物聯網常見的十種定位技術的優缺點

1、射頻識別室內定位技術

　　射頻識別室內定位技術利用射頻方式，固定天線把無線電訊號調成電磁場，附著於物品的標籤經過磁場後生成感應電流把資料傳送出去，以多對雙向通訊交換資料以達到識別和三角定位的目的。

　　射頻識別室內定位技術作用距離很近，但它可以在幾毫秒內得到釐米級定位精度的資訊，且由於電磁場非視距等優點，傳輸範圍很大，而且標識的體積比較小，造價比較低。但其不具有通訊能力，抗干擾能力較差，不便於整合到其他系統之中，且使用者的安全隱私保障和國際標準化都不夠完善。

　　射頻識別室內定位已經被倉庫、工廠、商場廣泛使用在貨物、商品流轉定位上。

2、Wi-Fi室內定位技術

　　Wi-Fi定位技術有兩種，一種是通過移動裝置和三個無線網路接入點的無線訊號強度，通過差分演算法，來比較精準地對人和車輛的進行三角定位。另一種是事先記錄巨量的確定位置點的訊號強度，通過用新加入的裝置的訊號強度對比擁有巨量資料的資料庫，來確定位置。

　　Wi-Fi定位可以在廣泛的應用領域內實現複雜的大範圍定位、監測和追蹤任務，總精度比較高，但是用於室內定位的精度只能達到2米左右，無法做到精準定位。由於Wi-Fi路由器和移動終端的普及，使得定位系統可以與其他客戶共享網路，硬體成本很低，而且Wi-Fi的定位系統可以降低了射頻(RF)干擾可能性。

　　Wi-Fi定位適用於對人或者車的定位導航，可以於醫療機構、主題公園、工廠、商場等各種需要定位導航的場合。

3、超寬頻(UWB)定位技術

　　超寬頻技術是近年來新興一項全新的、與傳統通訊技術有極大差異的通訊無線新技術。它不需要使用傳統通訊體制中的載波，而是通過傳送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈衝來傳輸資料，從而具有3.1~10.6GHz量級的頻寬。目前，包括美國，日本，加拿大等在內的國家都在研究這項技術，在無線室內定位領域具有良好的前景。

　　UWB技術是一種傳輸速率高，發射功率較低，穿透能力較強並且是基於極窄脈衝的無線技術，無載波。正是這些優點，使它在室內定位領域得到了較為精確的結果。超寬頻室內定位技術常採用TDOA演示測距定位演算法，就是通過訊號到達的時間差，通過雙曲線交叉來定位的超寬頻系統包括產生、發射、接收、處理極窄脈衝訊號的無線電系統。而超寬頻室內定位系統則包括UWB接收器、UWB參考標籤和主動UWB標籤。定位過程中由UWB接收器接收標籤發射的UWB訊號，通過過濾電磁波傳輸過程中夾雜的各種噪聲干擾，得到含有效資訊的訊號，再通過中央處理單元進行測距定位計算分析。

　　超寬頻可用於室內精確定位，例如戰場士兵的位置發現、機器人運動跟蹤等。超寬頻系統與傳統的窄帶系統相比，具有穿透力強、功耗低、抗干擾效果好、安全性高、系統複雜度低、能提供精確定位精度等優點。因此，超寬頻技術可以應用於室內靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤與導航，且能提供十分精確的定位精度。根據不同公司使用的技術手段或演算法不同，精度可保持在0.1 m~0.5 m。

4、地磁定位技術

　　地球可視為一個磁偶極，其中一極位在地理北極附近，另一極位在地理南極附近。地磁場包括基本磁場和變化磁場兩個部分。基本磁場是地磁場的主要部分，起源於地球內部，比較穩定，屬於靜磁場部分。變化磁場包括地磁場的各種短期變化，主要起源於地球內部，相對比較微弱。

　　現代建築的鋼筋混凝土結構會在區域性範圍內對地磁產生擾亂，指南針可能也會因此受到影響。原則上來說，非均勻的磁場環境會因其路徑不同產生不同的磁場觀測結果。而這種被稱為 IndoorAtlas的定位技術，正是利用地磁在室內的這種變化進行室內導航，並且導航精度已經可以達到 0.1 米到 2 米。

　　不過使用這種技術進行導航的過程還是稍顯麻煩。你需要先將室內樓層平面圖上傳到 IndoorAtlas 提供的地圖雲中，然後你需要使用其移動客戶端實地記錄目標地點不同方位的地磁場。記錄的地磁資料都會被客戶端上傳至雲端，這樣其它人才能利用已記錄過的地磁進行精確室內導航。

　　百度於2014年戰略投資了地磁定位技術開發商IndoorAtlas，並於2015年6月宣佈在自己的地圖應用中使用其地磁定位技術，將該技術與Wi-Fi熱點地圖、慣性導航技術聯合使用。精度高, 宣傳商業應用中，可以達到米級定位標準，但磁訊號容易受到環境中不斷變化的電、磁訊號源干擾，定位結果不穩定，精度會受影響。

5、超聲波定位技術

　　超聲波定位技術通過在室內安裝多個超聲波揚聲器，發出能被終端麥克風檢測到的超聲訊號。通過不同聲波的到達時間差，推測出終端的位臵。

　　由於聲波的傳送速度遠低於電磁波，其系統實現難度非常低，可以非常簡單地實現系統的無線同步，然後用超聲波傳送器傳送，接收端採用麥克風接收，自己運算位置即可。

　　由於聲波的速率比較低，傳送相同的內容需要的時間比較長，只有通過類似TDoA的方式才能獲得較大的系統容量。

6、ZigBee室內定位技術

　　該項技術是通過若干個待定位的盲節點和一個已知位置的參考節點與閘道器之間形成組網，每個微小的盲節點之間相互協調通訊以實現全部定位。

　　ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網路技術，這些感測器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將資料從一個節點傳到另一個節點，作為一個低功耗和低成本的通訊系統，ZigBee的工作效率非常高。但ZigBee的訊號傳輸受多徑效應和移動的影響都很大，而且定位精度取決於通道物理品質、訊號源密度、環境和演算法的準確性，造成定位軟體的成本較高，提高空間還很大。

　　ZigBee室內定位已經被很多大型的工廠和車間作為人員在崗管理系統所採用。

7、紅外線定位技術

　　紅外線是一種波長間於無線電波和可見光波之間的電磁波。紅外線室內定位技術定位的原理是，紅外線標識發射調製的紅外射線，通過安裝在室內的光學感測器接收進行定位。雖然紅外線具有相對較高的室內定位精度，但是由於光線不能穿過障礙物，使得紅外射線僅能視距傳播。直線視距和傳輸距離較短這兩大主要缺點使其室內定位的效果很差。當標識放在口袋裡或者有牆壁及其他遮擋時就不能正常工作，需要在每個房間、走廊安裝接收天線，造價較高。因此，紅外線只適合短距離傳播，而且容易被熒光燈或者房間內的燈光干擾，在精確定位上有侷限性。

　　典型的紅外線室內定位系統Activebadges使待測物體附上一個電子標，該標識通過紅外發射機向室內固定放置的紅外接收機週期傳送該待測物唯一ID，接收機再通過有線網路將資料傳輸給資料庫。這個定位技術功耗較大且常常會受到室內牆體或物體的阻隔，實用性較低。如果將紅外線與超聲波技術相結合也可方便地實現定位功能。用紅外線觸發定位訊號使參考點的超聲波發射器向待測點發射超聲波，應用TOA基本演算法，通過計時器測距定位。一方面降低了功耗，另一方面避免了超聲波反射式定位技術傳輸距離短的缺陷。使得紅外技術與超聲波技術優勢互補。

8、藍芽定位技術

　　藍芽技術通過測量訊號強度進行定位。這是一種短距離低功耗的無線傳輸技術，在室內安裝適當的藍芽區域網接入點，把網路配置成基於多使用者的基礎網路連線模式，並保證藍芽區域網接入點始終是這個微微網(piconet)的主裝置，就可以獲得使用者的位置資訊。藍芽技術主要應用於小範圍定位，例如單層大廳或倉庫。藍芽室內定位技術最大的優點是裝置體積小、易於整合在PDA、PC 以及手機中，因此很容易推廣普及。理論上，對於持有整合了藍芽功能移動終端裝置的使用者，只要裝置的藍芽功能開啟，藍芽室內定位系統就能夠對其進行位置判斷。採用該技術作室內短距離定位時容易發現裝置且訊號傳輸不受視距的影響。根據不同公司使用的技術手段或演算法不同，精度可保持在3 m~15 m。

9、GPS及北斗衛星等定位技術

　　北斗衛星定位是中國自主研發的，利用地球同步衛星為使用者提供全天候、區域性的衛星定位系統。它能快速確定目標或者使用者所處地理位置，向使用者及主管部門提供導航資訊。

　　北斗衛星導航系統在2008年的汶川地震抗震救災中發揮了重要作用。在當地通訊設施嚴重受損的情況下，通過北斗衛星系統實現各點位各部門之間的聯絡，精確判定各路救災部隊的位置，以便根據災情及時下達新的救援任務。

　　現階段北斗衛星應用於民事的比較少，而市面上也可以看到有北斗手機和北斗汽車導航。

10、基站定位技術

　　基站定位一般應用於手機使用者，手機基站定位服務又叫做移動位置服務(LBS——Location Based Service)，它是通過電信移動運營商的網路(如GSM網)獲取移動終端使用者的位置資訊(經緯度座標)，在電子地圖平臺的支援下，為使用者提供相應服務的一種增值業務，例如目前中國移動動感地帶提供的動感位置查詢服務等。

　　由於GPS定位比較費電，所以基站定位是GPS裝置常見功能。但是基站定位精度較低，一般在500米到2000米的誤差。

　　除了以上提及的，目前來看定位技術的種類有幾十甚至上百種，而每種定位技術都有自己的優缺點和適合的應用場景。到底哪種技術會最終勝出，現在還不得而知，有待產業鏈同仁的努力和時間的檢驗。