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室内定位系统(IPS)采用RFID技术实现物品定位

2015/2/9 10:42:42
文章来源:网络

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  一般而言,一种新技术的出现无疑会给人们带来相应的机遇和挑战,室内定位系统(IPS)的出现是与现代社会的快节奏生活分不开的,IPS作为初出茅庐者,目前并未像GPS那样形成一条完整成熟的产业链,但是IPS的潜力是极其巨大的,而且IPS也较好契合了低碳环保的主题,它使得我们的工作环境更加舒适,客观上顺应了建设节约型社会的要求。我们有理由期待IPS会把我们的生活变得更加美好。

  试想在20××年某一天的普通生活的情景:在一幢结构复杂的办公大楼里,在开会时,系统可以根据由公司员工带有芯片的胸卡发出的信号判断出参加会议人数的多少,从而调节空调的温度;下班之后,IPS可以根据声音准确判断是否有人停留在办公场所,在所有的人都离开之后,IPS可以将这种信号传递出去,并自动关闭电器;甚至对于那些初来乍到不熟悉环境的新人来讲,在手机IPS发出的信号提示下找到洗手间的准确位置,解决燃眉之急。

  这样的一幅全自动化办公画面无疑是美妙的。其中所涉及的IPS是英文Indoor Position System的简称,即室内定位系统。

  目前,许多人对于IPS感到非常陌生,现就职于北京合众思壮公司的高级工程师赵俊彦就IPS的相关问题接受了本报记者的采访。

  ————因何而生————

  GPS有局限

  全球定位系统GPS作为一种成熟的系统,已经成为人们居家外出旅行的必不可少的交通工具。

  而在如今社会,在经历过数次工业革命之后,许多大城市里变成“水泥森林”,在这森林里,巨型摩天建筑无处不在,甚至当你在某个大型地下商场里闲逛的时候都很有可能找不到东西南北。复杂的建筑群凝聚着现代科技的结晶,给人们带来生活便捷的同时,也让广大路痴朋友很是着急,路应该怎么走,这是每天都会产生的问题。

  GPS并非万能的,它也有自身的局限性,比如它只能在户外使用。为何一旦进入室内,GPS便会“英雄无用武之地”?道理很简单,在室内,由于有不同建筑物的阻挡,GPS信号显然无法被很好地接收。即使在室内装有GPS接收机,但是由于受到建筑物的影响,想要取得与室外定位同样的效果在现在看来几乎是不可能的。因此纵使GPS有十八般武艺,在室内,它也只能发出“既生瑜何生亮”的感慨了。

  不要着急,门虽然关闭,可是上帝却给你打开了一扇窗口。这扇窗口就是室内定位系统(IPS)。有需求的地方就会有市场,对于室内定位的需求使得IPS的诞生并不会显得突兀,它解决了GPS在室内无法工作的窘境,室内定位系统就这样应运而生了。

  ————应用技术————

  分类众多

  一般说来,无线室内定位技术大致上可以分为如下几大类:射频识别技术、蓝牙技术、ZigBee技术、红外线室内定位技术、超声波定位技术以及Wi-Fi技术。

  射频识别技术。射频定位技术实现起来非常方便,而且系统受环境的干扰较小,电子标签信息可以编辑改写比较灵活。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,有望成为优选的室内定位技术。其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。

  蓝牙技术。这种室内定位技术非常突出的一个优点是,由于其所占用的空间不大且容易集成在诸如手机之类的终端移动设备中,因此推广普及显得极其方便。蓝牙室内定位技术是一种低功耗短距离的无线传输技术,它能够通过测量信号强度这样的方式对于目标进行定位。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,蓝牙系统受噪声信号干扰大,它的稳定性略微欠佳。

  ZigBee技术。ZigBee技术的一个特征是它的功耗很少,成本不高。作为一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,ZigBee拥有一套自己的无线电标准,在数千个微小的传感器之间相互协调通信以实现定位。这些传感器只需要很少的能量,就可以将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以这些传感器的通信效率非常高。

  红外线室内定位技术。这是根据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的技术。由于光线无法穿越障碍物,因此红外射线仅能视距传播。直线视距再加上传输距离较短,这使得室内定位的效果很不理想。为了实现红外线室内定位技术较好的效果,则需要在每个走廊、房间里安装接收天线,这样导致其整体成本不菲,不利于在大范围内推广和应用。因此,红外线只适合短距离传播,而且容易被房间内的灯光等干扰,其精确定位有局限性。

  超声波定位技术。这种技术主要采用反射式测距法,通过发射超声波并接收由被测物产生的回波计算出待测距离。在收到无线电信号后,应答器同时向主测距器发射超声波信号,从而获得主测距器与各个应答器之间的距离。一般而言,超声波定位的整体定位精度非常高,效果好,但超声波需要大量的底层硬件设施投资,成本太高。

  Wi-Fi技术。无线局域网络是一种全新的信息获取平台,它可以实现大范围定位任务。可是Wi-Fi收发器都的覆盖区域有限,同时也较易受到其他信号的影响,从而不利于其精确程度。

  除此以外,还有基于图像分析、磁场等其他定位技术,目前很多技术还处于研究阶段。

  ————发展前景————

  未来会很美

  未来的世界充满着变幻莫测,特别是在科技发达的今天,用一日千里形容并不为过。那么IPS的未来会呈现出什么颜色?

  基于现在掌握的相关情况,我们大致可以对于IPS的未来做出如下判断。

  首先是室内导航。在大型博物馆中,IPS可以帮助游客尽情游览而不至于迷路或者错过精彩的场所。对于那些为人父母的家长来讲,孩子的教育问题是他们最头疼的问题之一,特别是家有顽皮叛逆的孩子,更会让家长不知所措,而IPS可以帮助父母及时得知孩子的动向,并就此做出相应的处理措施。

  IPS可以做到有效节能,通过声音控制或者光源控制,实现了节能的自动化。

  敏感区域监视,比如通过ZigBee技术实现员工所在区域的监控处理。

  当然,IPS监控的不仅仅是人,对于物,也可以做到监控,比如在行李上贴上RFID标签,可以知晓行李所在的位置。现在美国和日本的部分机场,乘客已经可以利用IPS,通过手机实现了快速定位,知晓路途。

  与室内定位密切相关的大都可以应用IPS系统,IPS的未来发展前景广阔。

  一般而言,一种新技术的出现无疑会给人们带来相应的机遇和挑战,室内定位系统(IPS)的出现是与现代社会的快节奏生活分不开的,IPS作为初出茅庐者,目前并未像GPS那样形成一条完整成熟的产业链,但是IPS的潜力是极其巨大的,而且IPS也较好契合了低碳环保的主题,它使得我们的工作环境更加舒适,客观上顺应了建设节约型社会的要求。我们有理由期待IPS会把我们的生活变得更加美好。

  -相关链接

  IPS是否会侵犯到个人的隐私安全?

  部分IPS系统在定位时,可以访问用户的信息,如在便携设备上的wifi定位系统、ZigBee和RFID等都有可能访问用户的设备中的信息。

  一方面需要开发者遵守职业道德,不侵犯用户隐私;另一方面用户也需要注意确认使用IPS的场合是否安全。

  当然,如果有必要,应该运用法律的武器保护自己的合法权益,确保自己的合法权益不受侵犯。

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