2006
2008
2010
2013 年
亚太地区RTLS市场预测(Frost&Sullivan)
5
2
研究现状
6
无线定位技术
定位精度：米
7
广域定位技术－卫星定位
z GPS/GLONASS/伽利略/北斗
9 基于码相位/载波相位观测获得伪距 9 距离交会定位方法
z 差分定位
9 精度最高 9 一般采用载波相位观测值
200610112677.X 一种在RFID阅读器上实现标签处理的方法. 专利申请号：
200710027529.2 一种相互之间可协同工作的RFID阅读器及其协同工作的
方法。专利申请号：200710028582.4 一种具有故障切换功能的RFID阅读器及其故障切换的方
法。专利申请号：200710027528.8
标准
内容
9 第1部分为应用程序接口，基于ANSI371.3标准制定
9 第2部分为2.4GHz空中接口，基于ANSI371.1标准制定，
国际
该部分包含Savi Technology 公司的4项专利和WhereNet
ISO/IEC 24730
公司的5项专利；第2(B)部分为2.4G宽带线性调频扩频
9 第3部分为433MHz空中接口，基于ANSI371.2标准制定
☆
☆☆☆ ☆☆
RFID ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆
☆
☆
☆☆
红外线 ☆
☆☆ ☆
☆
☆
☆
☆
超声波 ☆☆ ☆
☆
☆☆☆ ☆
☆
☆
WSN 蓝牙 UWB
☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆
☆☆☆ ☆
☆☆
☆☆
☆☆☆ ☆
☆☆ ☆
☆
☆☆☆
☆☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆☆
☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆
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不同频段特点
频段
空间耦合方式
主要用途
特点及问题
键技术”
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定位相关专利
无线传感器网络节点定位方法及装置，申请号：200910077760.1 一种无线传感器网络的目标跟踪方法。专利申请号：200810103125.1 一种高精度无线传感器网络节点定位方法。专利申请号：
200810103124.7 提高移动终端运动状态下的蜂窝网络定位精度的方法。专利申请号：
22
融合定位框架
23
4
已有工作
24
网络型研究所
中科院计算所
9 总部 9 宁波分部 9 东莞分部
25
承担课题
相关课题
9 863课题“高精度高鲁棒性室内定位关键技术及装置研究” 9 863课题“无线传感器网络时间同步与节点定位” 9 国家自然基金课题“无线传感器网络定位技术研究” 9 粤港关键领域突破项目“RFID物流通关公共服务平台关
200610076395.9 一种基于超宽带技术提高蜂窝系统定位精度的方法。专利申请号：
200610075983.0 一种提高蜂窝网络定位精度的方法. 专利申请号：200510114748.5 一种井下定位系统及方法。专利申请号：200710119139.8 一种基于无线传感器网络的井下定位系统、装置和方法。专利申请号：
9
短距离无线定位技术
信号
网络
算法
单跳
WLAN RSS/TDOA/CellID
RFID
RSS/CellID
UHF/微波 自组多跳
WSN 蓝牙
单跳
UWB
RSS/TDOA/AOA RSS
TDOA/TOA
超声波 红外线
借助无线网络进行 通信
单跳
TDOA/RTOF AOA/CellID
精度 3米到100米 厘米级到几十米 几十厘米级到几十米 几十厘米级到几十米 几厘米到几十厘米级
¾增加参考标签可 提高定位精度
¾工业生产 ¾商品物流 ¾人员定位
超 声 ¾定位精度高 波 ¾低成本
¾要使用专门硬件
¾环境温湿度变化影响测 距精度
¾厘米级定位精度
¾机器人定位 ¾人员定位
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定位技术比较
标签体积 标签功耗 系统成本 定位精度 响应速度 通信能力 可扩展性
WiFi ☆☆☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆
•SpotON •Landmarc •Active Badge •MBAL •UC-Berkeley
•Cricket •RADAR •Active Bat •MoteTrack •Calamari •Horus •Bat System •ARIDNE
基于参数估计定位
模式匹配定位
三边定位 多边定位 三角定位 统计定位 决策定位
17Leabharlann 3发展趋势18
单项定位技术不足
GPS和AGPS技术，室内位置服务成为技术盲区
19
单项定位技术不足
WLAN定位误差导致室内边界区域定位面临尴尬
3米定位精度
207房间
208房间
20
单项定位技术不足
RFID技术通过准入控制仅实现局部位置信息
21
多模定位－实时定位的发展趋势
GPS/WiFi/RFID/WSN/Bluetooth/惯导传感器
¾在多个AP同时覆 盖的室内环境，定 位精度3米～15米
¾已部署WLAN的 室内或市区
¾无源RFID标签定位成本低 ¾有源RFID标签定位范围相 对较大
¾可根据不同应用需求选择 不同的定位方法
¾无源RFID读写器成本较 贵
¾需要部署多个读写器构 建定位基础设施 ¾难以大规模部署
¾标签和部署方式 不同，定位精度变 化较大
10cm级
米级
10
短距离无线定位技术优势
z 无需建立昂贵的基础设施 z 适用室内环境 z 低成本 z 高精度 z 部署灵活
11
典型定位系统
各种基于位置服务应用
基于参数估计定位算法和系统
基于模式匹配定位算法和系统
•DV-Distance •AHLos •Cooperative Ranging •dwMDS •Nibble
¾室外开阔地10米 左右
¾使用差分算法方 法，精度更高
¾精度相对较低
¾需要使用移动网络基础 设施
¾不同定位方法， 精度由几十米到几 百米
适用范围 ¾适用于室外空旷 区域且定位精度要 求不高的场合
¾移动用户定位
¾网络已广泛部署，产品成 熟、价格低廉
¾无需额外设备，低成本
¾射频信号易受环境干扰 ¾具有较强的时变特性 ¾训练数据采集工作量大
概率定位
RSSI
TOA
位置相关参数估计技术
TDOA
AOA
射频连通性
12
定位技术比较
WLAN RFID
优势 卫 星 ¾最成熟，应用最广 定 ¾广域定位 位 ¾使用方便
¾室外车辆定位导航
移 动 ¾比较成熟 定 ¾可广域定位 位 ¾利用已有移动网络
劣势
精度
¾卫星信号易被建筑物、 金属遮盖物、浓密树林阻 挡而无法精确定位 ¾不适用于室内
实时定位系统技术应用与标准化研讨会
短距离无线定位技术研究现状
罗海勇 博士/高工
中科院计算所
提纲
1 2 3 4
广泛应用 研究现状 发展趋势 已有工作
2
1
广泛应用
3
众多应用
政府
采矿
工厂
RTLS应用
游乐
医疗
物流
4
资产
车辆定位
市场前景
市场收入
百万$ 800 700 600 500 400 300 200 100 0
GainSpan公司的GS1010 集成双ARM7和802.11b/g射频模块
国内 9 南京唐恩科技资讯有限公司代理美国的ubisense公司(iLocate UWB定位系统 )
9 苏州优频科技有限公司
我国短距离定位技术目前处在应用推广初期，市场前景广阔 缺乏RTLS技术核心自主知识产权，需要深入研究
2007 Bit error rate analysis of 802.11b and bluetooth under the interference
125/134KHz 13.56MHz
电感 （近场）
家禽识别、生产线 IC卡、防盗
距离近、速度低 距离近、速度低
433MHz
货物、人员管理
840-845 /920-925MHz
2.4/5.8GHz
反向散射 （远场）
物流、商品 车辆、物流
距离远，有源可 达100米
无源可达8米
干扰较大，部署 广泛
15
RTLS标准
Study of RFID middleware for distributed large-scale systems. Information and Communication Technologies. ICTTA 2006
Middleware framework for Internet-scale RFID based systems. IUC2006. Interference analysis of microwave RFID and 802.11b WLAN. WiCom
200510071144.7 一种提高无线传感器网络时间同步精度的方法。专利申请号：
200610144352.X
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RFID技术专利
一种射频识别系统中多标签冲突的解决方法。专利申请号： ZL200510093639.X
一种RFID阅读器。专利号：ZL200720050263.9 一种基于RFID技术的智能导游系统。专利申请号：
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产业化现状