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微定位技术轻松定位IoT设备

Richard Quinnell?? 2015年08月04日 ?? 收藏0
物联网(IoT)设备经常被视为一种监测环境的智能系统,或是用于控制远程接取与回报功能的设备。但这种设备其实可以更简单,甚至不需要连网,也仍然属于IoT的一部份。这就是微定位(Microlocation)设备——仅回报ID辨识与定位,就能将任何对象转变成可为用户带来显著效益的IoT“对象”(thing)。

如今,每个人都很熟悉基于全球定位系统(GPS)的定位技术,它已广泛应用于全世界开放空间。然而,微定位技术则作业于更有限的环境中,例如建筑物内或特定的区域范围内,提供厘米(cm)级的定位精确度(优于GPS的m级精确度)。微定位技术或许无法定位出你在世界上的哪个地方,但却可以明确让你知道邻近对象的相对位置。

透过微定位技术,帮你确定皮箱中该打包的行李都带了(来源:getpixie.com/)
透过微定位技术,帮你确定皮箱中该打包的行李都带了(来源:getpixie.com/)

在日前于硅谷举行的嵌入式系统大会(Embedded Systems Conference;ESC),我看到两种不同的微定位技术,分别采用了不同的定位方法。其中之一来自Impinj,它采用了RFID技术;另一家则是基于超宽带(UWB)无线技术的Decawave;两家公司都支持IoT设备的许多潜在应用。

Impinj的方法是RFID的第二代扩展技术,RFID经常用于零售产品的扫描。然而,这种扩展技术让Impinj得以透过一款网关单元为面积达1,500平方公尺的区域内扫描数千个ID,同时确定其位置。此外,还能让标记的对象变成自供电的IoT设备,因应网关的查询,持续回报其ID与位置。该网关随后还能利用云端服务追踪这些对象的动态,从而实现仓储管理与生产流程监控等不同的目标应用,甚至还可以透过比较货架与收款机的销售状况,评估零售产品是否畅销。

Decawave的技术则采用UWB射频以及"飞时测距"(TOF),确定设备间的距离以及固定位置信标。由于提供了充份的主动式设备或信标数量,这些量测选项让系统得以确定范围内每个设备的绝对位置,在有墙隔间的室内可达到40公尺的距离,开放空间中则涵盖达250公尺视线范围。

如同Impinj的技术一样,Decawave的微定位途径也支持诸如对象立即寻址,但它涵盖范围的限制较少,可应用在农业(追踪家畜)、零售业与资产管理等应用,而且,透过分析云端中的追踪数据,系统还能推衍出资产使用模式与运动性能等建议。例如以下视讯中Pixie的资产追踪应用案例,帮你确定皮箱中该打包的行李都带了。

这些微定位技术提供了强大的能力,几乎能将所有对象都转成可被实时追踪的IoT设备,而且还能以极低的成本在云端分析其动态。其结果是大幅节省所需的资产追踪时间,以及从动态效率研究与降低库存「缩减」中,大大地节省成本。但这些技术可实现的应用还不只于此,它甚至还能用于拯救生命。

在今年七月初,德国Volkswagen汽车公司发生一起意外——工业机器人抓起一名维修工人,并将他推到金属板上而害他送命。如同许多工业机器人一样,这些设备是专用于周遭安全的环境下操作的,机器人或设备在工作区域内运作时,人类不应该擅自侵入,以策安全。像这一类机器人通常使用安全“光闸”(light curtain)来确定人类是否越界到工作区域,并且在侦测到意外情况时停止运转。

这种方法的问题是,必须在机器人周围设定机械围篱,使其固定在某个位置。然而,透过微定位技术,机器人就能侦测到是否有人(需配戴定位标签)进入危险的工作区,而不需要再设置机械围篱了。这可大幅提高机器人的灵活度,不必再被限制于某一定点,让它更具有行动性。而且,由于掌握了人类的完整3D定位,机器人在防止人类进入工作区域的同时,还能不间断地持续作业。

对于许多开发人员来说,微定位技术目前仍然是一个相对较新的概念,但它的应用似乎是无穷无尽的。您认为还能如何利用这项技术能力,持续实时追踪目标对象?

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