2008年12月24日 星期三

從傳統GPS到新星RFID 日益豐富的定位技術

在很多類似的東西里,找到自己需要的東西,是很多人在生活中經常會遇到的問題。拿筆者來說,上學的時候經常遇到的苦惱就是:在幾十輛甚至一百多輛自行車中,尋找自己的自行車,這種麻煩在下雪之後尤為突出,因為這些自行車看起來都是那麼相似。

如今,有一門技術可以幫助人們解決“找東西”的難題的,它就是定位技術───利用信息化手段告訴用戶某一物體的位置信息。最專業的定位系統是全球定位系統(GPS),包括軍事、執法、公交調度、出租車調度、物流、策劃在內的很多行業都是全球定位系統的用戶。全球定位系統精度很高,但是系統比較複雜,對于普通用戶而言,基于手機以及基于射頻標簽的定位技術也可考慮。

定位之王──GPS
GPS是美國從20世紀70年代開始研制的系統,這項歷時20年,耗資200億美元的系統,于1994年建成,系統由24顆位于高空的衛星群提供信息。各個衛星以55°等角均勻地分布在6個軌道面上,並以11小時58分的時間周期環繞地球運轉。在每一顆衛星上都載有位置及時間信號。客戶端的GPS設備,在地球上任何地方都可以接收到至少5顆衛星的信號。

GPS是一套具有在海、陸、空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。經過十多年全球眾多專業部門的使用表明,GPS具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點。如今,GPS客戶端接收器體積不斷縮小,客戶端的精確度越來越高,甚至已經出現在一些高端手機、筆記本電腦等電子產品中。

大眾工具──手機定位
GPS功能強大,但是需要專門的客戶端設備才能使用,這不利於其在廣泛人群中的普及。但是,在應急服務等領域,用戶往往迫切需要了解自己的地理位置。因此,一些國家開始考慮使用手機這一普及率很高的終端設備提供定位信息。美國通信委員會在1996年通過了增強911法案(在1999年再次修訂),這個法案要求手機運營商必須知道每一部手機的地理位置(誤差在50至100米誤差之內)。任何一部手機撥打美國緊急服務電話911,政府就要知道其位置,即使用戶自身不知道身在哪里。這一法案,迫使電信運營商開始發展手機定位系統。在移動通信網絡中,最早期是基于基站代碼的定位技術,它由網絡側獲取用戶當前所在的基站信息以獲取用戶當前位置,其精度取決于移動基站的分布及覆蓋範圍的大小,市區內可能達到幾公里,而郊區誤差則可能十幾公里。為了提高定位的精度,運營商開始考慮三角運算定位,這是蜂窩電話網絡自身定位技術的一種,它是利用手機接收到不同基站發出信號到達該手機的時間差,通過算法軟件計算出該用戶所在經緯度。

時至今日,最先進的手機定位技術是高通公司的GPSone技術,它是利用全球定位系統和手機定位系統的混合定位技術──在全球定位系統衛星視線被全部/部分阻擋的情況下採用CDMA三角定位技術進行輔助定位,使兩種定位技術在不同的定位環境中的優劣勢得到互補。

定位新星──RFID
除了手機定位技術,射頻標簽(RFID)定位技術也是普通民眾可以關注的領域,它可以由用戶自己布置在特定區域進行定位,例如停車場、滑雪場。在這些區域的特定地點(例如關鍵出入口)安放射頻標簽讀寫器之後,系統可以實時檢測到帶有RFID裝置的物體處于什麼位置,其原理類似于在關鍵位置安排眾多看守人員對過往物品進行登記,需要尋找特定物體的時候只要查詢一下看守人員的登記信息就可以了。

從醫療部門到制造業,在實時數據重要的地方以及運輸中需要定位的地方,都已經出現了RFID定位系統的身影。例如英國一些醫院應用RFID定位系統對醫療器械、醫療保健設備進行定位和追蹤,減少醫療器械設備失竊等事件的發生;豐田汽車在汽車物流供應鏈建立RFID定位系統,該系統降低了人工成本,使工作流程自動化,而且系統會告訴員工應該去哪里取汽車;美國科羅拉多州一個滑雪場則是世界上第一個為游客配備定位裝置的滑雪場,游客在這個滑雪場帶上內置RFID的表帶之後會被遍布滑雪場的讀寫器探測到,利用這套系統游客可以知道其伙伴在滑雪場的位置。

RFID定位系統不需要衛星或者手機網絡的配合,其精確度在于RFID讀寫器的分布,而讀寫器的分布可以由用戶自身根據實際需要進行設置,很適合只需要在特定區域進行定位的用戶,具有極高實用價值。根據調查,僅2005一年,全球使用RFID定位技術的企業就比上年增長了3倍之多。

資料來源: http://financenews.sina.com & 中國安防網 2008/12/22

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