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無線通信網路節點定位技術

發布時間:2025-02-20 21:04:34

什麼是無線定位技術

UWB 作為一項新的短距離無線通訊技術,具有以下一些傳統的通訊技術無法比擬的優勢:
1. 定位精度高
下面的表格給出了目前無線定位領域各種定位技術的定位精度對照表。
技術 定位精度
Proximity cards 大約30m
GPS 5m-20m
Bluetooth 大約3m
IEEE802.11 大約3m
Dedicated RF 大約3m
Unidirectional UWB <30cm
UBIsense UWB 15cm(3d)
UBIsense公司在進行定位中運用到達時間差(TODA)和到達時間角度(AOA)的混
合定位方法,利用三維坐標將定位誤差降到最小。

2. 范圍覆蓋廣
UWB 屬於中短距離范圍內的通訊技術,非常適合構建室內環境的實時定位系統。根據
最近的發展,目前的單個感測器定位單元的覆蓋面積達到400 平方米,感測器網路的信號發射節點跟信號接收節點之間的最大距離達到60 米。可以實現多個定位單元(Cell)聯合工作,按需擴大覆蓋面積。

3. 實時性好
相對於其他定位技術,UWB 定位一個很大的優勢就是它具有較好的實時性。下面
的表格給出了目前無線定位領域各種定位技術的實時響應頻率。
技術 實時響應
Proximity cards 0.001HZ
IEEE802.11 大約0.1HZ
Bluetooth 大約0.4HZ
Dedicated RF 大約0.2HZ
Unidirectional UWB 0.1HZ或1HZ
UBIsense UWB 40HZ per cell and 10HZ UBItag

4.穿透力強
UWB 信號具有非常強的穿透力。UWB 信號能穿透樹葉、土地、混凝土、水體等介
質,因此軍事上UWB 雷達可用來探測地雷,民用上可以查找地下金屬管道、探測高
速公路地基等。
5. 通信能力
由於UWB使用的頻點較高,它的數據傳輸速率相當高。下面的表格可以看出UWB在數據傳輸速率方面的優勢。

技術 速率
Bluetooth 小於1Mbps
IEEE802.11a 54MBps
HomeRF 1-2Mbps
UWB 500Mbps

正因為UWB 在數據的傳輸速率上有較大的優勢,WiMedia 聯盟著力於將UWB 打造成現有無線網路技術(Bluetooth ,etc.),以及一些新興技術(WUSB)的基礎平台。
6. 發射功率小
UWB 產品具有很小的發射功率。2002 年2 月FCC 准許UWB 技術進入民用領域的條件就是:「在發送功率低於美國放射噪音規定值-41.3dBm/MHz(換算成功率則為1mW/MHz)的條件下,可將3.1GHz~10.6GHz 的頻帶用於對地下和隔牆之物進行掃描的成像系統、汽車防撞雷達以及在家電終端和攜帶型終端間進行測躡和無線數據通信"。按照FCC 的規定,UWB 通信在近期內將只可能用於短距離的無線通信,這就意味著在一定時期內UWB 將會與現有短距離無線技術共同生存,共同發展。同時,發射功率小,意味著UWB 信號發射節點可以連續工作很長時間而無需更換電池。下圖給出了UWB 與現有其他無線通訊技術在發射功率上的比較。
技術 發射
IEEE802.11a 大於1瓦
Bluetooth 1毫瓦-100毫瓦
HomeRF 大於1瓦
UWB 小於1毫瓦
由於UWB是脈沖電波的工作方式,只有在工作的時候才發出脈沖電波,這比其他無線載電波技術連續性發出載電波有著很大的不同,大大節約了能耗,在提倡綠色能源的今天尤為寶貴。

Ⅱ Wifi模塊定位原理,室內wifi定位怎麼實現

通過內置的GPS模塊來接收衛星發射出來的GPS信號,而且每一個Wi-Fi熱點都有一個獨一無二的MAC地址,智能手機等設備開啟Wi-Fi後就會自動掃描附近熱點並上傳它們的地理位置信息

Ⅲ AOA指什麼

在物聯網技術領域,一個重要的概念AOA代表的是到達角度測距(Angle-of-Arrival)。這是一種定位技術,通過測量信號從發射源到接收端的角度來確定位置,它屬於基於測距的定位演算法。硬體設備能夠捕捉信號的方向,然後利用三角測量或其他方法計算未知節點的具體位置。AOA在無線感測器網路中尤其常見,因為它具有通信開銷低的優點。

AOA原理涉及通過接收信號到達的角度,對藍牙、UWB等技術在室內定位中的應用尤其有效,能夠實現高精度定位。其主要優勢在於,只需單一基站即可覆蓋區域內的定位,但對基站與標簽的相對高度有要求,通常需要4米以上,這影響了基站的覆蓋范圍,計算公式為S=π*(2h)²。

然而,AOA的未來前景取決於應用場景。盡管在高精度定位上,TOF/RTD等方法更為常用,但AOA配合藍牙技術時,其單基站定位的優勢能得到更好的發揮。因此,AOA在特定的應用場景中仍然具有其獨特價值。

Ⅳ 無限感測器網路定位的作用是什麼

在許多場合下,感測器節點被隨機部署在某個區域,節點事先無法知道自身的位置,因此需要在部署後通過定位技術來獲取自身的位置信息。目前最常見的定位技術就是GPS(Global Positioning System)了,它能夠通過衛星對節點進行定位,並且能夠達到比較高的精度。因此要想對感測器節點進行定位,最容易想到的方法就是給每個節點配備一個GPS接收器,但是這種方法不適用於感測器網路,主要原因有以下幾點:

1)GPS接收器通常能耗高,而對於無線感測器網路中的節點來說,一般能耗很有限,給每個節點配備一個GPS接收器會大大縮短網路壽命;

2)GPS接收器成本比較高,給無線感測器網路中的每個節點配備一個GPS接收器,需要投入很大成本,尤其對於大規模的無線感測器網路來說不是很適合;

因此有必要研究適合無線感測器網路的定位技術。下面分兩個部分來介紹節點定位的相關研究:1)節點定位的基本概念;2)節點定位的基本思路;3)常見演算法。望採納

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