蓝牙技术在室内定位中的应用研究

WiFi、蓝牙、RFID、红外、ZigBee、UWB哪种室内定位技术更好？

我们常用的定位技术当属GPS卫星定位，无论是汽车还是手机导航，都会用到GPS，但一

旦到了室内，由于建筑物的遮挡，GPS便无法做到精确的定位。

目前，随着5G技术的发展，新的编码方式、波束赋形、大规模天线阵列、毫米波频谱等为

高精度距离测量提供技术支持。因此，室内定位的研究成为无线传感器网络服务的一个重要

分支。

常用的室内定位技术包括：WiFi、蓝牙、RFID、红外、ZigBee、UWB等等，本文就将这

几种定位方式进行对比，看看哪种室内定位技术更好。

WiFi定位技术

WiFi定位技术是采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，对已接入的移动设备进行位

置定位，最高精确度大约在1米至20米之间。

如果定位测算仅基于当前连接的WiFi接入点，而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图，

则WiFi定位就很容易存在误差（例如：定位楼层错误）。

另外，WiFi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域，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。

蓝牙定位技术

蓝牙定位技术是目前市场上应用部署比较多的，相对来说也是一种比较成熟的定位技术。蓝

牙和WiFi之间的差别不是太大，但是准确性会比WiFi（3-5m）高一点。

蓝牙定位采用基于蓝牙的三角测距技术，除了使用手机的蓝牙模块外，还需要部署蓝牙信标，

可以实现亚米级的最高定位精度，但是是需要布置太多的信标。

蓝牙定位技术的最大优点是体积小，距离短，功耗低，可以集成到手机等移动设备中，只需

打开设备的蓝牙功能，就可进行定位。蓝牙传输不受视线影响，但是对于复杂的工业环境，

蓝牙系统的稳定性稍差，抗遮挡能力有待提高，并且容易受到噪声信号的干扰。

RFID定位技术

RFID定位的基本原理是通过一组固定的读取器读取目标RFID标签的特征信息（例如身份

ID，接收信号强度等），它也可以使用最近邻法，多边定位法，接收信号强度等确定标签

室内定位解决方案

室内定位是指在室内环境中，通过利用各种技术手段来确定一个人或物体的位置信息。与室外定位相比，室内定位面临的挑战更多，包括信号衰减、多径效应、多路径干扰等问题。因此，为了解决室内定位问题，需要采用一系列的解决方案。

一、基于无线信号的室内定位

1.Wi-Fi定位：利用Wi-Fi信号来进行室内定位是目前较为成熟的方案之一、通过使用已有的Wi-Fi基础设施，可以通过收集Wi-Fi信号的强度、延迟等信息来进行定位。这种方法相对简单，但需要提前进行地图数据库的建立和信号指纹的收集。

2.蓝牙定位：近年来，蓝牙技术的发展使得室内定位变得更加容易。通过在室内布置一些蓝牙信标，可以收集到信标发出的蓝牙信号的强度等信息，从而实现室内定位。蓝牙定位具有低功耗的特点，可以广泛应用于室内导航、仓储物流等领域。

二、基于传感器的室内定位

1.加速度计：加速度计是一种用于测量物体加速度的传感器。通过分析加速度数据可以推测出人员或物品的位置变化。加速度计在室内定位中常用于步态识别和行为识别等方向。

2.陀螺仪：陀螺仪是一种用于测量物体角速度的传感器。通过测量物体的转动速度，可以推测出其位置变化。陀螺仪常用于室内运动追踪、虚拟现实等应用场景。 3.磁力计：磁力计是一种用于测量磁场强度的传感器。通过测量磁场可以推测出物体的方向和位置。磁力计在室内导航、定位和姿态识别等方面有着广泛的应用。

三、基于图像处理的室内定位

1.摄像头：摄像头是一种常见的图像采集设备，可以通过图像处理技术来实现室内定位。通过分析摄像头拍摄到的图像，可以提取出人员或物品的特征信息，从而实现定位。摄像头在室内安防监控、人流统计等方面有着重要的应用。

2. 深度相机：深度相机是一种能够获取物体深度信息的设备，如微软的Kinect、谷歌的Project Tango等。通过深度相机可以实时获取室内场景的三维信息，从而实现定位和建图。深度相机在室内导航、虚拟现实等领域有着广泛的应用。

随着物联网生态链逐渐走向成熟，对定位的需求将大大的增加，无论是室内定位还是室外定位领域都将迎来爆发性的市场机遇。而室内被誉为定位的最后一公里，随着移动终端设备的大幅增加以及人们室内活动的时间变长，室内定位逐渐成为刚需。

室内定位

室内定位根据定位技术的不同分为十大类：WiFi定位、RFID定位、红外定位、超声波定位、蓝牙定位、惯性导航定位、超宽带(UWB)定位、LED可见光定位、地磁定位、视觉定位。其中蓝牙定位和超宽带（UWB）定位是最符合时下物联网室内定位需求的。SKYLAB也有推出基于蓝牙米级室内定位方案和基于UWB超宽带技术的厘米级室内定位方案，为不同行业的室内定位需求贡献了诸多行之有效的位置服务方案。

室内定位根据应用的不用主要分为两大类：用于室内定位导航和人员/物品定位管理。

室内定位导航主要应用于地下停车场、大型商场、机场、火车站、会展等场景，可以为终端消费者提供实时导航、跨楼层指引、路线规划等便捷化服务。

人员/物品定位管理主要应用于工业、物流、医疗及危险环境、重点安保区域等场景，可以实时了解关键物体人员/物品的位置，准确的记录人员/物品移动的行为轨迹，对设备点的定期巡检，实时监控还能够对危险区域进行告警，提醒访客和其他非相关人员不要靠近危险区域。

室内定位根据应用场景的不同主要分为两大类：针对消费者的服务和针对企业客户的服务。

应用场景①消费者服务：商场导购、停车场反向寻车、家人防走散、 LBS 交友、展厅自助导游等；

应用场景②企业客户: 人流监控和分析、智慧仓储和物流、智能制造、紧急救援、人员资产管理和服务机器人等；

蓝牙定位：蓝牙定位基于RSSI（Received Signal Strength Indication，信号场强指示）定位原理。根据定位端的不同，蓝牙定位方式分为网络侧定位（基于蓝牙网关TD05/TD05A）和终端侧定位（基于蓝牙Beacon VG01/VG02/VG05）。网络侧定位系统由终端（手机等带低功耗蓝牙的终端）、蓝牙Beacon节点，蓝牙网关，无线局域网及后端数据服务器构成。终端侧定位系统由终端设备（如嵌入SDK软件包的手机）和Beacon组成。蓝牙定位的优势在于实现简单，终端侧定位一般用于室内定位导航，精准位置营销等用户终端；而网络侧定位主要用于人员跟踪定位，资产定位及客流分析等情境之中。 超宽带(UWB)定位：超宽带技术是近年来新兴一项全新的、与传统通信技术有极大差异的通信无线新技术。UWB技术是一种传输速率高，发射功率较低，穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线技术，无载波。正是这些优点，使它在室内定位领域得到了较为精确的结果。超宽带（UWB）定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点，与新加入的盲节点进行通讯，并利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。可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。

1 “北斗+蓝牙”定位技术，室内外无缝融合 钛斗TM来了

位置信息是物联网应用系统实现服务的基础

物联网是通过传感设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。位置信息在物联网的发展和应用中占据重要位置。

位置信息涵盖了空间、时间、对象三要素。利用这些信息，物联网给用户提供所在地附近的更具时效性的智能化服务。例如：基于位置信息，医院的物联网才能帮助患者在医院少走“冤枉路”，实现智能导诊陪诊；基于位置信息，精细化工的物联网才能帮助企业开展智能巡检、重大危险源监测，实现安全生产；基于位置信息，公检法司行业的物联网就能通过位置监测安全距离，保障执法安全……

因此，位置信息是各种物联网应用系统实现服务功能的基础。

科技推动定位技术百花齐放

定位技术就是确定位置，从应用场景上，定位可分为室外定位、室内定位以及室内外融合定位。

室外定位主要依赖全球导航卫星系统（GNSS）实现，通过接收卫星提供的经纬度坐标信号进行定位。目前，全球导航卫星系统主要有：中国北斗卫星导航系统、美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯系统(GLONASS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统。随着GNSS2 发展，其应用范围逐渐扩大，几乎涉及国民经济的所有领域。但是GNSS信号无法穿透建筑物，难以实现室内环境定位，此外，单独依赖GNSS本身的定位性能并不能满足厘米级高精度定位需求。

室内定位是指在室内环境中实现位置定位，采用无线通讯、惯导定位、动作捕捉等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，实现人员、物体等在室内空间的位置感知。常见的室内定位技术有：蓝牙、UWB、Wi-Fi、红外线、RFID、ZigBee、通讯网络蜂窝定位技术、超声波等。主要适用在工业控制系统、医疗数据收集、楼宇自动化等场合。在现有技术条件下，室内定位技术的精度和成本无法兼顾：在大面积范围进行定位时，想要达到一定的精度要求，需要部署大量设备，系统成本急剧上升。