定位技术在移动领域中的重要性日益凸显

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在移动世界中,我们逐渐认识到定位功能是大多数设备的必备功能。某些应用已经得到广泛使用:如手机和车载导航应用,可用来查找车辆的停放位置或追踪孩子的行动轨迹。而对于整个物联网行业,定位服务的发展速度甚至更快,现已在无人机、物流跟踪、农业静态设备定位和城市自动化中迅速普及。根据 GlobeNewsWire 的数据,预计全球导航卫星系统 (GNSS) 市场到 2025 年将以 17% 的复合年增长率 (CAGR) 实现增长。市场研究公司 Markets and Markets 预测,物联网定位市场的复合年增长率 2022 年底将趋近 38%。机会无穷,但也存在挑战:没有一套理想的解决方案可满足所有定位需求。满足特定需求的最佳解决方案通常需要融合各种技术。

 

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COVID 追踪

由于新冠疫情的爆发,针对疫情管理进行接近跟踪的做法在全球已非常普遍。蓝牙(主要是低功耗蓝牙)技术是这一方面的主要选择,将合理的精度和超低功耗的完美结合,最重要的是,它在移动电话上已得到广泛支持。考虑到备选方案,超宽带 (UWB) 实际上可提供更精确的测量参数,但其在移动电话上的部署才刚刚起步,远不够普遍。全球导航卫星系统 (GNSS) 虽然在移动电话上广泛可用,但因功耗需求太高而不适合运用于此应用。从而蓝牙成为工程实用主义的范例。但是,与许多应用一样,整体解决方案远不止接近检测这一项技术;您还需要通过 Wi-Fi 和/或蜂窝宽带(也是电话上普遍支持的功能)定期进行云通信。虽然新冠病毒不可能只感染那些携带移动电话的人,但是 BLE 的低功耗特性也便于低功耗可穿戴式标签的部署,例如新加坡 TraceTogether 系统中部署的标签,此系统集成了 Ambiq 的 Apollo3 Blue MCU。 

全球物流跟踪

在供应链紧张的时期,了解订购商品的位置,以及何时才能收到商品变得越来越重要。这是一个全球性的定位问题,比如从中国深圳横跨太平洋抵达美国长滩,运抵仓库,再配送到您的家中或工厂中。只有 GNSS 可以涵盖此范围。

但是资产跟踪设备必须功耗极低,才能在长达数周的行程中持续工作。对于真正的包装级跟踪(而非货盘级跟踪),资产跟踪标签必须成本极低。传统的 GNSS 无法完全实现这一目标。再谈谈实用性,与其选择连续跟踪,我们不如采用“快照”定位,基于较慢的周期计算提供位置快照。除了功耗更低外,这样还允许我们在共享硬件资源上使用基于软件的 GNSS,从而大幅降低 GNSS 的特定芯片成本。 

话说回来,GNSS 本身不是一套完整的解决方案。通过广域漫游(例如 NB-IoT 或 Cat-M)进行位置通信时,蜂窝数据链路至关重要。这种辅助链路还允许更快速地下载卫星轨道数据,减少 GNSS 在设备上的处理时间,此技术称为“辅助全球导航卫星系统 (AGNSS)”。部分处理中的数据甚至还可以通过该链路分流到云端。  当货件到达仓库或仓储设施内时,需要采用另一种解决方案。虽然 GNSS 不能在室内工作,但建筑物周围几乎肯定有 Wi-Fi 接入点 (AP)。多个 AP 的飞行测量时间可提供足够的精度对 10 米以内的包装或货盘进行定位。也可以使用 AoA/AoD 蓝牙测距技术,在具有专用基础设施的工厂环境中尤其适用。但对于最终的工厂定位精度,UWB 是首选方案,因为其具有厘米级精度和多路径信号鲁棒性。此类技术还可以通过一些集成的运动传感器(惯性测量装置或 IMU)来增强,从而以节能高效的方式协调位置计算,并提供一定程度的航位推算。

其他定位目标

导航跟踪和实时定位系统 (RTLS) 本身就是巨大的细分市场,但还有许多其他消费者应用也可受益于位置信息。“寻找物品”类应用(如 Apple 的 AirTag)就是很好的例子。

高端便利应用(如免钥匙进入车辆或酒店房间)也越来越受欢迎。如今,此类领域基于蓝牙技术,但容易受到中间人攻击/中继攻击。而 UWB 可以更准确地测量小物件的距离,并凭借其物理 (PHY) 层特性提供超强的安全性。通过结合 UWB 与 BLE(根据 FiRa 联盟和车联网联盟 (CCC) 的推广建议),您可以同时享受到 BLE 的低功耗优势以及 UWB 附加的安全性和准确性。 

UWB 精确测距技术支持的空间感知功能也为用户带来了新的设备交互方式,如“指向控制”。将手机指向要控制的对象(电视、恒温器、微波炉),手机会随即提供适合情境的菜单选项。

总结

如您所见,对于定位服务,单个方案不能解决所有问题。这需要在功耗、成本和精度方面达到理想的平衡。  卓越的解决方案使用多种技术来确定位置和进行位置通信,即使在大众市场消费品中也是如此。Apple 等领先企业已将 GPS、蜂窝、Wi-Fi、蓝牙和 UWB 等技术集成到包括智能手表在内的各类产品中。 

CEVA 提供的定位技术产品组合涵盖蓝牙、UWB、Wi-Fi、蜂窝物联网、GNSS 和 IMU,在业内独具一格。欢迎访问 CEVA,与我们畅所欲言,了解如何更好地满足您的定位需求,并找到在市场上胜出的差异化优势。

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