无线定位技术对比RFID UWB ZIGBEE

RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传

递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。一般是基于RSSI来进行区域性感知，目前，RFID技术在工业自动化、物体跟踪、交通运输控制管理、防伪和军事用途方面已经有着广泛的应用。RFID系统的工作原理：

RFID 读卡器

针对监狱系统的特殊情况，我们采用的RFID 阅读器的工作模式为“被动式”，正常工作时阅读器处于接收状态，实时接收电子标签发出的信号，并将接收到的数据转送到后台管理系统中。在可视环境下，最大识别距离（通讯距离）可以达到80米。在具体应用中与无源标签相比较，超长的识别距离具有非常大的优势。当用户对识别距离的长短有不同要求，或应用环境比较复杂时，可以通过设置阅读器上的衰减开关来调节并设定识别距离。

RFID 有源定位标签

采用“主动（active）方式“进行工作，主动发射信号给阅读器。

该方式工作时消耗的能量相对比较高，因此，我们在标签内部增加了高能电池，用来为标签提供能量。标准环境下，电池提供的能量可以保证标签连续工作1年左右。工作频率标签工作频率范围是2.4GHz ～ 2.485GHz，属于微波频段。目前，小功率设备可以自由使用该频段进行工作，不需要向管理部门申请和缴付任何费用。

超宽带(UWB)是射频应用技术领域的一项重大突破。Ubisense 公司利用该技术构建了革命性的实时定位系统(RTLS)，该系统能够在传统的挑战性应用环境中达到较高的定位精度，并具有很好的稳定性；而诸如RFID、WiFi等技术并不能完成该类应用。超带宽（UWB）是射频应用技术领域的一项重大突破，改系统能够在传统环境中达到较高的定位精度，并具有很好的稳定性，创造了RTLS领域的新格局。

1，UWB与其他定位技术的优势

射频技术发展趋势

以往基于场强信号和信号质量技术来定位的RFID,WIFI,ZIGBEE等传统定位技术，定位精度往往不能令人满意，UWB定位技术的出现填补了高精度定位领域的空白。

定位传感器

它包含一个天线阵列，以及UWB 信号接收器；可以通过检测定位标签发出的UWB 信号，来计算该标签的实际位置。在工作过程中，每个传感器独立测定UWB 信号的方向角和仰角(AOA)；而到达时间差信息(TDOA)则必须由一对传感器来测定，而且这两个传感器均部署了时间同步线；这种独特的AOA、TDOA相结合的测量技术，可以构建灵活而强大的定位系统。目前Ubisense 单个传感器能测得较为准确的标签位置；而通过两个传感器的接收信号能测定更为精密的3D 信息；传感器的这种特性大大降低了系统部署的硬件开销，显著改善了系统的稳定性与可靠性。

定位标签

紧凑型标签是一种较小的设备，可置于资产设备、交通工具上，并获取精度达15cm的3D动态定位信息。它针对苛刻的工业应用环境设计，并包含许多先进的功能：一个LED指示灯；一个能立即激活静止标签的运动检测传感器；一个事件触发按钮。紧凑型标签集成多种安装固定方式，以方便的部署于任何人员物体表面。以往基于场强信号和信号质量技术来定位的RFID,WIFI,ZIGBEE 等传统定位技术，定位精度往往不能令人满意，UWB定位技术的出现填补了高精度定位领域的空白。

系统整体拓扑图如下：

图3 系统结构

三、ZIGBEE定位技术

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。功能与RFID类似，精度比RFID稍高。因考虑到需通过无线通讯实现定位，不符合监狱需求，在此不做过多阐述。

四、三种技术参数对比