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物聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用 Wi-Fi RTLS

Wireless LAN 中文名無(wú)線局域網(wǎng)，簡(jiǎn)稱WLAN，其最主要的組網(wǎng)技術(shù)之一，基于國(guó)際通用的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)。又叫做Wireless Fidelity簡(jiǎn)稱Wi-Fi，俗稱無(wú)線寬帶網(wǎng)。
作為目前無(wú)線IP傳輸?shù)某墒旒夹g(shù)，由于其具有傳輸距離遠(yuǎn)、帶寬高、組網(wǎng)容易等特點(diǎn)，使Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)迅速普及，在辦公大樓、家庭、碼頭、倉(cāng)庫(kù)、商店、學(xué)校、機(jī)場(chǎng)、等地方隨處可見(jiàn)。在這種網(wǎng)絡(luò)普及的背后，優(yōu)頻科技通過(guò)技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用功能----射頻識(shí)別（RFID）、實(shí)時(shí)定位（RTLS）、無(wú)線傳感（WSN）等。通過(guò)超低功耗Wi-Fi技術(shù)，解決了傳統(tǒng)Wi-Fi產(chǎn)品高功耗的缺點(diǎn)，是一項(xiàng)短距離無(wú)線通訊的突破性技術(shù)。同時(shí)可以代替ZigBee、藍(lán)牙、有源RFID等無(wú)線產(chǎn)品，市場(chǎng)前景非常廣闊。
一、技術(shù)突破：

普通的Ｗｉ－Ｆｉ設(shè)計(jì)最大特點(diǎn)是高速率傳輸。低功耗Wi-Fi 的方式則主要采用：
低發(fā)射功耗：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以減少距離和降低速率，發(fā)射電流可以降到100毫安以下。盡管目前的功耗還是比有源RFID和ZigBee高，但一些Wi-Fi芯片廠家正在研究新一代物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的芯片。我們期待不久的將來(lái)市場(chǎng)上會(huì)出現(xiàn)更低功耗的Wi-Fi芯片，取代ZigBee、藍(lán)牙、有源RFID。
引入電源管理：發(fā)射完后進(jìn)入休眠狀態(tài)，電流只有幾微安。
簡(jiǎn)化Wi-Fi的通訊協(xié)議：一般Wi-Fi的協(xié)議需要幾次交換建立通信，并且采用TCP/IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不需要進(jìn)行頻繁數(shù)據(jù)交換，可以采用Wi-Fi底層的協(xié)議實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所需的功能，這樣就減少了發(fā)射和接收的次數(shù)，實(shí)現(xiàn)省電的目的。
增加觸發(fā)機(jī)制：比如采用震動(dòng)傳感器，只有運(yùn)動(dòng)中才發(fā)射；或者使用125KHz低頻觸發(fā)器或915MHz無(wú)源RFID讀寫器，只有進(jìn)入觸發(fā)區(qū)域才發(fā)射。
基于上述低功耗Wi-Fi技術(shù)設(shè)計(jì)的Wi-Fi電子標(biāo)簽，電池壽命可以高達(dá)幾年以上。
二、系統(tǒng)組成

優(yōu)頻科技研發(fā)的Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括：

Wi-Fi標(biāo)簽、Wi-Fi傳感器、Wi-Fi手機(jī)、Wi-Fi手持終端等；
Wi-Fi接入點(diǎn)，英文是Access Point，簡(jiǎn)稱AP；
后臺(tái)監(jiān)控管理軟件。
RTLS系統(tǒng)通過(guò)Wi-Fi標(biāo)簽或終端用于資產(chǎn)、人員或車輛，可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：
自動(dòng)識(shí)別：在部署了無(wú)線AP 的區(qū)域，系統(tǒng)可以掃描到Wi-Fi終端的MAC地址。MAC地址作為唯一的ID號(hào)，識(shí)別佩戴有標(biāo)簽的人或物。Wi-Fi的識(shí)別距離較大，一般室外300米，在空曠區(qū)域中的實(shí)測(cè)結(jié)果顯示最遠(yuǎn)可以達(dá)到800米。 Wi-Fi協(xié)議本身帶有防沖突機(jī)制，實(shí)測(cè)200個(gè)標(biāo)簽放在一起，每個(gè)標(biāo)簽在同一信道上1秒發(fā)射1次，3秒內(nèi)1個(gè)AP可以全部識(shí)別。
實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)：英文是Real Time Locating Systems,簡(jiǎn)稱RTLS。在Wi-Fi覆蓋的區(qū)域內(nèi)，系統(tǒng)可以確定帶有Wi-Fi標(biāo)簽的人或物的位置。通常WiFi定位算法是基于AP接收到Wi-Fi信號(hào)的強(qiáng)度（RSSI）。在覆蓋無(wú)線局域網(wǎng)的地方，Wi-Fi標(biāo)簽周期性地發(fā)出信號(hào)，無(wú)線局域網(wǎng)AP接收到信號(hào)后，將信號(hào)傳送給定位服務(wù)器。定位服務(wù)器根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱判斷出標(biāo)簽距離AP的位置，通過(guò)標(biāo)簽到至少3個(gè)AP的距離可以算出標(biāo)簽的位置，并通過(guò)電子地圖顯示。這是傳統(tǒng)的三角定位原理。在室內(nèi)或有障礙環(huán)境中，Wi-Fi 無(wú)線信號(hào)通常會(huì)經(jīng)過(guò)反射后才到達(dá)接收器，而非一條徑直的路徑，這樣就給定位計(jì)算帶來(lái)了很大的誤差，這種現(xiàn)象叫多路徑效應(yīng)。因?yàn)槭覂?nèi)空間的障礙物會(huì)造成多路徑干擾,導(dǎo)致訊號(hào)變化較大,所以傳統(tǒng)的三角定位法不適用于室內(nèi)環(huán)境。采用基于ＲＦ指紋識(shí)別（ＦＩＮＧＥＲＰＲＩＮＴＩＮＧ）的定位方法可以提供定位精度。在定位區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個(gè)采樣點(diǎn)，將定位終端放在這幾個(gè)采樣點(diǎn)上，利用信號(hào)紋和相對(duì)應(yīng)的位置信息建立起數(shù)據(jù)庫(kù)后，定位系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)收集到的信號(hào)特征，就能計(jì)算位置了。人體對(duì)標(biāo)簽信號(hào)發(fā)射是有干擾的，優(yōu)頻科技的定位系統(tǒng)采用歷史移動(dòng)軌跡、增加ＡＰ定位器、修正信號(hào)突變等方法盡量在算法上降低人為干擾帶來(lái)的定位誤差。
無(wú)線傳感：除了ID號(hào)和位置信息，系統(tǒng)還可以感知人或物的狀態(tài)，比如溫度、濕度、加速度等等。Wi-Fi傳感可以利用現(xiàn)有的Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)，有AP的任何場(chǎng)所都能成為傳感器網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，這將能夠極大的節(jié)約硬件成本。同時(shí)由于無(wú)所不在的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)所提供的架構(gòu)，使得Wi-Fi傳感器具有良好的設(shè)備互操作性和快速安裝等優(yōu)勢(shì)，有助于投資回報(bào)(ROI)和總擁有成本(TCO)上利益的最大化。Wi-Fi傳感器不僅可以通過(guò)AP建立網(wǎng)絡(luò)，而且也可以實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)。
物聯(lián)通訊：消費(fèi)類電子產(chǎn)品是推動(dòng)Wi-Fi發(fā)展的主要因素，比如越來(lái)越多的數(shù)碼相機(jī)、電視、機(jī)頂盒、鼠標(biāo)、鍵盤、耳機(jī)、電子相框?qū)i-Fi作為標(biāo)配功能。--目前已經(jīng)有超過(guò)50%的手機(jī)內(nèi)置Wi-Fi芯片。這些內(nèi)置Wi-Fi芯片的設(shè)備可以通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、普及的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上物物相聯(lián)。