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通信行业定位与导航专题研究之室内定位风渐起(3)

时间:2014-12-08 来源:中国集群通信网 作者:网络 点击:

五、巨头逐鹿之定位技术篇
苹果iBeacon
苹果公司于2013 年推出了基于低功耗蓝牙模块的一套室内定位系统,也就是iBeacon方案。iBeacon方案靠蓝牙基站拓扑根据射频场强随距离衰减的模型计算距离。通过建立小型基站,iBeacon可以形成一个50m半径范围的通讯区域,在该区域内的设备都可以通过低功耗蓝牙技术进行信息传输。
iBeacon 方案提供了一整套软件和应用的开发标准,通过低功耗蓝牙的无线信号覆盖和信息传递,使周围的事物和人联系起来。它有专门的接口,并且搭配有相关的软件算法,能够实现信息的精确传输。在应用到室内定位方面,iBeacon可以通过三角定位原理感知到用户的位置是Far,Near 还是Immediate,其定位精度可达到分米级。

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自从苹果公司于2013 年推出这套方案之后,iBeacon已经在很多领域得到了应用。一些零售店已使用该技术为消费者导购。据美国媒体报道,美国老牌零售商梅西商店已经开始在商场内部部署iBeacon传感器,名为ShopBeacon。其中曼哈顿和旧金山两家梅西百货的顾客将能第一时间体验到ShopBeacon的便捷。用户携带iPhone在不同楼层间走动,便能够接受到不同的商家信息。
梅西商场还与Shopkick 进行了合作,提升消费体验。Shopkick是一款基于地理位置的购物服务,奖励消费者进入商店进行签到。比如消费者可以事先在家里中挑选好某款商品,当进入梅西百货时,ShopBeacon便会自动提醒消费者直接在这里购买选好的商品。在室内导航方面,纽约花旗球场(CitiField)已经开始试验通过iBeacon技术向场内观众推送视频、热狗优惠券以及座位导航服务。美国航空公司也已宣布,它们将于2015年1月1日之前,在所有支持该航空公司的飞机场采用苹果iBeacon技术帮助乘客在机场里导航寻路。此外,一些视频游戏中也采用了这项技术。另有一些评论认为,iBeacon方案不仅能应用于室内定位领域,它同样也能在移动支付领域打败谷歌的NFC(NearField Communication)模块,因为后者的传输距离过近。

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iBeacon 的技术基础是低功耗蓝牙技术(Bluetooth4.0 LE) 是一项低功耗无线通信技术的国际标准。采用这套技术的设备可以使用纽扣电池供电,并与其它蓝牙设备连接。低功耗蓝牙技术具备如下优势:1.与传统蓝牙和WiFi相比功耗更低,广播端仅靠一枚纽扣电池就可坚持数年不间断工作;连接速度更快;广播距离可增加至30m;频段切换频繁,具有抗干扰性。
2.与ZigBee技术相比,低功耗蓝牙的协议栈更简单,抗干扰性能更好。
3.与其他2.4GHz私有技术相比,低功耗蓝牙具有更好的互通性。目前,大部分iOS设备和Android设备都自带了低功耗蓝牙模块,因此,可以十分方便地利用这项技术,不需要再添加新的芯片。
低功耗蓝牙的技术指标及其与典型蓝牙技术对比可见下表:

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iBeacon 方案所具备的优势与劣势如下表所示:

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整体来看,iBeacon +蓝牙在目前基于位置的服务中远远好于GPS+ Wi-Fi 的组合。另外值得注意的是相对比于Android 的碎片化,IOS 的统一封闭性更能够推动该项技术的发展。

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 从产业链角度来看,上游的蓝牙芯片厂商是苹果iBeacon技术兴起的最大受益者。iBeacon技术的兴起将使得蓝牙技术在与其他室内定位技术的竞争中占据上峰,这意味着兼容iBeacon的蓝牙芯片的需求量将会大幅增加。
另一方面,由于iBeacon 技术是基于BLE技术开发而成,所有采用ios7及更新版本的苹果设备均可使用iBeacon服务。
这意味着对于ios7 及以上版本的苹果设备来说并不需要增加新的硬件就可以采用iBeacon技术。目前,iphone、ipad等设备的基带芯片和射频芯片多采用高通、博通等世界一流的芯片厂家的产品。联发科等芯片设计厂商也在积极开发兼容iBeacon技术的芯片。此外,德州仪器在2014年4月份宣布自己的蓝牙系列产品中开始支持iBeacon技术。

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苹果公司并没有限制iBeacon 的系统平台。目前,Andorid4.3 以后的版本也已经支持iBeacon技术。另一方面,苹果对于第三方厂商使用iBeacon技术给予了大力支持。初创公司Estimote就是一家生产支持ibeacon技术的硬件设备的厂商。它的产品是一款名为Beacon的小型设备,采用了苹果的iBeacon技术,能够与支持iBeacon技术的智能手机实现互联。相关数据显示,目前Estimote每天的出货量可达上千件,另有一万多个开发者在开发基于EstimoteBeacons 的情景式应用。除了Estimote 之外,Philips和GE也开发出了支持iBeacon的照明系统,可以在商场中布局实现与智能手机的互联。
Estimote 创立于2012年,创始者为两位波兰计算机科学家JakubKrzych和?ukasz Kostka,起初,他们的产品原型是一只停在店门口的鹦鹉。
Estimote 的鹦鹉能计算进店和离开店铺的人流,记录人群在店内的流向甚至能分析顾客的性别构成和购买模式。后来他们在鹦鹉原型上推出了theBeacon。Beacon的外观设计就像一颗破碎的宝石,你把它粘在墙上——通过对应的app可以预设你想要推送的信息,尔后它就能向周围订阅了店铺的用户推送信息。同时,跟第一代的鹦鹉原型一样,它也会向你汇报周围的人流(或者说客流)。

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除将iBeacon 技术开放给第三方厂商外,苹果也在自行开发支持iBeacon技术的硬件设备。2014年7月,美国联邦通信委员会(FCC)公布了苹果研发的iBeacon设备“AppleiBeacon”,该设备的市场推广方案目前尚未公布。
Google 定位技术
考虑到地图使用的易用性,谷歌最初使用的定位技术为AGPS(AssistedGPS),依靠GSM+GPS这种最原生态的定位技术。2011年,Google在手机地图6.0版添加了室内导航的功能,之后Google在网页版也增添了该功能。目前,谷歌地图支持室内定位的国家从2011年的9个到现在的19个,支持的建筑从10万个到100万个。Google的室内导航定位功能从技术层面来看并没有太多突破,主要是依靠GPS卫星信号,并加以Wifi定位技术等辅助。相关测试表明:
    1、开GPS+蜂窝网络进行室内定位,效果较差。
    2、开飞行模式、开Wifi,定位精度大概在5-10米。

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Google 的wifi 定位技术是通过路由器的mac地址来匹配地理位置,由于网络设备的mac地址具有唯一性,因而定位效果自然更加准确。而mac地址的数据资源则是Google自主收集的。总体而言,谷歌定位技术的优势在于其优质的算法以及丰富的数据库的支撑,但不可否认的是,Google依然主要依靠传统定位技术,并无明显的技术创新。
(中国集群通信网 | 责任编辑:陈晓亮)

本文标签: 室内定位, GPS, ZigBee

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