作者

Magnus Johansson

u-blox短距離無線電產品戰(zhàn)略高級產品經理

室內定位市場正在經歷大幅增長，其應用領域涵蓋物流、制造和醫(yī)療保健等行業(yè)。在部署室內定位系統(tǒng)時，必須考慮精度要求、成本、功耗、系統(tǒng)集成度和可擴展性等因素。

本文探討了目前用于室內定位的各種實時定位系統(tǒng)(RTLS) 技術，每種技術都有其優(yōu)點和局限性。文章介紹了藍牙低功耗(LE) 5.1和u-blox的u-locate解決方案，該方案利用新標準的測向功能來提高精度。

室內定位市場

室內定位系統(tǒng)在物流和倉儲領域中有許多應用。它們在內部物流中發(fā)揮著重要作用，可用于跟蹤工具和車輛、簡化操作和提高效率。資產跟蹤和庫存管理也是關鍵應用，使倉庫能夠保持貨物和設備的準確記錄，從而優(yōu)化供應鏈。人員管理是室內定位技術的另一個重要領域，因為它有助于監(jiān)控工作人員的行動并有效協調任務。

在制造業(yè)中，室內定位技術被用于物料跟蹤，確保在生產過程中隨時隨地都能找到零部件。通過監(jiān)控工人和機器的位置，室內定位技術還在維護區(qū)域安全方面發(fā)揮著至關重要的作用，以防止事故發(fā)生。此外，工具跟蹤對提高運營效率也至關重要，而生產空間內的車隊管理則可確保車輛得到最佳使用，減少閑置時間，提高生產率。

室內定位系統(tǒng)也使醫(yī)療保健行業(yè)受益匪淺。設備追蹤可以提高資產利用率，減少尋找醫(yī)療設備的時間。病人跟蹤系統(tǒng)通過監(jiān)控病人在設施內的位置，加強了對病人的護理。通過室內定位，工作人員的管理和安全也得到了改善，確保醫(yī)務人員在最需要的地方。此外，還可以通過跟蹤工作人員的行動來監(jiān)控衛(wèi)生合規(guī)性，確保遵守適當的衛(wèi)生協議，這在醫(yī)療環(huán)境中至關重要。

根據ABI Research的2023年第一季度報告，室內定位實時定位系統(tǒng)（RTLS）的市場前景十分廣闊，如圖 1 所示。報告預測，在2021年至2030年期間，硬件的復合年增長率（CAGR）為23.6%，服務的復合年增長率（CAGR）為28.6%，涵蓋所有垂直行業(yè)。預計制造業(yè)的增長最為顯著，硬件和服務的復合年增長率將分別達到32.6%和35.7%，這表明該領域在采用RTLS技術方面呈現出強勁的上升趨勢。

圖 1：基于RTLS的室內定位硬件和服務總收入[資料來源：u-blox根據ABI Research報告整理]

定位考慮因素和可選方案

評估幾個關鍵因素以確保其滿足您的特定要求，這一點在實施室內定位系統(tǒng)時至關重要。系統(tǒng)的精準度至關重要；您必須確定是否需要精確的定位資產位置，還是只需確定大致區(qū)域即可。此外，建立基礎設施的財務影響、系統(tǒng)運行時的能效以及與現有系統(tǒng)的兼容性都是重要的考慮因素。同樣重要的是要考慮資產標簽的電池壽命，以及室內定位系統(tǒng)在整個運行壽命期間的可擴展性和可維護性。

當今市場上有多種室內定位技術，每種技術都有明顯的優(yōu)缺點。基于Wi-Fi的系統(tǒng)利用接收信號強度指示器（RSSI）（即指紋識別）來估算與接入點或路由器的距離，可與當前的基礎設施無縫集成并提供廣泛的覆蓋范圍。不過，它們往往需要更高的功率，而且定位精度有限，通常在5-10米左右。

相比之下，采用RSSI的藍牙LE系統(tǒng)更具成本效益和能效，但其精度通常限制在5米左右。

對于需要更高精度的用戶，超聲波或飛行時間（ToF）技術可以提供很高的定位精度。盡管如此，這些技術的安裝成本較高，而且對障礙物敏感，難以穿透墻壁或其他堅固結構。

超寬帶(UWB) 定位技術因其超高的精準度而脫穎而出，能夠將資產定位在10厘米以內，但其較高的設備成本和較大的功耗可能會讓人望而卻步。

互操作性是系統(tǒng)集成商的一個重要考慮因素，因為室內定位市場非常分散，每個供應商都有自己專有的應用編程接口（API）和數據格式。因此，主要的集成挑戰(zhàn)涉及與現有系統(tǒng)的兼容性和基礎設施的可擴展性。omlox 是一個新興的標準，它統(tǒng)一了這一點，實現了靈活和適應性強的解決方案。其標準化的應用程序接口（API）便于集成，使安裝能夠在不同的技術中運行，并簡化了整個集成過程。

在精度、能耗和成本之間找到平衡

藍牙LE 5.1技術使您能夠在精度、成本和功耗之間取得最佳平衡。藍牙LE 5.1標準使用與藍牙LE RSSI相同的芯片組系列（RSSI依賴于信號強度），增加了尋向功能，使您能夠確定移動標簽與固定錨點之間的信號傳播方向。

在到達角（AoA）的情況下，錨點會推導出標簽傳輸的傳入信號的方向。另一方面，在離去角（AoD）情況下，標簽會計算信號從錨點發(fā)出的角度。

雖然AoD為室內導航解決方案提供了優(yōu)勢，但如果不需要穩(wěn)定的10厘米精度，而是希望使用電池壽命長的低成本標簽獲得低于1米的精度，藍牙LE AoA則更適合用于室內定位系統(tǒng)（圖 2）。

圖 2：基于RTLS的室內定位系統(tǒng)的典型測量精度比較[來源：u-blox]

然而，部署基于藍牙的室內定位系統(tǒng)的系統(tǒng)集成商需要一個簡單的安裝過程和支持工具，這樣才能最大限度地降低安裝成本。簡化集成流程可降低開發(fā)成本，使您在贏得商機的同時保持合理的利潤率。

u-blox u-locate介紹

u-blox u-locate解決方案采用靈活的模塊化設計，可根據各種應用的具體要求進行定制。該系統(tǒng)由幾個關鍵組件組成：作為定位中間件的u-locateHub；作為核心定位引擎的u-locateEngine；作為參考點的u-locateAnchor 點；以及用于資產跟蹤的u-locateTags（圖 3）。

圖 3：u-blox u-locate的應用部署方式[來源：u-blox]

此外，u-blox還提供用戶友好型移動應用程序，可直接進行配置，并配有全面的管理支持工具。它還提供可自動識別方向的錨點，簡化了安裝過程，大大縮短了產品上市時間。

此外，我們的u-locate解決方案與開放式定位標準omlox兼容，增強了互操作性，可與其他符合omlox標準的設備和系統(tǒng)集成。對omlox標準化應用程序接口的支持確保我們的客戶能夠從統(tǒng)一、簡化的室內定位體驗中獲益。

最后，u-locate可隨著安裝系統(tǒng)的增長而擴展，確保能夠適應不斷增長的需求。通過空中下載（OTA）軟件更新，可無縫訪問最新功能和改進，為系統(tǒng)提供了一定程度的前瞻性。

結論

通過u-locate，u-blox充分利用其在無線連接和定位技術方面的深厚專業(yè)知識，滿足對高性能定位系統(tǒng)日益增長的需求，通過優(yōu)化庫存管理、物料流和人流，降低運營成本，最大限度地實現可持續(xù)發(fā)展。

u-blox致力于支持系統(tǒng)集成商，提供廣泛的技術支持和詳盡的文檔資料。

通道探測是即將推出的藍牙LE功能，可計算與物體的距離。采用該功能后，定位引擎將能利用角度和距離進行更優(yōu)化的定位，從而進一步提高定位精度，使10厘米至30厘米的測距精度目標指日可待。

/關于u-blox公司/

瑞士u-blox公司（SIX:UBXN）專注于為客戶提供豐富的芯片和模塊產品以及全面的物聯網服務，賦能客戶以實現精準定位與萬物互聯。我們憑借業(yè)界領先的解決方案持續(xù)推動未來汽車與物聯網行業(yè)的創(chuàng)新升級。u-blox公司總部設于瑞士蘇黎世塔爾維爾，目前全球員工約1,400名，可為客戶量身打造出兼具精準、智能和可持續(xù)性的解決方案。