/疗养院等只需跟踪室内定位与上行TDOA而机器人、无人机、自动驾驶汽车、景区导航等只需导航室内定位与下行TDO A总的来说，方案设 计必须依据应用场景与用户需求来定，不可改变。 2.安装
室内定位——UWB测距及定位原理 我们都知道卫星信号在室内会被严重的影响，从而导致GPS或是北斗无法发定位。所以在室内定位主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。除通讯网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有：Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波，今天我们来谈谈UWB-Ultra Wideband(超宽带)定位原理。 UWB是什么？ 超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。 UWB与传统的窄带系统相比有什么区别？ 超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。 UWB的测距原理 双向飞行时间法（TW-TOF,two way-time of flight）每个模块从启动开始即会生成一条独立的时间戳。模块A的发射机在其时间戳上的Ta1发射请求性质的脉冲信号，模块B在Tb2时刻发射一个响应性质的信号，被模块A在自己的时间戳Ta2时刻接收。有次可以计算出脉冲信号在两个模块之间的飞行时间，从而确定飞行距离S。 S=Cx[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)](C为光速) TOF测距方法属于双向测距技术，它主要利用信号在两个异步收发机（Transceiver）之间飞行时间来测量节点间的距离。因为在视距视线环境下，基于TOF测距方法是随距离呈线性关系，所以结果会更加精准。我们将发送端发出的数据包和接收回应的时间间记为T TOT,接收端收到数据包和发出回应的时间间隔记为T TAT,那么数据包在空中单向飞行的时间T TOF 可以计算为：T TOF=(T TOT-T TAT)/2
室内GPS定位技术 GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度也很低，要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的。为了得到较高的信号灵敏度，就需要延长在每个码延迟上的停留时间，A-GPS技术为这个问题的解决提供了可能性。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码，同时也有助于实现快速定位。 利用GPS进行定位的优势是卫星有效覆盖范围大，且定位导航信号免费。缺点是定位信号到达地面时较弱，不能穿透建筑物，而且定位器终端的成本较高。 室内无线定位技术 随着无线通信技术的发展，新兴的无线网络技术，例如WiFi、ZigBee、蓝牙和超宽带等，在办公室、家庭、工厂等得到了广泛应用。 ——红外线室内定位技术。红外线室内定位技术定位的原理是，红外线IR标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度，但是由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。当标识放在口袋里或者有墙壁及其他遮挡时就不能正常工作，需要在每个房间、走廊安装接收天线，造价较高。因此，红外线只适合短距离传播，而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰，在精确定位上有局限性。 ——超声波定位技术。超声波测距主要采用反射式测距法，通过三角定位等算法确定物体的位置，即发射超声波并接收由被测物产生的回波，根据回波与发射波的时间差计算出待测距离，有的则采用单向测距法。超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成，主测距器放置在被测物体上，在微机指令信号的作用下向位置固定的应答器发射同频率的无线电信号，应答器在收到无线电信号后同时向主测距器发射超声波信号，得到主测距器与各个应答器之间的距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的应答器做出回应时，可以根据相关计算确定出被测物体所在的二维坐标系下的位置。 超声波定位整体定位精度较高，结构简单，但超声波受多径效应和非视距传播影响很大，同时需要大量的底层硬件设施投资，成本太高。 ——蓝牙技术。蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。这是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点，把网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网(piconet)的主设备，就可以获得用户的位置信息。蓝牙技术主要应用于小范围定位，例如单层大厅或仓库。 蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、易于集成在PDA、PC以及手机中，因此很容易推广普及。理论上，对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备的用户，只要设备的蓝牙功能开启，蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。采用该技术作室内短距离定位时容易发现设备且信号传输不受视距的影响。其不足在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵，而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。 ——射频识别技术。射频识别技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的。这种技术作用距离短，一般最长为几十米。但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且传输范围很大，成本较低。同时由于其非接触和非视距等优点，可望成为优选的室内定位技术。目前，射频识别研究的热点和难点在于理论传播模型的建立、用户的安全隐私和国际标准化等问题。优点是标识的体积比较小，造价比较低，但是作用距离近，不具有通信能力，而且不便于整合到其他系统之中。 ——超宽带技术。超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带可用于室内精确定位，例如战场士
Microcomputer Applications Vol. 35 ,No. 1,2019 研究与设计微型电脑％用2019 年第35 )第1 期 文章编号！007-757X(2019)01-0076-04 基于iBeacon的商场室内定位及导航系统设计与实现 前晋，陈淑荣 (上海海事大学信息工程学院，上海201306) 摘要：基于蓝牙iB e a c o n设计C/S架构的商场室内手机定位及导航系统。手机接收蓝牙信号并上传至服务器，后台从蓝牙 信号强度根据iB e a c o n距离-R S S I损耗模型计算出手机至iB e a c o n的距离，再采用三边质心法确定手机位置坐标，并标示在手 机端商场地图上；另外，按照手机端输入的目的地信息，服务器运行引入回退机制的A*算法，规划出最优可行路径，实现手机 端的商场导航。实验数据表明最大定位误差在3米以内，导航路径精准。 关键词：iB e a c o n;室内定位及导航；三边质心法&A-算法 中图分类号：T N925 文献标志码：A Indoor Location and Navigation System Based on iBeacon in Shopping Mall Q I A N J in，C H E N S h u ro n g (S c h o o l o f in fo rm a tio n E n g in e e rin g，S h a n g h a i M a ritim e U n iv e r is ty，S han gha i 201306) A b s tra c t：A n in d o o r lo c a tio n and n a v ig a tio n s yste m fo r m o b ile phones is de sig ned w it h th e C/S a rc h ite c tu re b y u s in g i B eacon.A m o b ile p h o n e receives th e B lu e to o th s ig n a l and u p lo a d s it to th e s e r v e r，th e s e rv e r ca lcu la te s th e d ista n ce fro m th e m o b ile phone to th e iB eacon a c c o rd in g t o th e s tre n g th b lu e te e th s ig n a l and th e iB eacon d is ta n c e-R S S I lo s s m o d e l，and th e n uses th e tr ila te r a l c e n tro i d m e th o d to d e te rm in e th e p o s itio n co o rd in a te s o f th e m o b ile p h o n e m a rk e d o c o rd in g t o t h e des t i n a t i o n in fo rm a t i o n in p u t t e d b y t h e m o b ile p h o n e，t h e s e rve r ru n s th e A- m e ch a n ism to p la n an op t i m a l pa t h，so as to re a lize t h e s h o p p in g na vig a t i o n fo r t h e m o b ile p h o n e.E x p e rim th e m a x im u m p o s itio n in g e rro r i s w i t h i n3m e te rs，t h e n a v ig a tio n p a th is a c c u r a te. K e y w o r d s：iB e a c o n；In d o o r pos i t i o n in g and n a v ig a t i o n；T h re e-s id e d c e n tro id m e th o d；A-a lg o rith m 0引言 随着商场、地下停车场、机场等大型室内场馆的兴建，手 机室内定位及导航需求日趋强烈，如商场中基于位置信息给予用户手机特定的商品消息推送，地下停车场智能寻车，机 场室内位置导航等。目前手机室内定位技术主要通过蓝牙iB e a c o n和W i-F i来实现，文献[1][2]使用W i-F i指纹定位算法，将接收W i-F i信号的R S S I值与已建立的指纹数据库进行对比实现定位；文献[3][]使用iB e a c o n定位技术，首先建立 iB e a c o n信号强度与距离之间的关系，再通过三边定位算法实现定位。以上两种定位技术均能满足商场室内定位精度需求，但商场人流较大，商铺位置易变动，导致W i-F i指纹库 需要时常更新维护，人工成本较大，相比之下iB e a c o n技术更 适用于商场环境。 导航是手机位置信息服务的一种，可转化为找寻定位点与目的地之间的最短可行路径。常用的路径规划算法包括D ijk s t r a算法、A-搜索算法、蚁群算法等。文献[4]指出D i-j s t a算法搜索全局空间，难以满足快速规划路径的需求，而 通过改进A-算法建立平滑的A-模型，其性能优于蚁群算法，且能处理障碍物随机分布的复杂环境下的路径规划问题。可见A-算法更适用于障碍物较多的室内环境。 本文利用蓝牙iB e a c o n技术实现手机室内定位及导航功 能，首先在室内部署ib e a c o n设备，测量室内环境中各点的R S S I值，得出信号强度与距离之间的关系，建立iB e a c o n距 离-R S S I损耗模型；其次手机接收iB e a c o n的R S S I值，上传 至服务器，利用上述模型和三边质心法计算手机位置坐标；服务器端按照用户输入的目的地，采用引入回退机制的A-算法计算最优路径，并在手机端自制的商场地图上标示最优导航路径。 1 系统概述 系统主要由3个部分组成：iB e a c o n设备、A n d r o id智能 手机、服务器，如图1所示。 多个已知位置坐标的iB e a c o n部署在室内空间中，周期 性地向外界广播信号。 手机应用由A n d r o id S t u d io开发环境搭建而成，其功能 包括接收iB e a c o n信号并上传iB e a c o n的M a jo r值及对应R S S I值至服务器；上传用户输入的目的地；接受返回信息并在室内地图标示当前位置；显示服务器返回的最优导航路径。 作者简介:前晋（1994-)，男，硕士，研究方向：无线通信及接入技术。 陈淑荣（1972-)，女，副教授，研究方向：视频分析与处理，现代通信网络及控制技术。 ,76,
七大室内定位技术PK
七大室内定位技术PK 随着LBS和O2O搅得火热，定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用，但是作为定位技术的末端，室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内，室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注，但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS，AGPS等室外定位系统，室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范，现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展，也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度，穿透性，抗干扰性，布局复杂程度，成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术
超声波室内定位系统是基于超声波测距系统而开发，由若干个应答器和主测距器组成：主测距器放置在被测物体上，向位置固定的应答器发射同无线电信号，应答器在收到信号后向主测距器发射超声波信号，利用反射式测距法和三角定位等算法确定物体的位置。 超声波室内定位整体精度很高，达到了厘米级，结构相对简单，有一定的穿透性而且超声波本身具有很强的抗干扰能力，但是超声波在空气中的衰减较大，不适用于大型场合，加上反射测距时受多径效应和非视距传播影响很大，造成需要精确分析计算的底层硬件设施投资，成本太高。 超声波定位技术在数码笔上已经被广泛利用，而海上探矿也用到了此类技术，室内定位技术还主要用于无人车间的物品定位。 射频识别(RFID)室内定位技术 精确度：★★★★★ 穿透性：★★★☆☆ 抗干扰性：★★☆☆☆ 布局复杂程度★★☆☆☆ 成本：★★☆☆☆ 射频识别室内定位技术利用射频方式，固定天线把无线电信号调成电磁场，附着于物品的标签进过磁场后感应电流生成把数据传送出去，以多对双向通信交换数据以达到识别和三角定位的目的。(感应门禁卡和商场防盗系统用的就是这种技术) 射频识别室内定位技术作用距离很近，但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且由于电磁场非视距等优点，传输范围很大，而且标识的体积比较小，造价比较低。但其不具有通信能力，抗干扰能力较差，不便于整合到其他系统之中，且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。 射频识别室内定位已经被仓库、工厂、商场广泛使用在货物、商品流转定位上。
WLAN室内定位技术分析
目录 无线定位技术概览工程部署考虑 项目实施流程介绍iMC WSM定位介绍
GPS 定位 定位过程：由(d1,d2,d3,d4)和(p1,p2,p3,p4)参数，推导坐标（经度，纬度，海拔）。 其中(p1…p4)位置信息由GPS系统（主站、监控站等）提供，并向地面广播； (d1…d4)由天地间的传输时间差*光速得来。 高精度的原子钟（早期的GPS卫星为铯原子钟，最新的Block IIR为铷原子钟）。 差之毫厘失之千里。 进行三维定位至少需要4颗星；站星几何图形；算法；误差修正（多颗星冗余矫正）。 缺点：GPS卫星信号无法穿透建筑物到达室内。 p2 站星几何图形GPS 三维定位d1 d2 d3 d4 p1 p3 p4 GPS定位示意图
角度定位法小区定位法 三角定位法双曲线定位法
z SV 星历数据 z多普勒频偏数据 z视野星座，等 DGPS提升精度 A-GPS工作原理示意图针对GPS的首次定位时间（TTFF）较长的问题，A-GPS通过移动网络的支持可以获得更快的TTFF，且接收灵敏度、定位精度都有提升 网络侧的GPS观测设备，测量服务区域内的星历数据等，并供定位服务器使用。 用户首先向移动网络请求定位服务，然后定位服务器再返回当前空域的GPS卫星数据，用 户GPS接收机借助这些数据，快速获取当前位置到卫星的伪距。 接收机伪距等信息，再次上传到定位服务器根据区域内的差分GPS接收数据，修正位置信息并返回给用户或第三方应用呈现。 实际应用方面，有开放移动联盟OMA的SPUL规范，其定义了接入层、核心网等各种网络接口的实现。中国移动的A-GPS方案就是基于SPUL实现。
楼宇的iBeacon室内定位技术 1iBeacon介绍 iBeacon是苹果在2013年WWDC上推出一项基于蓝牙4.0（Bluetooth LE|BLE| Bluetooth Smart）的精准微定位技术，当你的手持设备靠近一个Beacon基站时，设备就能够感应到Beacon信号，范围可以从几毫米到50米。因为是一种定位技术，苹果将iBeacon相关的接口放到了CoreLocation.framework。Google在Android 4.3及后续版本支持了该功能，只要满足iBeacon技术标准即可。 BLE与传统的蓝牙相比最大的优势是功耗降低90%，同时传输距离增大（理想状况下超过100米）、安全和稳定性提高（支持AES加密和CRC验证）。iBeacon同时有一些自己的特点： （1）无需配对，一般蓝牙设备印象中都需要配对工作。iBeacon无需配对，因为它是采用蓝牙的广播频道传送信号。 （2）程序可以后台唤醒，iBeacon的信息推送需要App支持。但是我们接收iBeacon 信号无需打开App，只要保证安装了，同时手机蓝牙打开。 （3）iBeacon不具备传统意义上的数据传输功能，Beacon基站只推送位置信息，数据格式如下图所示。如果开发的APP要运行起来并与服务器通信以实现定制化功能、获取定制化数据，需要开启其他的数据通信方式，如WIFI、4G等。 其中： UUID：厂商识别号 Major：相当于群组号，同一个组里Beacon有相同的Major Minor相当于识别群组里单个的Beacon TX Power：用于测量设备离Beacon的距离 UUID+Major+Minor就构成了一个Beacon的识别号，有点类似于网络中的IP地址。TX Power用于测距，iBeacon目前只定义了大概的3个粗略级别： 非常近（Immediate）:大概10厘米内 近（Near）:1米内 远（Far）:1米外
云里物里iBeacon室内定位和微信摇一摇 苹果推出ibeacon室内定位技术是为了弥补GPS无法覆盖室内定位这种场景。而腾讯则是利用蓝牙ibeacon在场景体验方面进行了创新，实现了微信摇一摇周边的功能。下面跟随iBeacon厂家云里物里一起来分析ibeacon室内定位和微信摇一摇的原理。 一、定位原理 其实这个原理很简单，就是根据两边长可以确定第三个点。 A和B是两个已知经纬度的坐标点，待测点计算出跟A和B的距离，自然就可以确定自身的坐标点。 二、苹果ibeacon室内定位 其实就是在A和B点各放置一个ibeacon，然后手机进入ibeacon的广播范围即可以通过算法计算出自己的坐标。 这里需要一个前提，就是ibeacon室内定位是一个应用APP，应用是已经知道A 和B的经纬度坐标的，该应用其实是一个地图应用来的，装有APP的手机进入A和B的信号覆盖范围自然就可以在地图上标记自己的位置。
三、蓝牙ibeacon原理 苹果推出的ibeacon是基于蓝牙BLE的，其实ibeacon未来不见得就一定以蓝牙为载体，理论上，无线设备都可以，但是一定要手机集成支持的，否则就失去意义了。现在手机除了蓝牙就是wifi了，wifi功耗太大，不符合ibeacon长时间工作的要求。所以目前就只有蓝牙ibeacon应用了。 蓝牙通信有广播和连接两种通信模式。但ibeacon只利用广播这种方式，当然，如果要更新ibeacon的广播内容是需要建立连接并通信的。 蓝牙BLE广播的有效载荷payload是最长31字节，苹果约定一种前缀来标识 ibeacon，并固定使用30字节。格式如下：
室内定位技术开发建设项目计划书
随着LBS和O2O搅得火热，定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用，但是作为定位技术的末端，室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内，室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注，但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS，AGPS等室外定位系统，室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范，现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展，也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度，穿透性，抗干扰性，布局复杂程度，成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术 精确度：★★★★☆ 穿透性：☆☆☆☆☆ 抗干扰性：☆☆☆☆☆ 布局复杂程度★★★★★ 成本：★★☆☆☆ 红外线室内定位有两种，第一种是被定位目标使用红外线IR标识作为移动点，发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位;第二种是通过多对发射器和接收器织红外线网覆盖待测空间，直接对运动目标进行定位。 红外线的技术已经非常成熟，用于室内定位精度相对较高，但是由于红外线只能视距传播，穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器)，当标识被遮挡时就无法正常工作，也极易受灯光、烟雾等环境因素影响明显。加上红外线的传输距离不长，使其在布局
上，无论哪种方式，都需要在每个遮挡背后、甚至转角都安装接收端，布局复杂，使 得成本提升，而定位效果有限。 红外线室内定位技术比较适用于实验室对简单物体的轨迹精确定位记录以及室内 自走机器人的位置定位。 超声波室内定位技术 精确度：★★★★★ 穿透性：★☆☆☆☆ 抗干扰性：★★★☆☆ 布局复杂程度★★☆☆☆ 成本：★★★★★ 超声波室内定位系统是基于超声波测距系统而开发，由若干个应答器和主测距器组成：主测距器放置在被测物体上，向位置固定的应答器发射同无线电信号，应答器在收到信号后向主测距器发射超声波信号，利用反射式测距法和三角定位等算法确定物体的位置。 超声波室内定位整体精度很高，达到了厘米级，结构相对简单，有一定的穿透性而且超声波本身具有很强的抗干扰能力，但是超声波在空气中的衰减较大，不适用于大型场合，加上反射测距时受多径效应和非视距传播影响很大，造成需要精确分析计算的底层硬件设施投资，成本太高。 超声波定位技术在数码笔上已经被广泛利用，而海上探矿也用到了此类技术，室 内定位技术还主要用于无人车间的物品定位。 射频识别(RFID)室内定位技术 精确度：★★★★★ 穿透性：★★★☆☆ 抗干扰性：★★☆☆☆ 布局复杂程度★★☆☆☆ 成本：★★☆☆☆ 射频识别室内定位技术利用射频方式，固定天线把无线电信号调成电磁场，附着于物品的标签进过磁场后感应电流生成把数据传送出去，以多对双向通信交换数据以达到识别和三角定位的目的。(感应门禁卡和商场防盗系统用的就是这种技术) 射频识别室内定位技术作用距离很近，但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且由于电磁场非视距等优点，传输范围很大，而且标识的体积比较小，造价比较低。但其不具有通信能力，抗干扰能力较差，不便于整合到其他系统之中，且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。 射频识别室内定位已经被仓库、工厂、商场广泛使用在货物、商品流转定位上。 蓝牙室内定位技术