物联网 第七章 定位技术
物联网中的位置定位技术
物联网中的位置定位技术物联网（Internet of Things, IoT）将各种设备和物体通过互联网连接在一起，形成一个庞大的网络。
在物联网系统中，准确的位置定位技术是至关重要的，它可以为个人和企业提供精确的定位服务，并在各种应用场景下发挥重要作用。
本文将介绍物联网中常见的位置定位技术，并探讨其在各行各业的应用。
一、全球卫星导航系统（GNSS）全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）是目前最常见的位置定位技术之一。
其中，全球定位系统（GPS）是最为广泛使用的GNSS，它由美国建立和运营。
GPS利用一组卫星分布在地球轨道上，通过接收卫星信号来计算接收器的准确位置。
在物联网中，GNSS被广泛应用于车联网、智能物流以及智能城市等领域。
例如，在车联网中，通过GPS定位可以实现车辆追踪、导航和防盗等功能。
在智能物流中，可以利用GPS定位追踪货物的实时位置，提高物流管理的效率。
智能城市中，利用GPS定位可以实现城市交通管理、紧急救援和智能导航等功能。
二、无线局域网（WLAN）无线局域网（Wireless Local Area Network, WLAN）也是常见的位置定位技术之一。
它基于无线通信技术，通过接收无线信号来确定设备的位置。
WLAN使用的技术包括Wi-Fi和蓝牙等。
在物联网中，WLAN定位技术广泛应用于室内导航、智能家居以及商场广告推送等场景。
例如，在室内导航中，通过扫描Wi-Fi信号可以确定用户所在的位置，提供准确的导航服务。
在智能家居中，利用WLAN定位可以实现智能灯光、安防监控和智能家电控制等功能。
商场广告推送中，可以根据用户所在位置推送相关的促销信息，提升购物体验。
三、蜂窝网络（Cellular Network）蜂窝网络（Cellular Network）是通信网络中的一种，利用基站和无线电信号覆盖广大区域。
在物联网中，蜂窝网络可以用于定位物品或设备的位置。
物联网中的物体定位技术使用方法
物联网中的物体定位技术使用方法随着物联网技术的不断发展和普及，物体定位技术作为物联网的重要组成部分，为人们带来了许多便利和应用。
物体定位技术通过使用传感器、无线通信等技术手段，实现对物体的实时定位与追踪。
本文将介绍物联网中常用的物体定位技术以及它们的使用方法。
一、GPS定位技术全球定位系统（GPS）是一种通过卫星定位的技术，能够提供物体的准确位置信息。
GPS定位技术在物联网中广泛应用于车辆追踪、资源管理、安防监控等领域。
使用GPS定位技术需要安装相关硬件设备，如GPS接收器或芯片模组。
接收到卫星信号后，设备能够计算出自身的经纬度坐标，并通过无线通信将位置信息发送至用户端设备。
用户可以通过手机应用程序或网页端实时查看物体的位置，并进行追踪与管理。
二、基站定位技术基站定位技术是利用移动通信基站的信号特征来确定物体位置的一种技术。
在物联网中，基站定位技术常用于室内定位、城市定位等场景，可以实现对物体的精确定位和追踪。
使用基站定位技术需要在物体上部署移动通信模块，该模块能够与周围的通信基站进行通信。
通过测量设备与不同基站之间的信号强度、时间延迟等参数，可以计算出物体相对于基站的位置。
多个基站的信号计算后可以得到更为准确的物体位置信息。
三、无线传感网络定位技术无线传感网络定位技术是利用分布在区域内的无线传感节点来实现对物体的定位。
物联网中，无线传感网络定位技术常用于室内环境、农业监测等场景。
使用无线传感网络定位技术需要部署一定数量的传感节点，这些节点通常包含了计算、通信和传感功能。
传感节点通过测量与物体之间的距离、信号强度等参数，使用网格定位算法或距离定位算法计算物体的位置。
传感节点之间通过无线通信协作，进行信息传输和位置计算，从而实现物体的定位。
四、惯性导航定位技术惯性导航定位技术是利用加速度计和陀螺仪等传感器测量物体的加速度和角速度，通过积分计算物体的位置和姿态的一种技术。
惯性导航定位技术常用于室内导航、无人驾驶等场景。
物联网技术概论--定位技术
常见的定位技术
WiFi室内定位技术
Wi-Fi定位技术有两种，一是 移动设备和三个无线网络接入 点的无线信号，二是事先记录 巨量的确定位置点的信号。
射频识别室内定位技术 射频识别室内定位技术作用距 离很近，但它可以在几毫秒内 得到厘米级定位精度的信息。
蓝牙定位技术 蓝牙技术通过测量信号强度进 行定位。这是一种短距离低功 耗的无线传输技术，在室内安 装适当的蓝牙局域接入点。
智能家居中的智能窗帘， 智能门，智能空调，扫
04
地机器人等。
智慧大楼人员及访客管 理 ，会展导航与精准营
03
销。
01
汽车导航和交通管理中 的应用：车辆跟踪，提
供出行路线规划和导航，
信息查询。
02
医院电子导医与病患监 护 ，养老院老人定位监
护。
定位技术的应用
• 定位技术的前景 1.未来是移动互联的时代 2.移动服务最后一米的机会人 平均80%的时间在室内，80% 移动电话使用和数据连接在室 内使用。
感谢观看
超声波定位技术 通过在室内安装多个超声波扬 声器，发出能被终端检测到的 超声信号。通过不同声波的到 达时间差，推测终端的位置。
定位技术的特点
定位导览
这建筑物内有什 么东西？ 我办公室的周围 是谁？
我车放在地下停 车场什么位置？ 怎么去那里？
超市里的牛奶在 什么位置？ 大型商场里面最 近的餐馆在哪里？
定位技术
01 定位技术的概念 02 定位技术的特点 03 定位技术的体系架构 04 定位技术的应用
目录
定位技术的概念
• 定位技术是指在环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站 定位、惯导定位、动作捕捉等多种技术集成形成一套环境位置定 位体系，从而实现人员、物体等在空间中的位置监控 。
物联网中的定位技术综述
物联网中的定位技术综述一、引言随着物联网技术的不断发展，越来越多的设备和物品被连接的网络上，各种数据也被大规模地收集和分析。
其中，定位技术作为物联网的重要组成部分，在实现智能化管理、安全防范以及智能交通等方面发挥着重要作用。
本文将对物联网中的常见定位技术进行简要综述，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、GPS定位技术全球定位系统（GPS）是目前最成熟的卫星定位系统，适用于任何地方、任何天气下的精准定位，其定位精度在10-100米之间。
GPS应用广泛，主要用于车辆、人员、物品等的定位，可以实现远程监控、路线规划、位置提醒等功能。
GPS技术采用卫星定位原理，可以通过全球定位系统接收器获取卫星发出的信号，将其转换成位置信息，并在地图上显示出当前位置。
由于信号传输需要经过大气层，GPS也存在一定的误差问题。
三、基站定位技术基站定位技术是一种基于无线电通信的定位技术，通过手机与基站的信号交互来获取定位信息，可以实现在城市或室内环境下的定位。
基站定位技术的精度相对较低，一般在100-1000米左右，但其定位成功率较高。
基站定位技术多用于广告投放、位置服务、市场调查等领域。
四、WiFi定位技术WiFi定位技术是一种基于无线网络的定位技术，利用WiFi信号覆盖范围内的位置及信号强度信息来实现室内定位。
WiFi定位技术的精度较高，可以达到5-20米左右，但需要在移动设备上安装相应的软件，同时WiFi信号强度也容易受环境干扰的影响。
WiFi定位技术广泛用于室内导航、商场广告投放等场合。
五、蓝牙定位技术蓝牙定位技术是一种基于蓝牙信号的定位技术，通过检测信号的强度和到达时间来实现室内定位。
蓝牙定位技术的精度可达到1-10米左右，且技术成本较低，但需要在设备上安装特定的蓝牙信号接收器，同时需要在室内布置相关的蓝牙信号发射器。
蓝牙定位技术广泛应用于室内定位、智能家居等领域。
六、总结物联网中的定位技术分为GPS定位技术、基站定位技术、WiFi定位技术和蓝牙定位技术等多个方面，每种技术都有其独特的特点和应用场景。
物联网中的定位技术研究与应用
物联网中的定位技术研究与应用物联网是当今技术发展的重要方向之一，而其中的定位技术更是各个行业发展所需要的必备技术。
随着智能手机的普及和智能设备的快速增长，人们对于定位技术的需求变得越来越高效和准确。
所以，如何研究并应用物联网中的定位技术是一个热门话题，本文将从定位技术的定义、分类，以及其应用领域等方面进行说明。
一、定位技术的定义在物联网的应用领域中，定位技术主要是指通过设备、传感器等手段，记录或获取某一物体、人员的位置信息。
通俗的说，定位技术可以帮助我们实现任意物体的精准定位和追踪。
二、定位技术的分类目前，定位技术主要分为卫星定位、基站定位和蓝牙定位三种。
1. 卫星定位卫星定位是目前最为普及的定位技术，其以全球卫星导航系统（GPS）为代表，可以跟踪指定对象的实时位置，经纬度等信息，具有精度高、覆盖广等特点。
它广泛应用于交通运输、船舶海运、航空航天等领域。
从市场需求方面看，全球的车联网和物流互联网的快速发展带动了卫星定位技术的发展。
2. 基站定位基站定位又叫塔基定位，是通过接收来自无线信号车载终端上传的数据，实时计算终端的位置，并根据其位置信息实现精准监控。
它的优势是覆盖广、精度高，适用范围广泛，实现普及较为容易。
目前，基站定位的应用比较普及，广泛应用于社会舆情分析，车辆和其它个案离线定位。
3. 蓝牙定位蓝牙定位主要是通过对蓝牙信号进行定位，它能够实现在室内和静止场景下的位置定位。
蓝牙定位的核心原理是基于接收和分析信号强度来实现定位，这样可以精确测量检测到的设备到服务器传输之间的距离。
蓝牙定位应用领域很广，其中最广泛的应用就是室内定位技术，常见于大型公共场馆或购物中心等。
三、定位技术的应用1. 智慧交通在交通领域，定位技术可以通过物联网中的设备对车辆进行监测，实现交通拥堵、路况管理，智慧城市中的交通管理运用到了定位技术的大量数据，自动驾驶技术的快速发展，也考验了卫星导航系统的精准度和灵活性。
2. IoT设备追踪在跟踪和管理 IoT 设备方面，定位技术可以借助基站技术，对设备进行追踪管理，在用户的展示系统中，对设备位置进行实时监测和报警，缺乏定位技术，人们无法保证 IoT 设备的安全及需要的精度。
物联网定位技术
物联网定位技术1.简介1.1 定位技术的概述1.2 物联网定位技术的重要性1.3 本文档的目的与范围2.传统定位技术2.1 GPS定位技术2.2 基站定位技术2.3 RFID定位技术3.物联网定位技术分类3.1 基于GPS的物联网定位技术3.2 基于无线传感器网络的物联网定位技术 3.3 基于蓝牙的物联网定位技术3.4 基于射频识别的物联网定位技术3.5 基于红外线的物联网定位技术4.物联网定位技术应用场景4.1 智能家居与环境监测4.2 资产跟踪与管理4.3 物流与运输4.4 室内定位与导航5.物联网定位技术的优势与挑战5.1 优势5.1.1 高精度定位5.1.2 实时监控与追踪5.1.3 低功耗5.2 挑战5.2.1 数据隐私保护5.2.2 定位精度受限5.2.3 网络拓扑复杂6.物联网定位技术的发展趋势6.1 5G与物联网定位技术6.2 边缘计算与物联网定位技术 6.3 与物联网定位技术7.附件附件1：物联网定位技术案例研究附件2：物联网定位技术实验数据分析附录法律名词及注释：1.物联网：是指利用各种信息传感器将现实世界物体连接到互联网，实现物与物之间的相互连接与通信。
2.GPS：全球定位系统，利用卫星信号进行定位的一种无线导航技术。
3.RFID：射频识别技术，利用无线电信号对物体进行识别和定位的技术。
4.5G：第五代移动通信技术，具有高带宽、低延迟和高连接密度的特点。
本文档涉及附件：附件1：物联网定位技术案例研究附件2：物联网定位技术实验数据分析本文所涉及的法律名词及注释：物联网 - 是指利用各种信息传感器将现实世界物体连接到互联网，实现物与物之间的相互连接与通信。
GPS - 全球定位系统，利用卫星信号进行定位的一种无线导航技术。
RFID - 射频识别技术，利用无线电信号对物体进行识别和定位的技术。
5G - 第五代移动通信技术，具有高带宽、低延迟和高连接密度的特点。
物联网设备中的位置定位技术使用指南
物联网设备中的位置定位技术使用指南随着物联网技术的飞速发展，越来越多的设备都具备了能够定位自身位置的能力。
位置定位技术在物联网系统中起着至关重要的作用，能够帮助用户精确地追踪和管理设备，有效地提高了生产效率和用户体验。
本文将为大家介绍物联网设备中常见的位置定位技术以及如何使用它们。
一、GPS定位技术全球定位系统（GPS）是目前应用最广泛且最可靠的定位技术之一。
它利用卫星信号来计算设备的精确位置，可以在世界范围内提供高精度的定位服务。
在物联网设备中使用GPS定位技术，首先需要确保设备具备GPS接收器。
GPS接收器可以接收到来自卫星的信号并计算出设备的经纬度地理坐标。
开发人员可以使用相关的API来访问这些定位数据，并将其应用于物联网平台或应用程序中。
二、基站定位技术基站定位技术是利用手机信号基站的信号覆盖范围来确定设备的位置。
它利用设备与附近基站的信号强度和延迟差异进行计算，从而确定设备的大致位置。
相较于GPS定位技术，基站定位技术定位精度较低，但在室内环境下具有较好的适用性。
物联网设备在使用基站定位技术时，需要确保设备能够连接到附近的基站，并通过相关的API来获取基站信息并计算设备位置。
三、Wi-Fi定位技术Wi-Fi定位技术是利用Wi-Fi无线信号进行设备定位的一种方法。
它利用设备周围可见的Wi-Fi网络的信号强度和位置信息来进行定位。
Wi-Fi定位技术相比于GPS定位技术和基站定位技术，不需要额外的硬件支持，因为大部分物联网设备都已经具备了Wi-Fi模块。
开发人员可以通过扫描周围的Wi-Fi网络，获取到设备所在的位置信息，并将其应用于相应的物联网平台或应用程序中。
四、无线传感器网络定位技术无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是由大量分布在区域内的无线传感器节点组成的网络。
这些传感器节点通常具备收集环境数据和通信功能，并且能够通过相互通信来定位物联网设备。
WSN定位技术通常基于三角测量或多普勒效应来计算设备的位置，因此可实现高精度的设备定位。
浅析定位技术在物联网中的应用
浅析定位技术在物联网中的应用物联网是指通过互联网实现各种设备、物体之间的互联互通，实现信息的收集、传输和处理。
而定位技术则是物联网中的重要组成部分，能够为各类设备、物体提供精确的位置信息，进而实现物联网系统的更加智能化和高效化。
本文将对定位技术在物联网中的应用进行浅析。
一、定位技术的概念与分类定位技术是指通过某种设备或系统，对目标进行定位并获取其位置信息的技术手段。
根据其原理和实际应用场景的不同，可以将定位技术分为卫星定位技术、无线定位技术和传感器定位技术三大类。
卫星定位技术是指利用卫星信号进行定位的技术，其中最典型的就是全球定位系统（GPS）。
无线定位技术是通过接收无线信号的强度、时间延迟等参数，计算目标位置的技术，如蓝牙定位、Wi-Fi定位等。
传感器定位技术则是利用各类传感器对目标周围环境进行感知，从而实现目标定位的技术，如惯性导航系统、图像识别等。
二、定位技术在智能家居中的应用智能家居是物联网的一个重要应用场景，定位技术在智能家居中发挥着至关重要的作用。
通过在家居设备中嵌入定位芯片，可以实现家居设备的位置感知和智能控制。
比如，在智能灯光系统中，通过定位技术可以实现自动调节灯光亮度和色温的功能，使灯光根据居民的位置和情境智能地进行调整。
三、定位技术在智能交通中的应用智能交通是物联网另一个重要的应用领域，定位技术在智能交通中有着广泛的应用。
通过在交通工具上搭载定位设备，可以准确获取交通工具的位置信息与运行状态。
基于这些信息，可以实现交通管理的精细化，如交通信号灯的智能控制、交通流量的实时监测等，从而提升交通效率和安全性。
四、定位技术在智能农业中的应用随着物联网的发展，智能农业正成为农业领域的一大趋势。
而定位技术在智能农业中有着重要的应用，能够帮助农民精确掌握农作物的位置、生长状态等信息，从而实现精准的农业生产。
例如，通过在农田中布置了定位传感器网络，可以实时监测土壤温湿度、光照强度等环境参数，进而进行精确的灌溉和施肥。
物联网定位技术
物联网定位技术物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网和传感器技术将物理世界和数字世界相连接的一种技术系统。
在物联网系统中，物体和设备通过传感器和通信技术相互连接，形成一个巨大的网络，实现信息的自动采集、传输、处理和应用。
物联网定位技术是物联网系统中的重要组成部分，它能够实现对物体和设备的精确定位、跟踪和监控，极大地拓展了物联网的应用范围和潜力。
一、物联网定位技术的概述物联网定位技术是通过一系列传感器、通信设备和算法等组成的系统，实现对物体和设备位置信息的获取和处理。
传统的定位技术主要依赖于GPS和基站等设备，但在室内、城市峡谷等密闭环境下的定位准确度有限。
而物联网定位技术则通过利用物体和设备的唯一标识符、无线信号、陀螺仪等多种手段综合定位，不受环境限制，实现了更高的定位精度和稳定性。
二、物联网定位技术的应用领域1. 物流和仓储管理：物联网定位技术可以实时追踪和监控货物的位置和状态，帮助企业提高物流运作效率和管理水平。
2. 智能交通系统：物联网定位技术可以实时监控车辆的位置和行驶状态，提供实时路况信息，优化交通调度，提升交通运输效率。
3. 室内定位导航：物联网定位技术可以在大型商场、机场、医院等室内环境中提供准确的定位和导航服务，为用户提供更便捷的室内导航体验。
4. 智能农业：物联网定位技术可以实时监测和控制农作物的生长环境，提供精确的灌溉和施肥，提高农作物产量和质量。
5. 智能家居：物联网定位技术可以通过感应设备和无线通信技术实现对家居设备的远程控制和管理，提升家居的智能化水平。
三、物联网定位技术的挑战和发展趋势1. 安全和隐私保护：物联网定位技术涉及大量的个人隐私信息，如何保护用户的隐私安全成为一个重要的问题。
2. 定位精度和稳定性：目前物联网定位技术的定位精度和稳定性还有待提高，特别是在复杂的室内环境下的定位效果有限。
3. 跨平台和互操作性：不同的物联网系统之间存在着平台和协议的差异，如何实现各种物联网设备和系统之间的互操作性成为一个关键。
物联网定位方式与技术特制材料
课程知识
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GPS定位的缺陷
➢ 对时钟的精确度要求极高，造成成本过高，受限于成本，接 收机上的时钟精确度低于卫星时钟，影响了定位精度。
➢ 理论上三个卫星就可以定位，但在实际中用GPS定位至少要 四颗卫星，这极大的制约了GPS的使用范围；当处室内时， 由于电磁屏蔽效应，往往难以接收到GPS信号，因此GPS这 种定位方式主要在室外施展拳脚。
➢ 基于以上原因，人们在实际中用的更多的是 TDoA（Time Difference of Arrival)定位方法，不是直接用信号的发送和到 达时间来确定位置，而是用信号到达不同基站的时间差来建 立方程组求解位置，通过时间差抵消掉了一大部分时钟不同 步带来的误差。
课程知识
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AoA定位
➢ToA和TDoA测量法都至少需要三个基站才能 进行定位，如果人们所在区域基站分布较稀疏， 周围收到的基站信号只有两个，就无法定位。 这种情况下，可以使用AoA（Angle of Arrival） 定位法。只要用天线阵列测得定位目标和两个 基站间连线的方位，就可以利用两条射线的焦 点确定出目标的位置。
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GPS卫星组网
课程知识
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GPS定位系统
➢ 宇宙空间部分：GPS系统的宇宙空间部分由24颗工作卫星组成，最初设 计将24颗卫星均匀分布到3个轨道平面上，每个平面8颗卫星，后改为采 用6轨道平面，，每平面4颗星的设计。这保证了任何一时刻都有至少6 颗卫星在视线之内，可以进行定位。
➢ 地面监测部分：GPS系统的地面监控部分包括1个位于美国科罗拉多州 Schriever空军基地的主控中心，4个专用的地面天线，以及6个专用的 监视站。此外还有一个紧急状况下备用的主控中心，位于马里兰州盖茨 堡。
课程知识
物联网定位技术
物联网定位技术在当今这个高度互联的时代，物联网（Internet of Things，IoT）正以惊人的速度改变着我们的生活和工作方式。
从智能家居到工业自动化，从智能交通到医疗保健，物联网的应用场景无所不在。
而在众多物联网技术中，定位技术无疑是至关重要的一环。
它为各种设备和物体提供了位置信息，使得我们能够更精确地监测、控制和管理它们。
那么，什么是物联网定位技术呢？简单来说，物联网定位技术就是确定物联网设备在物理空间中位置的方法和手段。
它的实现方式多种多样，常见的有基于卫星导航系统（如 GPS、北斗等）的定位、基于无线通信网络（如 WiFi、蓝牙、蜂窝网络等）的定位、以及基于传感器（如惯性传感器、地磁传感器等）的定位。
卫星导航系统定位是大家比较熟悉的一种方式。
我们的手机导航、汽车导航等大多依赖于 GPS 等卫星导航系统。
这些系统通过接收来自多颗卫星的信号，计算出设备与卫星之间的距离，从而确定设备的位置。
卫星导航系统定位的精度较高，但在室内等环境中，由于卫星信号受到遮挡，其定位效果往往不太理想。
相比之下，基于无线通信网络的定位技术在室内环境中则有着更好的表现。
例如，WiFi 定位技术通过检测设备接收到的 WiFi 信号强度和接入点的位置信息，来估算设备的位置。
蓝牙定位则利用蓝牙设备之间的信号强度和传输时间来进行定位。
而蜂窝网络定位则是通过手机与基站之间的通信来确定手机的大致位置。
这些无线通信网络定位技术虽然精度相对较低，但在一些对精度要求不是特别高的场景中，如商场内的人员定位、仓库中的货物管理等，已经能够满足需求。
除了上述两种方式，基于传感器的定位技术也在物联网中发挥着重要作用。
惯性传感器（如加速度计、陀螺仪等）可以测量设备的运动状态，通过积分计算出设备的位移和方向。
地磁传感器则可以感知地球磁场的变化，从而辅助确定设备的方向。
这些传感器通常与其他定位技术结合使用，以提高定位的准确性和可靠性。
在实际应用中，物联网定位技术面临着诸多挑战。
物联网中的定位技术研究
物联网中的定位技术研究随着科技的发展进步，物联网技术的应用越来越广泛。
物联网技术的发展与定位技术有着紧密的联系，而定位技术的使用则是藏在人们生活中的一个关键点。
在这篇文章中，我们将深入探讨物联网中定位技术的研究情况。
一、物联网技术的定位技术物联网有着众多的应用场景，其中最为典型的是基于定位技术的应用。
物联网技术的定位技术包括GPS、北斗卫星导航系统以及Wi-Fi定位技术等。
1. GPSGPS是美国政府开发的一个定位技术系统，在物联网领域中被广泛应用。
GPS 技术通过其卫星系统将定位的位置坐标传输到接收设备上，从而实现对目标位置的精准定位。
GPS技术的应用范围非常广泛，其中包括军事、民用以及商业领域。
2. 北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统是中国自主研发的一个全球卫星导航系统，与GPS类似。
北斗卫星导航系统主要针对亚洲和周边地区提供导航服务。
该系统的使用覆盖面越来越广泛，包括军事、民用以及商业领域。
3. Wi-Fi定位技术Wi-Fi定位技术是一种室内定位技术，可以在没有GPS信号的地方准确地定位用户的位置。
该技术的应用非常广泛，包括室内导航、商场推销、聚会定位等。
二、物联网中的定位技术研究现状随着物联网技术的快速发展，定位技术的需求也越来越大。
当前，物联网中的定位技术主要研究方向包括以下几个方面：1. 定位精度的提高精准的定位技术是物联网技术的核心之一。
目前，科学家正在研究开发更为精准的定位技术，以更好地满足物联网应用的需求。
比如，当前正在进行的5G技术的研究和开发，将会提高室内定位的精度和可靠性。
2. 定位技术的实时性实时的定位技术对物联网应用非常关键。
研究者正在研究并开发更快速、更稳定的定位技术，以确保数据实时性。
这些技术包括超宽带、人工智能等。
3. 多传感器联合感知技术多传感器联合感知技术是一种新的研究方向。
该技术将结合GPS、Wi-Fi等多种传感器技术实现精准的定位。
该技术的运用将推动物联网的发展。
物联网室内定位技术读书笔记
《物联网室内定位技术》读书笔记一、背景介绍随着信息技术的快速发展，物联网（IoT）技术已经成为当今科技领域的热门话题。
物联网通过先进的识别技术将各种实物与网络相连，实现了数据的收集、交换、分析和应用，为我们提供了更为智能和便捷的生活方式。
在这样的背景下，室内定位技术作为物联网的重要组成部分，逐渐受到广泛关注。
室内定位技术是指在没有卫星信号或卫星信号较弱的室内环境中，利用一系列技术手段实现位置的精准定位。
由于现代都市中，人们大部分时间都在室内环境，因此室内定位技术的应用场景非常广泛，如智能办公、智能家居、智能医疗、购物中心等领域。
随着物联网技术的普及，室内定位技术已经成为提升生活质量、提高工作效率的关键技术之一。
在技术和应用的推动下，许多学者和工程师开始对室内定位技术进行深入研究。
这其中涉及到无线通信技术、传感器技术、大数据分析等多个领域的知识。
本书便是针对物联网室内定位技术的一本系统性著作，为读者提供了一个全面的、深入的了解和研究室内定位技术的视角。
通过阅读本书，读者可以更好地了解室内定位技术的发展现状、技术原理、应用场景和未来趋势。
1.1 物联网的发展与重要性随着信息技术的飞速发展，物联网（IoT）逐渐成为了全球范围内的热门话题。
物联网是指通过网络连接各种物理设备，实现设备间的数据交换和智能化控制的技术。
物联网技术得到了广泛的关注和应用，其重要性日益凸显。
物联网技术的发展离不开互联网、传感器、嵌入式技术等领域的进步。
自上世纪末以来，随着传感器、RFID等技术的不断发展，物联网的应用场景越来越广泛。
从智能家居、智能交通到工业自动化等领域，物联网技术的应用不断改变着人们的生活方式和工作模式。
云计算、大数据等技术的兴起也为物联网的发展提供了有力支持，使得物联网在数据处理、分析等方面具有更强的能力。
物联网技术的普及和应用对于各行各业都带来了革命性的影响。
物联网可以提高生产效率和智能化水平，在工业自动化领域，通过物联网技术可以实现设备的远程监控、数据采集等功能，提高生产效率并降低运营成本。
物联网设备的定位与精确定位技术研究
物联网设备的定位与精确定位技术研究物联网作为一种新型的网络连接模式，将日常生活中的各种设备进行了连接与互通，实现了信息的交流与共享。
其中，物联网设备的定位与精确定位技术是一项重要的技术研究领域。
本文将深入探讨物联网设备的定位技术及其精确定位技术，并分析其应用前景与挑战。
一、物联网设备的定位技术物联网设备的定位技术是指通过无线通信与传感技术，确定设备在地理空间中的位置信息。
常用的物联网设备定位技术包括全球导航卫星系统（GNSS）、无线局域网（WLAN）定位、蓝牙定位、辅助全球导航卫星系统（A-GNSS）等。
1. 全球导航卫星系统（GNSS）GNSS是目前最常用的物联网设备定位技术，其典型代表是美国的GPS系统。
通过接收卫星信号，设备可以实现全球范围内的位置定位。
但由于GNSS信号在室内、深山和城市高楼等复杂环境下容易受到阻碍，精确定位的能力受到限制。
2. 无线局域网（WLAN）定位WLAN定位技术是基于Wi-Fi信号的测距和定位技术。
通过在环境中布置Wi-Fi访问点，设备可以利用信号强度、时间差或三角测量等方法进行位置定位。
WLAN定位技术能够实现室内定位，并具有较高的定位精度。
然而，该技术的定位范围受到WLAN覆盖范围的限制。
3. 蓝牙定位蓝牙定位技术是基于蓝牙信号的定位技术。
通过设备和基站之间的信号强度、时间差等参数，实现对设备位置的定位。
蓝牙定位技术可以实现室内定位，并具有较低的能耗和较高的定位精度。
但由于蓝牙信号在传输过程中会受到物体遮挡和多径效应的影响，因此在复杂环境下的精确定位能力有所限制。
4. 辅助全球导航卫星系统（A-GNSS）A-GNSS技术是通过辅助数据来提升GNSS精确定位的技术。
辅助数据可以包括卫星轨道数据、信号延时数据等，通过将这些数据传输给设备，可以提高GNSS信号的灵敏度和定位精度。
A-GNSS技术在城市峡谷和室内等环境中可以提供较好的定位效果。
二、物联网设备的精确定位技术物联网设备的精确定位技术是对设备进行更精确的位置定位和跟踪。
物联网系统中的位置定位技术使用方法
物联网系统中的位置定位技术使用方法在物联网（IoT）系统中，位置定位技术是一项重要的功能，可以帮助用户追踪和定位物体、人员和设备的位置。
通过使用位置定位技术，物联网系统可以提供更精确的数据分析、实时监控和远程控制。
一、全球定位系统（GPS）全球定位系统（GPS）是最常用的位置定位技术之一。
它利用卫星定位和时间同步的方法，在世界范围内提供准确的位置信息。
物联网设备可以使用GPS接收器接收卫星信号，并将收到的位置信息上传到云端服务器。
使用GPS定位技术需要注意以下几个方面：1. 室外使用：GPS信号在室外环境下表现最好，尽量避开高大建筑物和树木等阻碍物。
2. 多信号定位：GPS设备通常能接收多个卫星信号，使用多个信号可以提高定位的精确度。
3. 时间同步：GPS信号中包含了精确的时间信息，因此可以通过和设备本地时间的同步，提供更精确的时间戳和位置信息。
二、基站定位技术基站定位技术是利用移动通信基站和信号覆盖范围来获取设备位置信息的方法。
当物联网设备与基站通信时，基站可以通过测量设备与相邻基站之间的信号强度和时延，来估计设备的位置。
使用基站定位技术需要注意以下几个方面：1. 多基站测量：基站定位通常需要多个基站的参与，通过测量信号强度和时延的变化，来计算设备的位置。
因此，要确保设备处于多个基站的信号覆盖范围内。
2. 信号强度校准：由于信号受到环境和天气等因素的影响，所以在使用基站定位技术时，需要对信号强度进行校准，以提高定位的准确性。
3. 基站数据库：基站定位技术依赖于基站信号的数据库，因此需要保持数据库的更新和完整性，以确保定位的准确性和可靠性。
三、蓝牙定位技术蓝牙定位技术是一种基于蓝牙信号的室内定位方法。
通过在室内安装蓝牙信号发射器（beacon）或使用已有的蓝牙设备（如智能手机和智能手表），可以实现对设备在室内的定位。
使用蓝牙定位技术需要注意以下几个方面：1. 信号覆盖范围：蓝牙信号的覆盖范围通常比较小，因此在室内使用时，需要合理布置信号发射器，以实现全面的位置定位覆盖。
物联网定位技术
物联网定位技术在当今这个科技飞速发展的时代，物联网已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从智能家居到智能交通，从工业自动化到医疗保健，物联网的应用无处不在。
而在物联网的众多关键技术中，定位技术无疑是其中至关重要的一项。
它不仅能够让我们准确地知道物体的位置，还为各种智能化的服务和应用提供了基础支持。
那么，什么是物联网定位技术呢？简单来说，物联网定位技术就是通过各种手段和方法，确定物联网中物体或设备在空间中的位置信息。
这些手段和方法多种多样，包括基于卫星的定位技术、基于无线信号的定位技术、基于传感器的定位技术等等。
首先，我们来谈谈基于卫星的定位技术，其中最为大家所熟知的就是 GPS（全球定位系统）。
GPS 是通过卫星向地面发送信号，接收设备接收到这些信号后，通过计算信号的传播时间和卫星的位置，就能够确定自身的位置。
除了 GPS 之外，还有北斗、伽利略等卫星定位系统，它们都为物联网中的设备提供了高精度的定位服务。
这种定位技术的优点是覆盖范围广、精度高，适用于户外大范围的定位需求。
然而，它也存在一些局限性，比如在室内、高楼林立的城市峡谷等环境中，卫星信号容易受到遮挡和干扰，导致定位不准确甚至无法定位。
接下来是基于无线信号的定位技术，这其中包括 WiFi 定位、蓝牙定位、Zigbee 定位等。
以 WiFi 定位为例，它是利用 WiFi 接入点（AP）的信号强度和分布来确定设备的位置。
当设备接收到多个 WiFi AP 的信号时，通过测量信号强度并结合事先建立的信号强度与位置的数据库，就可以计算出设备的大致位置。
蓝牙定位则通常用于短距离的定位场景，比如在商场、超市中为顾客提供室内导航服务。
Zigbee 定位则在一些工业物联网场景中得到应用，比如对工厂内的设备和物料进行定位管理。
基于无线信号的定位技术的优点是成本相对较低、部署方便，适用于室内和小范围的定位场景。
但是，其定位精度往往不如卫星定位技术，而且容易受到环境中其他无线信号的干扰。
物联网环境中的位置定位与路径规划技术
物联网环境中的位置定位与路径规划技术随着互联网的快速发展，物联网（Internet of Things，IoT）成为了人们生活和工作的重要一部分。
物联网环境中的位置定位与路径规划技术在整个物联网系统中起着至关重要的作用。
本文将探讨物联网环境中的位置定位技术和路径规划技术的应用和发展。
一、物联网环境中的位置定位技术位置定位技术是物联网环境中必不可少的关键技术之一。
它的作用是准确地获取物体或人员的位置信息，为后续的数据分析和决策提供基础。
目前，物联网环境中常用的位置定位技术主要有以下几种：1. 全球定位系统（GPS）：GPS是一种使用卫星进行定位的技术。
通过接收卫星发射的信号，可以准确地确定物体或人员的位置坐标。
GPS在物联网环境中得到了广泛的应用，特别是在车联网、智慧城市等领域。
2. 无线传感器网络（WSN）：无线传感器网络是由许多小型传感器节点组成的网络，通过相互之间的通信和协作来完成任务。
这些传感器节点可以携带位置定位模块，通过相互之间的通信和数据传输，实现对物体或人员的位置定位。
3. RFID技术：射频识别（RFID）技术是一种通过射频信号实现对物体或人员的识别和定位的技术。
它通过与物体上的RFID标签进行通信，获取物体的位置信息。
RFID技术在物联网环境中被广泛应用于物流管理、仓储管理等领域。
4. 智能传感器技术：随着传感器技术的不断发展，新型的智能传感器已经问世。
这些智能传感器可以通过无线通信技术与物联网环境进行连接，实现对物体或人员的位置定位。
智能传感器的精度和准确性得到了显著提高。
二、物联网环境中的路径规划技术路径规划技术是在已知起点和终点的情况下，通过算法计算出两点之间的最优路径的技术。
在物联网环境中，对路径规划技术的需求也越来越大。
下面介绍几种常用的路径规划技术：1. Dijkstra算法：Dijkstra算法是一种广泛应用于网络中的最短路径算法。
在物联网环境中，Dijkstra算法可以用于计算不同节点之间的最短路径，帮助物联网系统快速、准确地选择路径。
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快速找到当前可用的 GPS卫星
计算 位置
MS-Based 方式
MS- Assisted 方式
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7.3.1 室内定位技术概述 7.3.2 室内GPS定位技术 7.3.3 红外线室内定位技术 7.3.4 超声波定位技术 7.3.5 蓝牙室内定位技术 7.3.6 RFID室内定位技术 7.3.7 UWB室内定位技术 7.3.8 WIFI室内定位技术 7.3.9 ZigBee室内定位技术
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GPS是（Global Positioning System）全球定位系统的简称，它是 上世纪70年代初美国出于军事目的开发的卫星导航定位系统，到1994年 ，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星已布置完成。
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GPS全球定位系统由空间部分、地面控制部分与用户设备三部分组成
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GPS全球定位系统 空间部分
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室内定位技术要求
定位精度 稳健性 安全性 方向判断 标志识别 复杂度
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当GPS接收机在室内时，信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度也很 低，要想达到室外一样直接从卫星中提取导航数据和时间信息是不可能的。为 得到较高的信号灵敏度PS技术采用大量的相关定位器并行地搜索可能的延 迟码，以助于实现快速定位。
第七章 定位技术
7.1 定位服务概述 7.2 定位服务的核心技术 7.3 室内定位技术 7.4 室内外综合定位技术
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定位服务（LBS，Location Based Services）又称位置服务，是由 卫星定位与GIS结合，加上移动通信网络与相关技术的支持，获得移动 终端、用户或实体的实际位置，如其经纬度坐标、高程数据或对应的电 子地图上的标示点，实现各种与位置相关的各类服务。
地面控制系统 用户设备部分
GPS的空间部分由24颗卫星组成，均匀分布在 6个轨道面上，轨道倾角55°
监测站（Monitor Station）、主控制站 （Master Monitor Station）、注入站和 地面天线所组成。
即GPS信号接收机。功能是能捕获到按一 定卫星截止角所选的待测卫星。当接收机 捕获到卫星信号后，就可测出接收机至卫 星的伪距离和距离变化率，解调出卫星轨 道参数等数据。
Location = GetLocation（[Position1,α 1 ][Position2,α 2]）
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接收信号强度（RSS）方法
如果MS发射的功率是已知的，则在GBS处测量RSS(接收信号强度)值，可根 据已知数学模型提供发送器和接收器之间距离估计。数学模型描述了无线信号 与距离有关的路径损耗特性，但由于存在多径损耗，并且阴影衰落效应对此模 型会造成较大的标准偏差。
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红外线室内定位系统由红外线发射器和接收器。通常，红外发射器是网络 的固定节点，而红外接收器或传感器安装在待定位目标上，作为移动终端。红 外发射器发射调制的红外射线，通过室内的光学传感器进行接收定位。
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超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成。主测距器放置在 被测物体上，在微机指令信号的作用下向位置固定的应答器发射同频率的无线 电信号，应答器在收到无线电信号后同时向主测距器发射超声波信号，得到主 测距器与各个应答器之间的距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的 应答器做出回应时，可以根据相关计算确定出被测物体所在的二维坐标系下的 位置。
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TOA/TDOA定位
TOA/TDOA定位法都是通过三对[Poisitioni，Ti]（i=1，2，3）来确定设 备的位置Location。二者的不同只是GetLocation（）函数的具体算法上的不 同。
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AOA定位
到达角度（Angle of Arrival，AOA）定位是一种基于方向的两基站定位 方法，采用信号入射角方式进行定位。AOA定位通过两直线相交确定位置，因 不可能有多交点，避免了定位的模糊性。
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蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。这是一种短距离低功耗的无线传输 技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点，把网络配置成基于多用户的基础 网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网（Piconet）的主 设备，就可获得用户的位置信息。
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利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的。 这种技术作用距离短，一般最长为几十米。但它可以在几毫秒内得到厘米级定 位精度的信息，且传输范围很大，成本较低。同时由于其非接触和非视距等优 点，可望成为优选的室内定位技术，具有很大的发展空间。
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全球四大成熟的卫星定位系统
•由美国国防部建 设并向全球开放 的卫星定位系统， 但美国只向外国 提供低精度卫星
信号
美国 GPS
中国北 斗
•是中国自行 研制的全球 卫星导航系
统
•欧洲的卫星 定位系统
欧盟 “伽利 略”
俄罗斯 格洛纳
斯
•18颗卫星 覆盖俄罗斯
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基站定位
GSM基站定位 单基站定位 TOA/TDOA定位 AOA定位 接收信号强度（RSS） 接收信号相位方法
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TOA定位
基于距离的到达时间即TOA（Time of Arrival）定位技术，其基本原理是 通过测出电波从手机/终端/移动台传播到多个基站的时间来确定手机终端的位 置。用TOA定位的方法需要手机和参与定位的基站之间时间精确同步，须通过 与在基站上安装了GPS或原子钟的移动网络之间的同步来实现。本方法通过测 量基站信号到达手机的时间，可确定其距离。利用信号源到各基站的距离（以 基站为中心，距离为半径作圆），就能确定信号的位置。
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GSM基站定位原理
GSM定位就是借助识别这些蜂窝基站进行对象定位，MSC是移动交换中心， 通过公共电话交换网（PSTN）与主干网互联。
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单基站定位
COO（Cell of Origin）是单基站定位技术，由于移动运营商对其每个基 站的地理位置与编码都有唯一标识（Cell-ID），且每个基站所服务的区域就 称为一个小区，于是当移动设备连接到当前的基站时，就可通过运营商知道其 当下所在的小区的位置。
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GPS/北斗定位及测算原理示意图
公式中X1Y1Z1、X2Y2Z2、X3Y3Z3、X4Y4Z4为已知卫星P1、P2、P3、P4测量出的伪距， c为光速，dti为已知卫星时钟与GPS时间偏差，dt为未知接收机与GPS/北斗卫 星时间偏差。卫星的时钟偏差由接收机从卫星导频信息中取得。平方根项代表 卫星与接收机之间距。
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辅助全球卫星定位系统AGPS（Assisted GPS，AGPS）是一种结合 了GPS定位和蜂窝基站定位的优势，借助移动通信网络传输数据，可达 很高的定位精度和很快的定位速度，在移动设备尤其是手机中被越来 越广泛的使用。
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AGPS定位架构——GPS等卫星定位的弱点主要是：硬件初始化（首次搜索卫
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物联网应用很大一部分是在室内、尤其是复杂环境的室内，如机场大厅、 展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井、车间、酒店、教学楼等环境 中，常常需要确定移动终端、载有电子标签的物品或人员、设施与装备等在室 内的位置信息。随着机器人的普及，对大量室内移动机器人的精确定位需求也 日益增加。
但受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，任何一种定位 技术目前还未达到法尽善尽美。
“位置”概念包括：（1）地理位置（空间坐标）；（2）对象处在该位置的 时刻（时间坐标）；（3）处在该位置的对象（身份与标识信息等）。
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7.2.1 定位服务技术概述 7.2.2 室外定位技术 7.2.3 GPS全球定位系统 7.2.4 基站定位 7.2.5 新型定位系统
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核心技术
•如基于GPS、A-GPS 的定位导航技术， WLAN的无线通信及 定位技术，基于RFID、 蓝牙等的身份识别与 定位导航技术，基于 WSN的探测、定位及 跟踪报警技术，以及 位置服务中间件技术
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UWB定位系统主要由参考标识、主动标识和接收机构成。在二维坐标中应 用UWB技术时主要采用TOA方法进行定位，三维坐标中多采用TDOA、AOA 或二者结合的方法进行。
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无线局域网络（WLAN）具有高带宽、高速率、高覆盖度的特点，且受非 视距影响极小。在中短距离范围内，Wi-Fi具有无可比拟的优势。对于室内环 境，Wi-Fi的多径效应依然不能避免，因此基于信号衰减模型的定位方法无法 使用。
星）时间较长；二是GPS卫星信号穿透力弱，易受建筑物、树木等的阻挡而影 响定位精度。AGPS定位技术借助移动通信网络等的辅助，成功地解决或缓解 了这两个问题。
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AGPS作业步骤
搜星 过程
一次COO定位
移动设备通过蜂窝网 络将当前的小区位置
传送给网络中的 AGPS位置服务器
APGS位置服务器根 据当前小区位置查询 该区域当前可用的卫
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卫星定位过程 GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到未知用户接收机之间 的距离，再综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。 卫星位置可根据星载时钟记录的时间在卫星星历中查出。接收机到卫星的 距离通过记录卫星信号传播到接收机的时间，再乘以光速得到。由于大气层电 离层的干扰，以及接收机与卫星间的时钟误差，该距离并非两者间的真实距离， 而是伪距（PR）。
支撑技术
•如嵌入式系统技术， 数据库管理技术， AdHoc及Mesh网络 技术，局域网及互 联网技术，MIS技术 等
应用系统
•目标识别与跟踪导 航服务系统，自动 电子导航服务系统， 智能建筑的应急联 动管理系统，关键 区域入侵防护与遥 测预警系统，复杂 建筑的三维地理信 息及导航系统等
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室外定位指确定一个移动台（MS）如手机，或载有可跟踪的电子标 签的人或物等所在的位置。以GPS/北斗卫星等的出现使空间定位技术产 生了质的飞跃，定位精度大幅提高，可达米级。当今GPS/北斗卫星与无 线网络融合形成的定位服务，使移动定位服务成为物联网领域最具潜力 的应用之一。