物联网解决方案背后有哪些先进的技术支撑

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物联网解决方案背后有哪些先进的技术支撑,第1张

WiFi技术

WiFi方案的优势是技术成熟,单独的产品就可以接入公网,成本也是相对较低。

缺点则是WiFi设备一般功耗较大,在物联网领域中,供电是一个问题;

WiFi接入数量相对有限,一个家庭路由器一般只能接入几十个设备;

当然,WiFi方案在物联网初级阶段有较大优势,单独的WiFi模块依托路由器即可入网,优势明显,虽然接入数量不多,但是在物联网、智能家居未大规模普及的情况下,也可以满足大多数需求。

所以基于IoT UART串口WiFi模块WG219/WG229/WG231/LCS6260的WiFi方案更适用于对功耗要求不明显,不会大量部署的物联网产品,例如:智能电饭煲,智能空调、冰箱、洗衣机等传统家电设备接入物联网。

蓝牙技术:

蓝牙方案的主要优势在于蓝牙模块的超低功耗,而且通过app打开蓝牙与手机的交互比较简单。

SKB369/SKB501

目前随着蓝牙50模块SKB501(网页链接)、以及更多蓝牙50产品的上市,蓝牙技术的数据传输速度和覆盖范围等得到了巨大的提升,更加适用于物联网的要求。

所以,蓝牙方案适用于对功耗有要求,和手机可以直接交互的物联网产品,例如:智能门锁,智能秤,智能电动牙刷等,也适用于大规模蓝牙mesh灯控、蓝牙传感器网络的部署。

UWB技术:

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。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微秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有31~106GHz量级的带宽。目前,包括美国,日本,加拿大等在内的国家都在研究这项技术,在无线室内定位领域具有良好的前景。

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。

超宽带室内定位技术常采用TDOA演示测距定位算法,就是通过信号到达的时间差,通过双曲线交叉来定位的超宽带系统包括产生、发射、接收、处理极窄脉冲信号的无线电系统。而超宽带室内定位系统则包括UWB接收器、UWB参考标签和主动UWB标签。定位过程中由UWB接收器接收标签发射的UWB信号,通过过滤电磁波传输过程中夹杂的各种噪声干扰,得到含有效信息的信号,再通过中央处理单元进行测距定位计算分析。

超宽带可用于室内精确定位,例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相比,具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、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。根据不同公司使用的技术手段或算法不同,精度可保持在01 m~05 m。

UWB定位:超宽带(UWB)定位技术是一种全新的、与传统通信定位技术有极大差异的新技术。它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TDOA定位算法,通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。

UWB定位的主要优势有,低功耗、对信道衰落(如多径、非视距等信道)不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强(能在穿透一堵砖墙的环境进行定位),具有很高的定位准确度和定位精度。

但它也有它的局限性所在,首先就是它需要在每个定位区块架设定位基站,对于复杂的行业环境来说,成本极高。同时大部分的应用场景并不需要那么高的定位精度,这也是为什么UWB定位技术精准度很高,但在实际场景中应用并不多的原因。

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。

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和终端侧定位。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。

正常来说,定位技术按精度区分,精度越高越高,对应的成本造价一般越高!

UWB室内定位最大特点是高精度。

主要利用超宽带的技术特点,以超短脉冲信号优化信号干扰,功耗强,冲突大等问题,WEWILLS众志物联网利用飞行时间TOF、TDOA算法,精度可达10cm。主要还是用在工业领域,如能源建设(电力、水利、火力等)、工业智能制造、公检司法的人员管控、隧道施工(地铁、高速隧道、矿场)等。UWB目前各厂家采用的技术方案都较为统一,最大的区别将在于流程服务及落地经验。

此技术常用于:危险场景管控、精准考勤、危险作业位置监测、流程效率分析、快速精准寻物寻人、贵重资产管理等等需要高精度场景。

根据不同的应用场景需求,精度定义会各有不同,比如养老院房间多的场景,需求如果是确定在哪个房间,那就可以用UWB、蓝牙AOA、蓝牙beacon,sub1G,UHF等等方式去实现(当然每个场景的特性差异将决定最终技术选择性),比如需要知道在房间的床上还是书桌左边还是右边,那就基本只能用UWB或者蓝牙AOA了。

综合来说,室内定位是个很大的舞台,WEWILLS众志做的是综合性的大平台,多种技术融合,可在不同场景下采用单种或多种定位技术,混合定位,实现内心所要的效果,有需求可以找。

超宽带(Ultra Wide-Band,UWB)uwb定位更是一种新型的无线通信技术,根据美国联邦通信委员会的规范,UWB的工作频带为31~106GHz,系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20%或系统带宽至少为500MHz。UWB信号的发生可通过发射时间极短(如2ns)的窄脉冲(如二次高斯脉冲)通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。

UWB定位的主要优势有,低功耗、对信道衰落(如多径、非视距等信道)不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强(能在穿透一堵砖墙的环境进行定位),具有很高的定位准确度和定位精度。

uwb定位缺点是:脉冲UWB系统频谱利用率较低、传输数据率低。

uwb定位系统特点:

1定位基站之间使用无线同步,减少施工成本

2网络简单,部署规划成本极低,自恢复能力强

3可选多种基站定位方式,定位标签续航时间最短超过一个月。具有电量监测功能,定位基站电量不足时及时提醒充电

4终端实时显示位置信息,实现导航功能,容量无限大

5可通过移动通信网络实现远程位置跟踪

6可应用于复杂的工业现场,以最优性价比实现了较好的效果

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