RFID等定位技術(shù)：讓你無處可藏

　　現(xiàn)代社會幾乎是一個沒有“隱私”的社會，只要有設(shè)備和條件，別人就很可能追蹤到你的位置。電影里常有這樣的情節(jié)，某人一邊在打電話或手機(jī)，另一邊警察在用先進(jìn)的設(shè)備監(jiān)聽，幾十秒鐘就查出其位置。這已經(jīng)不是什么高深的科技。

　　不管是你在大街上走還是在商場里逛，只要想知道，你的行蹤就很難不被暴露。說起定位技術(shù)，相信很多朋友都會揮舞手中的智能手機(jī)說知道。不過定位技術(shù)包含很多種，大家所熟知的手機(jī)GPS或AGPS定位都是依靠衛(wèi)星及手機(jī)基站，有部分沒有GPS功能的低檔手機(jī)也可以借助手機(jī)通訊基站的LBS地理位置信息服務(wù)來進(jìn)行定位。但是如果是在地下室，或是大型室內(nèi)購物廣場，天空被遮擋住后，這些定位技術(shù)就英雄無用武之地。需要借助Wi-Fi或是ZigBee、RFID等技術(shù)來實現(xiàn)室內(nèi)的精確定位。

　　近日，Nokia、三星、Sony Mobile等22家手機(jī)廠商及芯片領(lǐng)域廠商還共同宣布成立了室內(nèi)定位聯(lián)盟。那么，到底哪些技術(shù)能夠暴露我們的行蹤?下面慢慢說。

　　需要“輔助”的GPS

　　從2005年左右以后，GPS已經(jīng)不再是新鮮詞。GPS利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。

　　GPS系統(tǒng)的前身是美軍研制的子午儀衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Transit)，它于1964年正式投入使用。用5到6顆衛(wèi)星組成一個環(huán)球衛(wèi)星網(wǎng)，Transit系統(tǒng)的衛(wèi)星每天最多要繞過地球13次，而且它無法給出終端設(shè)備的高度信息，定位精度方面也不盡如人意。不過，Transit系統(tǒng)使得研發(fā)部門對衛(wèi)星定位取得了初步的經(jīng)驗，并驗證了由衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行定位的可行性，為GPS系統(tǒng)的研制埋下了鋪墊。

　　經(jīng)過多年努力和多方合作，GPS在1988年終于成型，它將24顆衛(wèi)星放置在互成120度的三個固定軌道上。每個 GPS軌道上有8顆衛(wèi)星，地球上任何一點(diǎn)均能觀測到6至9顆衛(wèi)星。這樣，粗碼定位精確度就可以達(dá)到100m，而精碼定位精確度為10m。粗碼和精碼是分別給民用與軍用兩個不同級別的定位等級，用于防止高精確度的定位系統(tǒng)被歹人濫用。

　　由于GPS是美國人的系統(tǒng)，他們把控著核心技術(shù)，在很長一段時間內(nèi)，我們只能使用低精度的定位服務(wù)。這樣的話，如果在高速公路上開車導(dǎo)航誤差100米，一旦錯過某出口，再掉頭可就費(fèi)勁了。另外還有一個問題就是當(dāng)GPS小型化以后，每次啟用它第一次定位需要搜索衛(wèi)星的時間太長，高達(dá)2—3分鐘。這嚴(yán)重制約了GPS的使用。

　　于是就要提到A-GPS，A-GPS是一種結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)基站信息和GPS信息對移動臺進(jìn)行定位的技術(shù)，可以在GSM/GPRS、WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中使用。該技術(shù)需要在手機(jī)內(nèi)增加GPS接收機(jī)模塊，并改造手機(jī)天線，同時要在移動網(wǎng)絡(luò)上加建位置服務(wù)器、差分GPS基準(zhǔn)站等設(shè)備。

　　A-GPS(Assisted GPS)即輔助GPS技術(shù)，它可以通過移動通信運(yùn)營基站實現(xiàn)快速定位。GPS通過衛(wèi)星發(fā)出的無線電信號來進(jìn)行定位。當(dāng)在很差的信號條件下，例如在一座城市，這些信號可能會被許多不規(guī)則的建筑物、墻壁或樹木削弱。在這樣的條件下，非A-GPS 導(dǎo)航設(shè)備可能無法快速定位，而A-GPS 系統(tǒng)可以通過運(yùn)營商基站信息來進(jìn)行快速定位。

　　簡單地說，A-GPS是借助手機(jī)基站來為GPS提供前期位置調(diào)星服務(wù)，并在后期提供一系統(tǒng)的位置校準(zhǔn)，讓GPS的定位更精確。A-GPS需要有專門的芯片系統(tǒng)支持才可以使用。

　　市場看好的LBS地理位置信息服務(wù)

　　隨著定位產(chǎn)品市場份額的擴(kuò)大，例如像物流企業(yè)、警用、民用保全、醫(yī)療衛(wèi)生等等企事業(yè)單位，對定位系統(tǒng)都有很大的采購需求。手機(jī)運(yùn)營商對此也垂涎三尺。假如，GPS只是用來確定位置，如果服務(wù)中心想要知道用戶的位置，還是要借助手機(jī)運(yùn)營商的移動網(wǎng)絡(luò)來向服務(wù)中心反饋位置坐標(biāo)。既然運(yùn)營商能插入到其中的一部分環(huán)節(jié)來，那何不把握整個行業(yè)，都掌握在手?

　　GPS的好處是定位精準(zhǔn)，但是耗電量巨大。所以它一般只在車載或是不缺電的場合下才會24小時使用。GPS/A-GPS都需要專用的芯片，這無形中增加了用戶端的成本。百十元的低端手機(jī)用戶是否就無法使用定位系統(tǒng)了嗎?

　　其實LBS系統(tǒng)通過手機(jī)基站的三角函數(shù)定位不用衛(wèi)星也能給確定用戶的位置，方法與衛(wèi)星定位類似，通過測量手機(jī)與多人基站的距離，分析出用戶端的具體位置信息。由于手機(jī)基站與用戶端容易被建筑物擋住。所以很多時候手機(jī)信號會在基站與手機(jī)之間折射。導(dǎo)致距離測量不準(zhǔn)確。

　　所以LBS的定位它的精確度在郊外只能達(dá)到1000米，而在城市條件甚佳的情況下可以達(dá)到50米。不過它無需借助GPS衛(wèi)星系統(tǒng)，不用專業(yè)芯片，省電、省錢。LBS不只是定位，LBS英文全稱為Location Based Services, 它包括兩層含義：首先是確定移動設(shè)備或用戶所在的地理位置;其次是提供與位置相關(guān)的各類信息服務(wù)。意指與定位相關(guān)的各類服務(wù)系統(tǒng)，這些技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)把它們?nèi)诤显诹艘黄稹?/P>

　　例如Broadcom\高通現(xiàn)代的芯片就已經(jīng)把Wi-Fi、藍(lán)牙、GPS、A-GPS、整合到了一片芯片中，達(dá)到節(jié)省成本、節(jié)約電力的功效。不過上面介紹的這些技術(shù)，都只是在室外定位有效，如果進(jìn)入大型建筑物內(nèi)、又或地下室，這些導(dǎo)航就會失去作用，因為室內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，讓傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)失去了作用。

　　室內(nèi)環(huán)境是一個復(fù)雜的環(huán)境，信號在傳播過程中受室內(nèi)的人員和物品墻壁的影響，衰減比較大，這樣給室內(nèi)環(huán)境下的人和物品的精確定位帶來了困難?？梢韵胂癞?dāng)大樓、地下室、礦井、車庫等環(huán)境下的人員和物品，如在發(fā)生火災(zāi)，地震等災(zāi)難時，有一套有效的室內(nèi)定位系統(tǒng)，將有利于我們實施快速而準(zhǔn)確的救援，減少對人和物品的傷害……

　　室內(nèi)定位 各顯神通

　　現(xiàn)在室外的定位服務(wù)已經(jīng)不是什么問題了，而室內(nèi)定位系統(tǒng)還沒有一個有力的組織來統(tǒng)一它們的技術(shù)規(guī)范?，F(xiàn)在都是企業(yè)自己定義的私有協(xié)議和方案。

　　這不利技術(shù)的推廣與批量使用，所以全球移動產(chǎn)業(yè)巨頭諾基亞、三星、索尼移動(Sony Mobile)聯(lián)合其他19家公司已組建成立“定位聯(lián)盟”(In-Location Alliance)，旨在推進(jìn)室內(nèi)定位技術(shù)和相關(guān)服務(wù)的創(chuàng)新和運(yùn)用。定位聯(lián)盟的方案將基于藍(lán)牙(Bluetooth)4.0或于Wi-Fi的標(biāo)準(zhǔn)打。采用上述技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的首款手機(jī)預(yù)計將于2013年上市。

　　Wi-Fi定位技術(shù)：無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)已是目前所有智能手機(jī)平臺的標(biāo)配了，利用廣泛普有的WIFI系統(tǒng)來做定位是一項低成本容易實現(xiàn)的技術(shù)。微軟開發(fā)的RADAR 系統(tǒng)是最早的基于WiFi 網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)。它采用射頻指紋匹配方法，從指紋庫中查找最接近的K 個鄰居，取它們坐標(biāo)的平均作為坐標(biāo)估計。室內(nèi)定位系統(tǒng)基于RSSI 信號的統(tǒng)計特性，采用貝葉斯公式，通過計算目標(biāo)位置的后驗概率分布，來進(jìn)行定位。

　　芬蘭的Ekahau公司開發(fā)了能夠利用Wi-Fi進(jìn)行室內(nèi)定位的軟件。Wi-Fi繪圖的精確度大約在1米至20米的范圍內(nèi)，總體而言，它比蜂窩網(wǎng)絡(luò)三角測量定位方法更精確。但是，如果定位的測算僅僅依賴于哪個Wi-Fi的接入點(diǎn)最近，而不是依賴于合成的信號強(qiáng)度圖，那么在樓層定位上很容易出錯。目前，它應(yīng)用于小范圍的室內(nèi)定位，成本較低。但無論是用于室內(nèi)還是室外定位，Wi-Fi收發(fā)器都只能覆蓋半徑90米以內(nèi)的區(qū)域，而且很容易受到其他信號的干擾，從而影響其精度，定位器的能耗也較高。

　　NFC射頻識別技術(shù)：NFC是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它介于射頻識別和藍(lán)牙之間，也可以用于室內(nèi)定位。它有自己的無線電標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)通信以實現(xiàn)定位。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，所以它們的通信效率非常高。NFC最顯著的技術(shù)特點(diǎn)是它的低功耗和低成本。

　　藍(lán)牙技術(shù)：藍(lán)牙技術(shù)通過測量信號強(qiáng)度進(jìn)行定位。這是一種短距離低功耗的無線傳輸技術(shù)，在室內(nèi)安裝適當(dāng)?shù)乃{(lán)牙局域網(wǎng)接入點(diǎn)，把網(wǎng)絡(luò)配置成基于多用戶的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接模式，并保證藍(lán)牙局域網(wǎng)接入點(diǎn)始終是這個微微網(wǎng)(piconet)的主設(shè)備，就可以獲得用戶的位置信息。藍(lán)牙技術(shù)主要應(yīng)用于小范圍定位，例如單層大廳或倉庫。

　　目前室內(nèi)定位聯(lián)盟主要推薦就是使用這個方案，它使用藍(lán)牙低功耗天線陣列三角定位跟蹤藍(lán)牙設(shè)備標(biāo)記來實現(xiàn)，它比Wi-Fi三角定位的效率更高，成本更低，使用普通的藍(lán)牙手機(jī)即可實現(xiàn)定位。而由于藍(lán)牙的省電性，可以讓終端的工作時間更長。

　　不管是室外定位還是室內(nèi)定位，定位的基本原理是差不多的，就是在信號的傳輸上測算你的位置。不管是時間，角度，衰減，還是別的。所以只要你的隨身設(shè)備保持對外通信，別人總有辦法找到你的位置，區(qū)別只是不同技術(shù)導(dǎo)致不同精度而已。所以，如果有一條你的行蹤暴露了，可能是手機(jī)出賣了你。(RFID世界網(wǎng)編輯整理)