室内定位导航与资产追踪技术及应用

室内导航是一种为人们在建筑物内部提供定位和导航服务的技术方案。在室内环境中，传统的全球定位系统（GPS）无法提供准确的定位信息，因此室内导航解决方案应运而生。

室内定位导航可分为：

接近解决方案（Proximity Solutions）：两种方案中较简单的方案，使用一种或多种技术确定两个设备的相对位置。   

实时定位系统（Positioning Systems）：用于确定设备的物理位置并需要部署更复杂的基础设施。

接近解决方案可以细分成两种类型（如上图左侧所示）：

物品追踪解决方案（Item Finding Solutions）

物品追踪解决方案利用粘贴在钥匙圈、行李箱，遥控器和其他个人物品上的物品追踪标签。该标签可以在物品放错位置或丢失时追踪和定位物品。

地标（POI）信息系统（Point of Interest Information Systems）

当用户位于位置固定的设备附近时，通过智能手机向用户显示相关信息的应用。例如，当用户在逛购物中心时，一旦接近购物中心移动应用中所销售的商品，用户就会收到通知。

定位系统可以细分成两种类型（如上图右侧所示）：

实时定位系统（Real-Time Locating Systems，RTLS）

用于资产追踪以及设施内人员追踪。RTLS解决方案是一套以网络为中心的系统，可以追踪并向后台服务器报告位置，然后由后台服务器向用户提供这些信息。一般情况下，设备本身并不知道其所处位置。此类解决方案可以定位和追踪包括仓库中的托盘、叉车和工人，或医院中超声仪和患者的位置等，从而帮助确保安全并优化紧急情况下的响应时间。

室内定位系统（Indoor Positioning Systems，IPS）

IPS解决方案与RTLS解决方案的工作方式相反 —— 它们以设备为中心，设备可以知道其位置并向设备用户报告位置（通常通过智能手机应用程序）。室内定位系统包括机场、博物馆、购物中心、主题公园、医疗设施、会议中心等中的室内定位导航。

什么是资产追踪（Asset Tracking）

资产追踪可能是实时位置系统中最流行的应用。该应用与室内导航/寻路非常相似，不同的是该应用的目标是追踪移动物体，因此它是一个以网络为中心的应用（即系统追踪物体，并且物体通常不知道它们自己的位置）。两种应用中所采用的技术也十分相似，而且在很多时候都是相同的。

资产追踪的目标是通过追踪设施或封闭区域内的不同实物资产及其位置来满足各种用途需要，包括：

• 提高资产利用率(如追踪资产使用情况以及确定设备和工具的位置)
• 追踪物流中的资产（如库存和运输追踪）
• 分析商业环境下的消费者行为（如追踪超市中的购物车行为）
• 追踪生产设施中的资产（如追踪制造管道中的资产）

在资产追踪过程中收集的数据用于支持决策、防止损失和最大限度地提高资产利用率指标。说到底，资产追踪的最终目标是节省企业的运营时间和成本。

资产追踪系统通常由两大类设备组成

• 安装在建筑设施内的固定定位装置。
• 安装在资产上或由被追踪者佩戴的追踪标签。

一般情况下还需要一个后台软件，也就是通常所说的定位引擎，这是系统中进行实际定位计算的主要部分。该系统还有其他用途，包括管理定位器设备、报告不同资产的位置，以及为用户提供一个对追踪指标进行数据分析操作的用户接口。

被追踪资产通常分为两大类：

• 库存物品：库存物品是企业可能永远不会再见到的资产。库存物品所需的追踪期通常很短，例如公司销售的物品、需要发送至分销商或消费者的物品等。
• 自有资产：这是属于企业自己拥有的资产。自有资产在整个生命周期都会被追踪，例如建筑设施内供员工使用的工具和设备等。

这两类资产之间存在一些会影响追踪程度的差异。例如自有资产通常通过每件物品上的唯一序列号进行追踪，而库存物品由于可以互换，一般通过零件号和数量进行追踪。

以前的资产追踪均采用人工方式，因而产生了巨大的人力成本。而最新技术的进步（计算机、软件和无线定位技术）使自动化解决方案变得更加高效。

资产追踪具有哪些优势？

资产追踪能够给企业带来许多优势，其中最重要的优势有：

•  降低业务成本
•  提高工具和设备利用率
•  优化空间和设施的利用率
•  防止重要资产丢失和被盗
•  库存和运输的自动化管理

资产追踪系统无线技术最关键的属性

在选择用于资产追踪应用的无线定位技术时，需要考虑几个关键属性，包括：

• 可扩展性
• 定位分辨率（精度和延迟）
• 功耗（被追踪资产上的标签）
• 成本（设备成本、部署成本、维护成本等）

所需的精度还直接影响到部署和实施资产追踪系统的成本。一般而言，系统需要的精度越高，所涉及的成本就越高。

低功耗蓝牙

凭借多项优势，低功耗蓝牙是室内定位导航和资产追踪应用系统中最常用的无线定位技术。

蓝牙Beacon常用于资产追踪系统。实现该方案需要在建筑设施内的特定区域安装蓝牙基站定位器设备，该设备接收由附加到不同资产的标签（作为蓝牙信标）传输的信号。蓝牙Beacon将数据包发送至距离内的每个蓝牙基站定位器，并将这些数据包的接收信号强度指示器（Received Signal Strength Indicator，RSSI）报告给后台服务器。后台服务器汇聚所有蓝牙基站定位器设备，并可以运用RSSI信息确定建筑设施内蓝Beacon（资产标签）的大致位置。

2019年，蓝牙标准技术规格5.1版本引入了一项激动人心的新功能 ——蓝牙寻向（Bluetooth Direction Finding）。这项新功能可以让蓝牙低功耗设备根据出发角（AoD）和/或到达角（AoA）大幅提高蓝牙设备的位置精度。

AoA较为适合高精度定位资产追踪。如果使用这项技术，那么一个建筑设施中会安装多个蓝牙AOA定位器装置（接收器）。每个定位器都有一个天线阵列，该阵列被用于确定从单天线蓝牙Beacon（资产标签）广播信号的到达角。之后，可以通过AoA信息来更精确地确定标签的位置。最后，一般通过网络接口（通过后台服务器）将资产位置报告给资产追踪系统的用户。

北京广义恒鑫科技有限公司利用蓝牙AOA定位技术和蓝牙Beacon+蓝牙定位基站进行贵重资产定位和追踪，目前已经成功应用于工厂工地等工器具定位管理、银行贵重资产定位、工厂车辆定位等。