物联网解决方案背后有哪些先进的技术支撑？

WiFi技术：

WiFi方案的优势是技术成熟，单独的产品就可以接入公网，成本也是相对较低。

缺点则是WiFi设备一般功耗较大，在物联网领域中，供电是一个问题；

WiFi接入数量相对有限，一个家庭路由器一般只能接入几十个设备；

当然，WiFi方案在物联网初级阶段有较大优势，单独的WiFi模块依托路由器即可入网，优势明显，虽然接入数量不多，但是在物联网、智能家居未大规模普及的情况下，也可以满足大多数需求。

所以基于IoT UART串口WiFi模块WG219/WG229/WG231/LCS6260的WiFi方案更适用于对功耗要求不明显，不会大量部署的物联网产品，例如：智能电饭煲，智能空调、冰箱、洗衣机等传统家电设备接入物联网。

蓝牙技术：

蓝牙方案的主要优势在于蓝牙模块的超低功耗，而且通过app打开蓝牙与手机的交互比较简单。

SKB369/SKB501

目前随着蓝牙50模块SKB501（网页链接）、以及更多蓝牙50产品的上市，蓝牙技术的数据传输速度和覆盖范围等得到了巨大的提升，更加适用于物联网的要求。

所以，蓝牙方案适用于对功耗有要求，和手机可以直接交互的物联网产品，例如：智能门锁，智能秤，智能电动牙刷等，也适用于大规模蓝牙mesh灯控、蓝牙传感器网络的部署。

UWB技术：

超宽带技术是近年来新兴一项全新的、与传统通信技术有极大差异的通信无线新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有31~106GHz量级的带宽。目前，包括美国，日本，加拿大等在内的国家都在研究这项技术，在无线室内定位领域具有良好的前景。

UWB技术是一种传输速率高，发射功率较低，穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线技术，无载波。正是这些优点，使它在室内定位领域得到了较为精确的结果。

超宽带室内定位技术常采用TDOA演示测距定位算法，就是通过信号到达的时间差，通过双曲线交叉来定位的超宽带系统包括产生、发射、接收、处理极窄脉冲信号的无线电系统。而超宽带室内定位系统则包括UWB接收器、UWB参考标签和主动UWB标签。定位过程中由UWB接收器接收标签发射的UWB信号，通过过滤电磁波传输过程中夹杂的各种噪声干扰，得到含有效信息的信号，再通过中央处理单元进行测距定位计算分析。

超宽带可用于室内精确定位，例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。根据不同公司使用的技术手段或算法不同，精度可保持在01 m~05 m。

随着物联网生态链逐渐走向成熟，各行各业对定位的需求也大大增加。在现实生活中，基于WiFi、蓝牙、红外线、UWB等室内定位技术的应用场景越来越多，着重介绍一下应用较广的蓝牙室内定位技术和UWB室内定位技术。

蓝牙人员定位有哪些定位方法？

1iBeacon

iBeacon使用的是低功耗蓝牙通信功能，是苹果公司研发的一种定位技术。它可以跟踪获取导航者的轨迹信息，并且能为商业选址提供一些可靠的数据支撑，大多应用于人比较多的地方，如医院、商场、车站之类的。

2蓝牙网关

蓝牙网关的人员定位技术就比较适合用在校园和养老院。这是因为蓝牙网关定位技术可以为定位设备在周期内发送广播包，接收的所有数据都可以传送到后台的服务器，方便管理和监测人员的安全。如果选用这种定位方法的话必须要保证蓝牙终端设备功耗很低并且并发量非常大。

3蓝牙50

蓝牙50只需要扫描iBeacon的数据通过蓝牙网关传到服务器，然后根据信号强度就可以完成定位了。它的传输能力是可以和上述两种方法媲美的。蓝牙50不仅处理了大规模布置网关的可能性，而且成本不高，深受用户喜爱。

蓝牙人员定位可适用于哪些场景？

智慧工业

蓝牙人员定位在智慧工业领域中的应用具体表现为石化及化工人员物资定位、资产管理、工厂环境数据采集与分析、危险源监测等。

智慧工地

传统型工地管理存在着诸多的缺陷，例如施工项目点多面广，信息传递不通畅等，采用蓝牙人员定位方案，可以实现隧道/地铁/管廊等人员定位、环境数据采集等。

智慧养老

蓝牙人员定位在智慧养老领域的发展日新月异，可实现的功能越来越多，如老人定位监护、生命体征监测、健康管理、活动监测、无线呼叫报警等。

智慧医疗

蓝牙人员定位在医疗行业的应用不仅仅是针对医护人员的定位，还包括患者、医疗物资等，将病人医生护士、医疗物资和位置结合起来，再针对医院的业务流程实现完全的物联网化、智能化的综合管理，实现整个院区的“可视、可管、可控”智能化管理。

UWB定位技术在不同的应用环境中能够实现不同的定位业务需求（3D/2D/1D/区域定位），精确定位人员、车辆、资产，并在定位基础上实现轨迹追踪、区域报警、摄像联动等延伸功能。

一维定位应用的原理就是测距应用，能够知道定位目标标签的相对位置，适合隧道、管道、管井、矿井等多种定位精度要求不高的场景，精度在03米左右；

二维定位需要确定空间的X/Y坐标，分为两种情况；一种是通过标签离基站的距离，计算标签的位置；还有一种是通过三个以上的基站，确定区域内标签的位置，能够准确得知定位目标标签的位置及行为轨迹；

三维定位需要知道定位设备的XYZ三维坐标，在基站架构的时候，需要特别拉开Z轴的高度差，以确保在Z轴上的精确度。若用测距的方式，三个基站就可以完成三维定位，用TDOA的方式，则必须要四个以上基站才能完成。能够精确判断标签位置，以及滞留时间。

高精度UWB室内定位方案

UWB定位系统大致分为位置感知层、网络传输层和定位应用层，主要包括：定位引擎服务器、智能终端、POE交换机、UWB基站、UWB标签、UWB模块、软件接口等。

UWB定位系统框图

UWB的定位原理和卫星导航定位原理很相似。UWB的定位原理是通过在室内布置4个已知坐标的UWB定位基站，需要定位的人员或者设备携带定位标签，标签按照一定的频率发射脉冲，不断和四个已知位置的基站进行测距，通过TDOA算法精确的计算定位标签的位置。

UWB定位流程：

UWB定位原理

（1）每个定位标签以UWB脉冲重复不间断发送数据帧；

（2）定位标签发送的UWB脉冲串被定位基站接收；

（3）每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间；

（4）定位引擎参考标签发送过来的校准数据，确定标签达到不同定位基站之间的时间差，并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置。

（5）采用多基站定位多采用TDOA（Time difference of Arrival）算法。

UWB定位主要应用于室内高精度定位，用于在一定空间范围内获取人或物的位置信息，同时应用于各个领域的室内精确定位和导航，能够满足隧道、监狱、化工、工厂、煤矿、工地、电厂、养老、展馆、整车、机房、机场等高精度室内定位需求。

UWB室内定位方案应用领域

工业/汽车：实时追踪资产和库存，改进流程，提高搜索效率，减少资源浪费；

物流仓储：跟踪条码阅读器和叉车，减少保险检查的环节，使仓储管理变得灵活；

军事：人员定位和设备追踪，例如城市作战训练、d药仓库管理、高级研发；

医疗保健：实时跟踪病人，进行照顾和管理，利于病情分析和治疗改进，方便于人力资源管理；

危险环境：定位个人和资源，安全位置紧急搜索，人员监控，优化管理过程，做到安全有效；

重点安保区域：人员的进出管理、实时位置查询、禁区监管、隔离距离控制、人员调度，能对人员的位、行进路线、距离、速度进行监控和统计；

体育：实时跟踪与计算运动员的方向和速度等，详细的性能分析，记录队伍的比赛实况，视频集成。

物联网无线通信技术不止四种啊，有很多，主要分为两类：一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通信技术；另一类是LPWAN（low-power Wide-Area Network，低功耗广域网），即广域网通信技术。
LPWA又可分为两类：一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。
1、WIFI，WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术，传输距离在100-300M，速率可达300Mbps，功耗10-50mA。
2、Zigbee，传输距离50-300M，速率250kbps，功耗5mA，最大特点是可自组网，网络节点数最大可达65000个。
3、电力载波，传输距离可达500M，速率可达500Mbps，最大优点是可基于电力线传输，无需布线。
4、蓝牙，传输距离2-30M，速率1Mbps，功耗介于zigbee和WIFI之间。UWB(Ultra Wideband)，是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。
5、Z-wave:Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格，Z-wave联盟(Z-wave Alliance)虽然没有ZigBee联盟强大，但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商，该联盟已经具有160多家国际知名公司，范围基本覆盖全球各个国家和地区。
6、RF：无线射频的20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术。射频技术相对于传统的磁卡及IC卡技术具有非接触式、阅读速度快、无磨损等特点。无线射频技术在阅读器和设哦卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条形码、磁卡及IC卡相比，射频卡具有防冲突功能，能同时处理多张卡片，基于以上特点，平常用的大多数刷卡门禁用的都是射频技术，另外无线射频也被一些厂家应用在智能家居中。
7，NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

信息技术飞速发展，UWB技术发展趋势无可估量

2008年，国务院提出了“感知中国”并在无锡建立了“感知中国”研究中心。到2013年2月，国务院发布《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》，明确物联网以智慧城市为重要载体，在农业、交通、物流等领域初步进行推广。2014年以后，物联网发展进入快车道。

随着移动互联网技术的演进，“定位”技术已是我们日常生活中不可或缺的重要应用，已逐渐成为各类新型场景的底层核心技术。然而，对公检法司、电厂管廊、工厂园区等应用场景而言，RFID、蓝牙技术实现的“房间级”室内定位已经不能满足业务需求，需要定位到更高精度的位置坐标。因而，这些场景就成了UWB技术技术发挥作用的主场。

超宽带通信（UWB）是近年来通信领域兴起的一种无线互连技术。至今，UWB技术和它带动的通信市场发生了惊天动地的变化，现在市场的走向初见明朗。

在定位方面，UWB技术技术有四大优势：

1 低功耗、对信道衰落（如多径、非视距等信道）不敏感；

2 抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰；

3 穿透性较强（能在穿透一堵砖墙的环境进行定位）；

4 具有很高的定位准确度和10cm的定位精度。

相信在未来的几年里，UWB技术市场及产品发展将会呈现良好的发展趋势。

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