一、可見光通信

　　1、可見光通信概述

　　可見光通信技術(shù) （Visible Light communication），其原理是將需要傳輸?shù)?a target="_blank">信息編碼成一段特殊信號，用某種調(diào)制方法將這個信號附加到LED燈具的驅(qū)動電流上，使LED燈具以極高的頻率閃爍。雖然人眼看不到這種閃爍，但是通過光敏設(shè)備可以檢測到這種高頻閃爍并將其還原為要傳輸?shù)男畔ⅲ瑥亩ㄟ^燈具完成信息傳輸?shù)哪康?。白光通信具有保密性強，不占用無線信道資源，由于照明燈具的大量存在，這種技術(shù)可以集成到廣大燈具中。

　　2、可見光通信發(fā)展現(xiàn)狀

　　早在2000年，日本慶應(yīng)大學(xué)的Tanaka等人和SONY計算機科學(xué)研究所的Haruyama就提出了利用LED燈作為通信基站進行信息無線傳輸?shù)氖覂?nèi)通信系統(tǒng)。經(jīng)過近些年的發(fā)展，國內(nèi)外相關(guān)科研機構(gòu)及商業(yè)公司提出了一系列解決方案及實際系統(tǒng)。同時可見光的商用步伐也在不斷向前，國內(nèi)有華策光通信的室內(nèi)可見光定位導(dǎo)航系統(tǒng)，國際上美國的Bytelight公司也有一套類似的室內(nèi)可見光定位導(dǎo)航系統(tǒng)；在14年的國際消費電子展（CES）期間，法國Oledcomm公司演示了可以實現(xiàn)光通信技術(shù)的手機設(shè)備，技術(shù)人員將智能手機的前置攝像頭改裝成光線感應(yīng)器，讓觀眾親眼見證LiFi光通信技術(shù)，傳輸速率約為10Mpbs。目前該公司網(wǎng)站上已有相關(guān)可見光通信套件出售。

　　3、可見光通信應(yīng)用領(lǐng)域

　　雖然可見光通信這一名詞我們是耳熟能詳了，但具體到它的應(yīng)用領(lǐng)域，卻未必都知曉。其主要四大應(yīng)用領(lǐng)域有：

　　1）照明與通信，信息可以在室內(nèi)環(huán)境下進行廣播，并同時滿足照明的需求，這是最直觀的應(yīng)用場景；

　　2）視覺信號與數(shù)據(jù)傳輸，信號燈主要通過顏色的變化來給人們提供信號，而將數(shù)據(jù)通信與信號燈相結(jié)合則可以為交通管理提供更好的安全可靠性，也大大擴展了信號燈的功能；

　　3）顯示與數(shù)據(jù)通信，LED顯示屏通常用于顯示信息，如果將相應(yīng)的信息和數(shù)據(jù)直接傳輸給用戶手持終端，將會提供很大便利，在火車站、機場等場所有著巨大的應(yīng)用前景，這是一種直接使用屏幕的數(shù)據(jù)傳輸與交互方式；

　　4）室內(nèi)定位，可見光通信可以將用戶的位置信息通過照明設(shè)施來進行傳遞，較傳統(tǒng)衛(wèi)星定位更為精準(zhǔn)，而這個方案較現(xiàn)有的其他室內(nèi)定位方案的最大優(yōu)勢是不用投入大量定位基礎(chǔ)設(shè)施，節(jié)省了定位系統(tǒng)的成本。

　　二、室內(nèi)定位技術(shù)

　　1、室內(nèi)定位概述

　　在室內(nèi)環(huán)境無法使用衛(wèi)星定位時，使用室內(nèi)定位技術(shù)作為衛(wèi)星定位的輔助定位，解決衛(wèi)星信號到達地面時較弱、不能穿透建筑物的問題。最終定位物體當(dāng)前所處的位置。

　　室內(nèi)定位是指在室內(nèi)環(huán)境中實現(xiàn)位置定位，主要采用無線通訊、基站定位、慣導(dǎo)定位等多種技術(shù)集成形成一套室內(nèi)位置定位體系，從而實現(xiàn)人員、物體等在室內(nèi)空間中的位置監(jiān)控。

　　2、室內(nèi)定位技術(shù)

　　1、Wi-Fi技術(shù)

　　通過無線接入點（包括無線路由器）組成的無線局域網(wǎng)絡(luò)（WLAN），可以實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中的定位、監(jiān)測和追蹤任務(wù)。它以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（無線接入點）的位置信息為基礎(chǔ)和前提，采用經(jīng)驗測試和信號傳播模型相結(jié)合的方式，對已接入的移動設(shè)備進行位置定位，最高精確度大約在1米至20米之間。如果定位測算僅基于當(dāng)前連接的Wi-Fi接入點，而不是參照周邊Wi-Fi的信號強度合成圖，則Wi-Fi定位就很容易存在誤差（例如：定位樓層錯誤）。

　　另外，Wi-Fi接入點通常都只能覆蓋半徑90米左右的區(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。

　　2、藍牙技術(shù)

　　藍牙通訊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{牙局域網(wǎng)接入點后，將網(wǎng)絡(luò)配置成基于多用戶的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接模式，并保證藍牙局域網(wǎng)接入點始終是這個微網(wǎng)絡(luò)的主設(shè)備。這樣通過檢測信號強度就可以獲得用戶的位置信息。

　　藍牙定位主要應(yīng)用于小范圍定位，例如：單層大廳或倉庫。對于持有集成了藍牙功能移動終端設(shè)備，只要設(shè)備的藍牙功能開啟，藍牙室內(nèi)定位系統(tǒng)就能夠?qū)ζ溥M行位置判斷。

　　不過，對于復(fù)雜的空間環(huán)境，藍牙定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差，受噪聲信號干擾大。

　　3、紅外線技術(shù)

　　紅外線技術(shù)室內(nèi)定位是通過安裝在室內(nèi)的光學(xué)傳感器，接收各移動設(shè)備（紅外線IR標(biāo)識）發(fā)射調(diào)制的紅外射線進行定位，具有相對較高的室內(nèi)定位精度。

　　但是，由于光線不能穿過障礙物，使得紅外射線僅能視距傳播，容易受其他燈光干擾，并且紅外線的傳輸距離較短，使其室內(nèi)定位的效果很差。當(dāng)移動設(shè)備放置在口袋里或者被墻壁遮擋時，就不能正常工作，需要在每個房間、走廊安裝接收天線，導(dǎo)致總體造價較高。

　　4、超寬帶技術(shù)

　　超寬帶技術(shù)與傳統(tǒng)通信技術(shù)的定位方法有較大差異，它不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波，而是通過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù)，可用于室內(nèi)精確定位，例如：戰(zhàn)場士兵的位置發(fā)現(xiàn)、機器人運動跟蹤等。

　　超寬帶系統(tǒng)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比，具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能夠提高精確定位精度等優(yōu)點，通常用于室內(nèi)移動物體的定位跟蹤或?qū)Ш健?/p>

　　5、RFID技術(shù)

　　RFID定位技術(shù)利用射頻方式進行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)移動設(shè)備識別和定位的目的。它可以在幾毫秒內(nèi)得到厘米級定位精度的信息，且傳輸范圍大、成本較低；不過，由于以下問題未能解決，以RFID定位技術(shù)的適用范圍受到局限。

　　6、ZigBee技術(shù)

　　ZigBee是一種短距離、低速率的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它介于RFID和藍牙之間，可以通過傳感器之間的相互協(xié)調(diào)通信進行設(shè)備的位置定位。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ZigBee最顯著的技術(shù)特點是它的低功耗和低成本。

　　7、超聲波技術(shù)

　　超聲波定位主要采用反射式測距（發(fā)射超聲波并接收由被測物產(chǎn)生的回波后，根據(jù)回波與發(fā)射波的時間差計算出兩者之間的距離），并通過三角定位等算法確定物體的位置。

　　超聲波定位整體定位精度較高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但容易受多徑效應(yīng)和非視距傳播的影響，降低定位精度；同時，它還需要大量的底層硬件設(shè)施投資，總體成本較高。

　　3、室內(nèi)定位的應(yīng)用領(lǐng)域

　　1、基于2維定位或3維定位的VR主題游戲樂園

　　目前國內(nèi)已經(jīng)落地的有北京的身臨其境公司，其定位技術(shù)提供商是北京的清研訊科團隊。其團隊提供的UWB技術(shù)的定位精度在10CM左右。非常棒的一家公司。另外就是HTC VIVE所使用的光學(xué)室內(nèi)定位。游戲這個東西對體驗的要求很高，如果定位技術(shù)提供的精度不夠高，玩家在使用中會產(chǎn)生強烈的暈眩感，這就讓這種方式的游戲根本無法得到消費級市場的認(rèn)同。而之前傳統(tǒng)的定位技術(shù)比如WIFI定位，藍牙定位，因為其技術(shù)每單位成本的所提供的精度有局限性，因此根本無法滿足室內(nèi)游戲定位的需求。這也是室內(nèi)定位技術(shù)最近才開始用于游戲定位的原因之一。

　　2、應(yīng)用領(lǐng)域是安防

　　比如消防人員進入現(xiàn)場救火，為了確保消防人員的人身安全，在其制服上按上定位的紐扣，來使消防人員現(xiàn)場救援的可視化；再比如在公共場所的恐怖襲擊或者突發(fā)災(zāi)難，由于公共場所的后臺指揮地需要和現(xiàn)場人員有比較好的前后臺配合，用上室內(nèi)定位技術(shù)讓后臺指揮實時了解現(xiàn)場人員的動向，以此來讓現(xiàn)場人員應(yīng)對更及時有效。

　　3、應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)該是工業(yè)流水線

　　也就是所謂的工業(yè)4.0。具體的用處就是通過室內(nèi)定位技術(shù)讓整個生產(chǎn)流程可視化，可追蹤化。具體例子可以看看Ubisense的Regensburg寶馬工廠的案例Ubisense ：： Ubisense boosts productivity at BMW。

　　4、應(yīng)用領(lǐng)域和安防有關(guān)

　　比如機場。當(dāng)然不是說機場的室內(nèi)導(dǎo)航，這種應(yīng)用非常的邊緣化，因為你在機場里找不到路，你找個人問問不就得了，看嘛死命看手機呢？機場的室內(nèi)定位技術(shù)未來應(yīng)該會大量被運用在可疑物品跟蹤上面。比如機場人員發(fā)現(xiàn)了個可疑物品，但是一時半會兒并不能確認(rèn)它是炸彈還是什么，放行又害怕，扣下又怕被投訴。那么這個時候，在箱體上貼上一個軟TAG，利用室內(nèi)定位技術(shù)進行跟蹤，只要系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)該物品進入了不該進入的區(qū)域，立刻報警，那么這個技術(shù)還是有使用價值的。

　　5、應(yīng)用領(lǐng)域監(jiān)獄或者醫(yī)院

　　因為監(jiān)獄里有許多人可能會自殺，為了防止他們自殺，一般就是需要強迫他們?nèi)魏我粋€人不能單獨在一個地方不收人監(jiān)管，但是總會有看管不嚴(yán)的時候。室內(nèi)定位技術(shù)，會在每個犯人手上上一個不可拆卸的手環(huán)，只要系統(tǒng)檢查到有人單獨在一個房間里停留時間過長，系統(tǒng)就會報警，通知獄警了。醫(yī)院同理，你找不到醫(yī)生的時候就知道這個東西有多需要了。