物联网导论_第4章_定位系统

1、物联网导论Introduction to Internet of Things第4章 定位系统 作 者：刘云浩 著 出 版 社：科学出版社 在物联网时代，人们憧憬：一切皆可感知，一切皆可定位。 4.1 基于位置的服务 4.2 定位系统 4.3 定位技术2 互联网+：不断改造传统产业 不单是位置信息 空间+时间+身份 基于位置的服务-LBS地图与导航：百度地图，打车软件休闲娱乐：景点导游，嘀咕生活服务：大众点评，搜房社交：微信，345与传统地图的区别，时间信息与传统地图的区别，时间信息 2015年，是互联网+汽车行业相当热闹的一年67 打车软件出世 2012年8月，“快的”在杭州上线。 2012

2、年9月，“嘀嘀”在北京上线。 自创立起，二者就是死对头，在打车市场争夺第一宝座。 经营模式 创建初期，乘客加价竞标，加价高者优先。 与出租车定价原则不符，引发对打车软件的第一轮声讨。 2013年，北京、上海等城市先后杜绝打车软件加价。8【参考视频参考视频】：快的打：快的打车车 被96106招安 2013年8月，北京市官方打车软件在“96106”平台正式上线运行，滴滴被招安为“96106滴滴打车”。 该平台集合了一批以“96106” 电话为核心、联合网络调派的软件。 收取至少5元的电召费，不允许加价，而出租车司机则需确保每车每日执行2单电话叫车业务。 由于其收费过高，不被用户认可。 这个带有行政

3、色彩的官方联盟只持续了4个月便宣告解体。9 蜜月期 2014年2月，为安全起见，北京市规定，司机只许装一款软件，意味着将来只剩一家。 2014年2月，嘀嘀和快的开始烧钱，补贴司机和用户。 截止2015年2月，据称双方共烧掉约20亿，瓜分全部市场。 2015年2月14日，滴滴与快的宣布合并，市场占有率99%以上，已经构成垄断。10 解决各方难题 乘客 上下班，节假日，偏远地区，恶劣天气打车难。 交通部 提高车辆利用率，改善交通拥堵，解决就业问题。 缓解环境污染，提高空气质量。 司机 每天扫街接活，左顾右看，非常疲倦。 长途回程空车，偏远地区拒载。11在风中凌乱的打车者在风中凌乱的打车者 “专车”

4、打破了这片宁静 2014年8月，神州，易道，一号，滴滴“专车”迅速红遍大江南北。 滴滴和快的在专车市场，继续投入数10亿元。 私家车纷纷加盟(90%以上) 不用交份儿钱，里程单价比出租车贵，还有奖励。 专车司机月收入1.2-1.5万，远超出租车司机的收入。 2015年1月，沈阳、南京等地，发生出租车停运事件。 许多出租车司机表示，正在考虑跳槽，去开专车。12 中央和地方，态度矛盾 2014-2016年，各省交管部门，不断查处作为“专车”违法运营的私家车 。 2015年1月，交通部明确表态：“专车”服务对满足运输市场高品质、多样化、差异性需求具有积极作用。 各类“专车”软件公司应当遵循运输市场规

5、则，承担应尽责任，禁止私家车接入平台参与经营。 该表态让很多地方交通监管部门感到措手不及。 为什么地方反对，中央支持？13 份子钱 司机向出租车企业上交的承包金。 1990年代开始，北京等城市，出租车由少数企业特许经营，个人进入受限。 2015年，北京出租车平均4200元/月，睁眼欠140元。 车8年报废，每年5万份钱，风雨无阻，车成本7万元 2015年1月，滴滴专车，向司机收取每天180元。 2016年1月，滴滴顺风车，收取每单5%信息服务费。 顺风车费用，是出租车一半，而且没有黑车的风险 专车到底动了谁的奶酪？ 份子钱是压在出租车司机身上的大山。 中央和地方交管部门的矛盾，暴露了真正的受伤

6、者。 打车APP打破了出租车行业垄断壁垒，互联网将利益的重新分配，从少数垄断者手中转移到了百姓手中。 参考资料http:/www.chinatimes.cc/hxsb/news/zhengce/150116/1501162050-139428.htmlhttp:/ 老梁观世界 20150123 专车服务 动了谁的奶酪15 地方管理部门 滴滴，Uber 出租车企业 出租车APP 专车APP 顺风车 份子钱 份子钱 份子钱 出租车司机 专车 私家车 老百姓16 O2O(Online To Offline) 让互联网成为线下交易的前台。 B2C、C2C与O2O的比较 相同点：在线上支付。 不同点：

7、B2C、C2C 商品通过物流公司送到你手中。 O2O用户到线下去接受服务。 请举例？ 团购、打车软件、送外卖、58到家网站(上门保洁、美甲、搬家) 2014年2月，阿里巴巴全资收购高德 目的：地图是O2O业务的制高点，无缝整合支付宝和地图。18 提前到淘宝拍100定金 师傅上门拆卸、运输、安装 计算总费用，网上支付 信用评价比传统实体店好19 4.1 基于位置的服务 4.2 定位系统 4.3 定位技术20 主流定位系统 卫星定位GPS 蜂窝基站定位 室内精确定位 WiFi基站定位21 车臣杜达耶夫 1991年11月，在苏联解体的前夕。 杜达耶夫成立车臣共和国，在独立的道路上越走越远。 俄罗斯高

8、科技武器 1996年4月21日，杜达耶夫驱车到野外打卫星电话。 通话时，两枚导弹呼啸而至，杜达耶夫当场被炸死。 俄罗斯预警机，可以在几秒钟内确定耶夫卫星电话的位置，误差只有几米。22 1973年，美国国防部开始GPS计划 1989年，正式开始发射GPS工作卫星 1994年，卫星组网完成，投入使用 2000年，克林顿下令取消军用/民用定位精度的差别23 宇宙空间部分24颗工作卫星 地面监控部分1个主控中心6个监视站 用户设备部分GPS接收机24 优点 精度高，实际15米左右 北斗系统，预计2020年实现厘米级精度，超越GPS。 全球覆盖，可用于险恶环境。 缺点 启动时间长，定位速度慢 室内几乎没

9、有信号25 第一代，仅能提供位置和周边地图 第二代，根据目的地计算“最短”路线 第三代，从交管部门取得路况，找出“最快”路线 第N代，物联网时代由“以路为本”转变到“以人为本”综合路况，天气，加油站，厕所，饭店等找出“最佳”路线。26 GSM蜂窝网络 通讯区域被分割成蜂窝小区 每个小区对应一个基站 设备连接小区对应基站进行通讯27 单基站定位 基站的位置=移动设备的位置 精度取决于基站覆盖范围，100米-几公里。 缺点：如果基站分布疏松，误差巨大。 优点：简单、快速，适用紧急情况。 多基站定位 测量无线信号传播时间，计算到基站的距离。 至少需要三个基站才能定位，稀疏地区不适用。28 百度定位：

10、综合运用了多种技术 美国E-911系统 打911报警电话时，定位并接到最近警局 综合了各种定位技术：ToA，A-GPS等等29室内环境复杂 主要影响：多径效应 多个障碍物，分别反射电磁波，多重反射波在接收端混叠 电磁波穿透力不同 长波信号，穿透能力弱，传播能力强，不易衰减。 GPS，频率为1575.42MHz和1227.60HMz 波长分别为19.03cm和24.42cm 短波信号，穿透力强，传播能力弱，易衰减 室内应选用？30短波信号 利用已有设备与网络 蓝牙，WiFi，ZigBee，地磁场传感器 部署方便、成本低、精度有限 利用专门设备与网络 红外线、超声波、RFID、超宽带(UWB)等

11、精度高、部署成本高 【参考视频】 室内定位，indooratlas推地磁场定位系统 百度已经注资1000万美元，提供Android版免费API。31 原理 通过RFID标签定位，从而定位设备的位置32 2014年，刘云浩，杨磊博士 “差分增强全息图”定位方法 克服标签多样性对定位精度的影响， 首次将室内定位精度提高到毫米级。 满足了航空行李分拣系统的需求。 ACM Mobicom 2014 Tagoram: Real-time Tracking of Mobile RFID Tags to High Precision Using COTS Devicesh 获得大会唯一的最佳论文奖。33 W

12、iFi基站定位 原理：利用可见Wi-Fi接入点来定位 优势：在大城市中，无线AP数目多34 建立AP位置数据库 现场勘测：通过装载了GPS和WiFi终端的小车四处搜集（方法与google的“街景street view”类似） 用户主动提交AP信息 精度10米，响应时间1秒 提供专门的开发SDK35 http:/ 提交WiFi地址36 4.1 基于位置的服务 4.2 定位系统 4.3 定位技术37 定位技术原理： 有一个或多个已知坐标的参考点 测量物体与参考点的位置关系（距离） 根据位置关系计算，确定目标位置 常见定位技术： 基于距离的定位（Time of Arrival, ToA） 基于信号特

13、征的定位（Received Signal Strength, RSS）3839rssrrsv vtttdvv rtst0t发送端接收端0tt 电磁波声波4002v tttd0t发送端接收端tt 已知距离，计算位置： 原理：平面上三个圆交于一点 由前面方法，得到目标点到3个参考点的距离 以每个参考点为圆心，目标到参考点的距离为半径，画3个圆，目标必在圆上 三维空间 需要4个以上参考点 ToA缺点 需要额外装置计算距离41 基于信号特征的定位原理 信号强度随传播距离衰减，用接收信号强度估计距离 优点： 不需要额外设备。 缺点： 情况复杂，不是理想的圆形衰减。42 24rrttP ddPGG 原理 将信号强度看做“指纹” 预先布置N个参考节点 测出N个参考节点信号的强度，得到一个N维向量 事先测出区域中每个位置的特征向量 将目标测出的特征向量和事先测量值比对，找出位置 缺点 需要预先建立指纹；不能应对环境动态变化43参考点参考点1的的波场衰减波场衰减“指纹指纹” 当价值成本，就会有公司去做 室内定位的价值？ 商业价值，尚待挖掘。 室内定位的成本？ 关键点，不在定位技术，而是指纹库的建立和维护。 为全国的大型商场，铺设基站、采集指纹库，是非常浩大的工程，成本高昂。44室内