作者

Magnus Johansson

u-blox短距離無線電產品戰略高級產品經理

室內定位市場正在經歷大幅增長，其應用領域涵蓋物流、制造和醫療保健等行業。在部署室內定位系統時，必須考慮精度要求、成本、功耗、系統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(RTLS) 技術，每種技術都有其優點和局限性。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

室內定位系統在物流和倉儲領域中有許多應用。它們在內部物流中發揮著重要作用，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，因為它有助于監控工作人員的行動并有效協調任務。

在制造業中，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。通過監控工人和機器的位置，室內定位技術還在維護區域安全方面發揮著至關重要的作用，以防止事故發生。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。

室內定位系統也使醫療保健行業受益匪淺。設備追蹤可以提高資產利用率，減少尋找醫療設備的時間。病人跟蹤系統通過監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控衛生合規性，確保遵守適當的衛生協議，這在醫療環境中至關重要。

根據ABI Research的2023年第一季度報告，室內定位實時定位系統（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。預計制造業的增長最為顯著，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時至關重要。系統的精準度至關重要；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域即可。此外，建立基礎設施的財務影響、系統運行時的能效以及與現有系統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缺點?；?a href="http://www.asorrir.com/tags/wi-fi/" target="_blank">Wi-Fi的系統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，主要的集成挑戰涉及與現有系統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出的角度。

雖然AoD為室內導航解決方案提供了優勢，但如果不需要穩定的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（圖 2）。

圖 2：基于RTLS的室內定位系統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的系統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一、簡化的室內定位體驗中獲益。

最后，u-locate可隨著安裝系統的增長而擴展，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知識，滿足對高性能定位系統日益增長的需求，通過優化庫存管理、物料流和人流，降低運營成本，最大限度地實現可持續發展。

u-blox致力于支持系統集成商，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。我們憑借業界領先的解決方案持續推動未來汽車與物聯網行業的創新升級。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、智能和可持續性的解決方案。