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智能定位技术在公共场所建筑中的应用


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  • 2014-12-19 10:04:21
  • 来源:佰佰安全网
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导语:在安全生产管理中,管理机关可以通过佩戴在矿工和输送车辆上的无线定位标签,异地远程监控到每个矿井下矿工的位置和动态,控制,并通过监控输送车辆来控制采煤量,甚至可以通过网络将全国的井下情况进行统一监控管理。

有一门技术可以帮助人们解决“找东西”的难题的,它就是定位技术——利用信息化手段告诉用户某一物体的位置信息。在不远的将来,建筑师将把智能定位技术大量应用于公共建筑场所,用以提高建筑的智能化水平。智能定位技术采用无线电测绘手段形成定位电子地图,这将使人们的数字化生活效率大大提高。

智能定位技术在公共场所建筑中的应用

一、简介几种智能定位技术

(一)GPS以及A-GPS定位技术

GPS英文全名是“Global Position System”,其意为“全球定位系统”,简称GPS系统。该系统是以卫星为基础的无线电定位导航系统。

GPS全球卫星定位导航系统,开始时只用于军事目的,后转为民用被广泛应用于商业和科学研究上,它提供一种实用的、价廉的在全球范围内确定位置、速度和时间的工具。GPS卫星系统包括24颗卫星,分布在6个轨道面上,每个轨道面同时有4颗卫星。当GPS接收机接收到4颗以上的卫星的信号时,就可以确定当前所处位置的经纬度坐标、海拔高度、速度、方向和精确的时间等关键数据。

传统的GPS定位技术在卫星信号无法覆盖的地方效果比较差,而且如果所在位置上空没有4颗及其以上的卫星,那么系统就无法实现定位。为此产生了新的基于GPS的定位技术——A-GPS,A-GPS(AssistedGPS)即辅助GPS技术,它可以通过移动通信运营基站实现快速定位。GPS通过卫星发出的无线电信号来进行定位。当在很差的信号条件下,例如在一座城市,这些信号可能会被许多不规则的建筑物、墙壁或树木削弱。在这样的条件下,非A-GPS导航设备可能无法快速定位,而A-GPS系统可以通过运营商基站信息来进行快速定位。该技术可在手机等移动终端内增加GPS接收机模块,已经广泛应用于GSM/GPRS、WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA网络中。

GPS以及A-GPS定位技术现在已广泛应用于现代测绘和智能监控系统中。

(二)Wi-Fi定位技术

Wi-Fi是WirelessFidelity(无线保真)的缩写,它可以实现在复杂的大范围定位、监测和追踪任务,有广泛的应用领域。Wi-Fi定位系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式,需要很少基站,而且还方便安装,由于采用了相同的底层无线网络结构,系统总的定位精度得到提高。

Wi-Fi定位的精确度大约在1米至20米的范围内,总的来说它比蜂窝网络三角测量定位方法更精确。但它也存在一定的缺陷,容易受到其他信号的干扰,而且Wi-Fi收发器只能计算半径90米以内的区域,同时定位器的能耗也较高。

(三)射频识别定位技术

射频识别即RFID(RadioFrequencyIDentification)技术,又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频(125k~134.2K)、高频(13.56Mhz)、超高频,无源等技术。RFID读写器也分移动式的和固定式的,目前RFID技术应用很广,如图书馆,门禁系统,产品安全溯源等。

射频识别技术采用射频方式进行非接触式双向通信交换数据,从而达到识别和定位目的。该技术的定位计算效率高,成本较低,它的作用距离最长为几十米,在此范围内可以在几毫秒内得到厘米级的定位精度。由于其非接触和非视距等优点,可望成为几十米区域范围定位的优选方案。该技术的缺点是没有通信能力,而且不易同其他系统整合。

(四)超声波定位技术

超声波定位技术利用超声波来确定目标的具体位置。将超声波发生器放置在被定位的目标上面,向周围按照一定的时间间隔发送超声波脉冲,在周围3个固定位置上分别接收超声波发射装置发出来的脉冲信号,由于超声波在空间传送速度相对较慢,通过比较接收装置接收信号的先后时间,可以确定被定位目标的位置。当目标移动时候,通过不间断定位计算,可以描绘出目标的移动轨迹。

超声波定位整体定位精度较高,定位精度在5cm之内,响应速度为0.1秒,定位范围为场地内,半径30米的区间。其缺点是超声波受多径效应和非视距传播影响,且硬件设施投资大,成本过高。

超声波定位技术已应用于室内和场地定位。如驾校考场,将发射装置置于汽车上,跟随运动的汽车,接收系统便在电脑上描绘汽车行驶轨迹,从而可以让电脑自动判断汽车驾驶员是否合格,提高了考试效率。

(五)其他

除了以上提及的定位技术,还有基于蓝牙技术、计算机视觉、磁场以及信标等定位技术。目前很多技术还处于试验研究阶段。这些定位技术本文就不一一阐述,他们各有优劣,本文主采用如上比较适用于公共场所的定位技术进行表述。

二、公共场所应用举例

现代定位技术为传统大型公共建筑的智能表达提供了很好的帮助,尤其在复杂的公共场所,如博物馆、游乐场、医院、公园等环境中,常常需要确定设施与物品、移动终端或其持有者之间的位置信息。随着数据业务和多媒体业务的普及,人们对导航定位的需求日益增大,甚至在应急情况下,如在发生火灾,地震等灾难时,有一套有效的定位系统,将有利于我们实施快速而准确的救援,减少对人和物品的伤害……

智能定位技术在公共场所建筑中的应用

如下简单介绍具体的应用实例,希望能与读者分享建筑在智能生活中的乐趣。

(一)上海世博会的射频定位技术

在2010年上海世博会,对主办方、参展方、志愿者、参观者等各类人群有大量的信息服务需求,包括交通管理、人流疏导、信息查询等,射频识别系统正是满足这些需求的有效手段之一。

世博会的主办方关心门票的防伪技术。参展方关心有哪些参观者参观过自己的展台,他们参观什么样的内容和产品以及参观者的个人信息。参观者想迅速找到所关心的展示内容。而志愿者需要了解那些需要帮助的人。这些需求通过射频识别技术能够轻松实现。

参观者凭借嵌入射频识别标签的门票入场,随身携带。每个展台附近都部署有射频识别读取器,这样对参展方来说,参观者在展会中走过哪些地方,在哪里驻足多少时间,参观者的基本信息是什么等就一目了然,当同类参观者走近时,可以提供更有目标性的服务。同时,主办方部署带有射频识别读取器的多媒体查询终端,参观者可以通过该终端知道自己身处何位及相关展区的信息,还能通过查询终端找到同伴的位置信息。

今后随着技术的发展,如果参观者拥有方便的移动终端,更多的参展信息将会更便捷地展示。

(二)其他应用实例

在保安监控过程,可以替代现有的巡更系统,能实时看到安保人员的位置和路线,在发生问题时安保人员可以直接报警,根据人员位置和直观地图处理事故。

在安全生产管理中,管理机关可以通过佩戴在矿工和输送车辆上的无线定位标签,异地远程监控到每个矿井下矿工的位置和动态,控制,并通过监控输送车辆来控制采煤量,甚至可以通过网络将全国的井下情况进行统一监控管理。

在商场购物中,要寻找你需要的品牌专卖店,通过具有定位功能的手机或终端,能告诉你哪些店铺或专柜在商厦的哪一层,哪一个房间。甚至可以告诉你最近的卫生间在哪里,最近的药房在哪一层,等等。这些都是现代定位技术可以做到的。

诚然,不管是耳熟能详的GPS定位技术还是其他无线定位技术都有其局限性,所以,未来的智能建筑定位技术将会是卫星导航技术与无线定位技术的有机结合。他们之间相互发挥各自的优长,提供较好的定位精度和响应时间,还可以实现广范围的覆盖,从而实现定位的无缝连接。

在公共场所中实现智能定位,让建筑更为智能化的人性表达,它不仅仅需要成熟的无线定位解决方案,还需要很多传统技术手段的介入,如公共场所的基本地理信息,就需要相应的测绘作业操作。测绘与无线定位交叉作业,形成的数字化表达便是定位电子地图,它是各个地点信号强度值与普通电子地图的结合。总之,智能建筑是多学科交汇发展的结果。他将大大的方便用户乐居其中,享受其中。


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