作者 | 涂承燁

一、什么是LBS

什么是LBS？LBS就是基于位置的服務，英文名Location Based Service。LBS是利用各類型的定位技術來獲取定位設備當前的所在位置，通過移動互聯(lián)網(wǎng)向定位設備提供信息資源和基礎服務。首先用戶可利用定位技術確定自身的空間位置，隨后用戶便可通過移動互聯(lián)網(wǎng)來獲取與位置相關資源和信息。LBS服務中融合了移動通訊、互聯(lián)網(wǎng)絡、空間定位、位置信息、大數(shù)據(jù)等多種信息技術，利用移動互聯(lián)網(wǎng)絡服務平臺進行數(shù)據(jù)更新和交互，使用戶可以通過空間定位來獲取相應的服務。

LBS有主要如下幾種模式：

• 超寬帶 （UWB）室內(nèi)定位技術
• 射頻識別（RFID）技術
• WiFi定位技術
• 藍牙定位技術
• 超聲波室內(nèi)定位技術
• LED可見光
• 慣性導航（PDR）
• 紅外線
• ZigBee
• 地磁定位

以上模式各有最佳的應用場景，各有優(yōu)缺點，這里暫不贅述。

二、LBS與GPS的區(qū)別

很多人，有時會把LBS定位和GPS定位混淆在一起，以為是同一種技術，實則不然。

基于位置服務（Location Based Services，LBS）是指圍繞地理位置數(shù)據(jù)而展開的服務，其由移動終端使用無線通信網(wǎng)絡（或衛(wèi)星定位系統(tǒng)），基于空間數(shù)據(jù)庫，獲取用戶的地理位置坐標信息并與其他信息集成以向用戶提供所需的與位置相關的增值服務。LBS主要應用于封閉的室內(nèi)定位或GPS信號覆蓋差的室內(nèi)外定位。

全球定位系統(tǒng)（英文：Global Positioning System，GPS ），是美國研制發(fā)射的一種以人造地球衛(wèi)星為基礎的高精度無線電導航的定位系統(tǒng)。

GPS是指利用GPS衛(wèi)星，向全球各地全天候、實時性地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導航定位系統(tǒng)。能在全球任何地方以及近地空間都能夠提供準確的地理位置、車行速度及精確的時間信息。全球定位系統(tǒng)（GPS）GPS自問世以來，就以其高精度、全天候、全球覆蓋、方便靈活吸引了眾多用戶。GPS主要應用于GPS信號覆蓋較好且開放的室外定位。

三、LBS技術的應用為什么這么重要

近幾年，隨著信息技術的飛速發(fā)展，智能設備特別是移動設備都嵌入了智能硬件設備，使得很多崗位的工作過程中的監(jiān)督、溯源等需求場景也應運而生，如位置實時顯示、歷史軌跡回放、人員考勤、電子圍欄、行為分析、智能巡檢等場景。

而LBS就可以實現(xiàn)室內(nèi)外的精準定位，達到業(yè)務場景的需求精度。

LBS的主要特征包括：

（1）覆蓋范圍廣。對于LBS服務體系，企業(yè)一方面要求定位服務需要覆蓋足夠大的范圍，另一方面要求一定要將室內(nèi)也進行全覆蓋，這是因為LBS的設備或者用戶，大部分時間都是處于室內(nèi)的，所以需要保證可以對每個角落進行覆蓋。

（2）定位精度高。根據(jù)不同用戶的需求提供不同程度的精確服務，并且提供用戶選擇精確度的便利，這是手機定位的一種優(yōu)勢。

（3）操作簡便。LBS功能主要基于Web服務器和LDAP服務器二者之上。 

（4）應用廣泛。LBS包含很多內(nèi)容，多個行業(yè)、多個領域都在應用LBS服務，可以根據(jù)服務對象的特點，分為：家庭應用、行業(yè)應用、公共安全應用、運營商內(nèi)部應用。

四、基于射頻識別（RFID）技術的智能LBS解決方案

本文主要介紹基于射頻識別（RFID）技術的智能LBS解決方案，主要實現(xiàn)高精度人員實時定位；人員實時定位軌跡回溯；人員到點事件觸發(fā)提交；點對點的直接距離控制感知；標簽移動靜止行為監(jiān)測；固定標簽拆卸、脫落預警；低電量預警；故障預警等。

4.1、技術原理

通過定位錨點低頻信號（LF）激活范圍內(nèi)標簽，并通過特定定位算法獲得標簽所在的區(qū)域與位置， 標簽通過高頻信號與通訊基站進行交互，匯報位置及狀態(tài)信息情況。這項技術巧妙性地轉(zhuǎn)換了傳統(tǒng)室內(nèi)定位思路，大大降低區(qū)域定位所需的成本。定位系統(tǒng)采用雙頻技術，頻率分為915M和125K，125K低頻用于定位信號穩(wěn)定，邊界清晰， 能精準區(qū)分各個區(qū)域，不會出現(xiàn)信號漂移情況，能夠?qū)崿F(xiàn)標簽精準位置確定。

精度：室內(nèi)0.2-1m，室外0.2-4m/0.2-10m；

刷新率：高；

信號穿透性：高；

信號抗干擾性：高；

標簽功耗：低；

基站成本：一般；

標簽成本：低；

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關能力：有。

1、  單區(qū)域定位

單個基站通過計算可劃分為內(nèi)部和外部區(qū)域，內(nèi)部區(qū)域范圍可調(diào)。通過區(qū)域劃分精準控制標簽在內(nèi)外區(qū)域的事件觸發(fā)，根據(jù)不同標簽以及不同的標簽角色，控制標簽在內(nèi)外區(qū)域的不同事件觸發(fā)。

2、  多區(qū)域定位

多個定位錨點捷聯(lián)組合獲得更大定位覆蓋空間，能夠?qū)崿F(xiàn)全區(qū)域覆蓋，也能夠根據(jù)定位需求進行設備部署（能夠合理有效的控制成本）。多個定位錨點通訊基站配合提升全域空間精度級別。

4.2、技術架構(gòu)

基于最先進的定位射頻技術實現(xiàn)室內(nèi)外區(qū)域精準定位， 彌補了其他定位技術存在的精度低、 成本高、功耗大、部署復雜的不足。該架構(gòu)包括基礎硬件、定位引擎和應用軟件。

硬件包括通訊基站（也叫閱讀器）、定位錨點（也叫激發(fā)器）、定位標簽（也叫電子標簽）、控制器。

通訊基站：通訊基站是系統(tǒng)中的核心成員，是接收和采集標簽信號的核心設備。通訊基站在系統(tǒng)中不僅僅是作為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關， 提供數(shù)據(jù)采集及上傳服務， 同時還具備定位錨點的功能，提供精準區(qū)域定位服務。基站可無縫接入各類標簽的物聯(lián)網(wǎng)傳感數(shù)據(jù)，同時具備定位網(wǎng)絡和傳感網(wǎng)絡的綜合服務能力， 實現(xiàn)"區(qū)域定位+物聯(lián)網(wǎng)關"雙重結(jié)合。

定位錨點：在系統(tǒng)中扮演“燈塔”的角色，是喚醒和定位標簽位置主要設備。

定位錨點在系統(tǒng)中有兩個主要作用：

1、  在錨點范圍內(nèi)將電子標簽喚醒，并通知標簽進入工作模式和發(fā)射周期信號。

2、  錨點通過低頻信號指示強度定位標簽所在區(qū)域， 定位系統(tǒng)通過低頻信號指示強度結(jié)合特定算法計算得出標簽的位置信息。

定位標簽：位于需要被定位的人或物品上，與定位錨點進行通信，報告所在位置。

控制器：可作為定位主機，進行數(shù)據(jù)采集、事件訂閱， 消息推送；可作為控制主機，進行門禁控制、道閘控制、電氣控制、聲光控制；可作為管理主機，進行云端管理、行為分析， 并基于Web遠程管理模式。

同時，對外可與行業(yè)應用軟件多種形式的集成，形成一體化管控平臺。

4.3、系統(tǒng)架構(gòu)

功能特性：

• 近距離高精度抗干擾

雙頻RFID技術采用LF低頻定位和超高頻通信結(jié)合，具備定位精度穩(wěn)定、抗干擾能力強和高速通信的特點。

• 內(nèi)置移動傳感

內(nèi)置移動傳感器，高靈敏度陀螺儀，能識別xyz三軸震動幅度，具有震動幅度閾值設置，被運用在貴重物品、材料防盜場景。

• 動態(tài)休眠技術

LF低頻具備低功耗的休眠喚醒技術，被用在需要極低功耗的應用場景。能夠快捷更換電池，長效、簡便。

• 并發(fā)影響能力

采用注冊機制，支持多標簽高并發(fā)，支持同一時間定位海量標簽。適合高密度資產(chǎn)定位應用。

• 部署維護簡要

部署方式支持單點部署（單點測距與控制）、多點高精度部署，區(qū)域軌跡（網(wǎng)狀）和樓層簡易部署，區(qū)分樓層（出入口）。

• 多種應用模式

模式包括單點測距、組網(wǎng)定位（蜂窩定位）、區(qū)域存在、移動網(wǎng)關監(jiān)測。

• 成本可選可控

根據(jù)使用場景和定位精度要求，可繁可簡，成本可高可低，能夠根據(jù)客戶需求選擇合適的部署方式，有效控制成本。

五、典型應用場景

可用于訪客定位、設備定位、病患定位、母嬰同室、養(yǎng)老定位、犯人定位、獄警定位、安全生產(chǎn)、崗位狀態(tài)、礦山人員定位、工廠廠區(qū)、云端應用(校園安全云平臺、金融系統(tǒng)現(xiàn)金運輸分布式追蹤等）等業(yè)務場景。

5.1、訪客定位

智能考勤、訪客定位：

• 自動記錄員工出勤情況，監(jiān)測重要人員崗位情況 （主治醫(yī)生是否在崗、崗哨是否就位）
• 記錄重要區(qū)域人員分布、空間使用情況
• 訪客行為路徑、活動范圍

5.2、設備定位

設備資產(chǎn)定位：

• 可移動醫(yī)療儀器、醫(yī)療小車實時定位，隨時查找使用
• 記錄重要醫(yī)療儀器的當前位置、移動狀態(tài)、使用情況
• 醫(yī)療儀器跨區(qū)域、跨部門越界自動提醒，防盜報警

5.3、病患定位

醫(yī)療護送：

• 記錄重點監(jiān)護病人的移動位置、停留時間、護送軌跡
• 記錄重要醫(yī)療設備的移動狀態(tài)、當前位置、使用情況

5.4、養(yǎng)老定位

養(yǎng)老定位：

• 養(yǎng)老院老人定位、健康狀況監(jiān)測、跌倒報警
• 精神病院病患活動范圍監(jiān)視、軌跡跟蹤
• 緊急求助位置快速確認、視頻聯(lián)動顯示

5.5、犯人定位

犯人定位：

• 實時監(jiān)控犯人活動位置、活動范圍
• 根據(jù)犯人活動軌跡，分析行為習慣
• 根據(jù)活動異常記錄，提前預警：

• 超過犯人設定數(shù)量的非法聚集
• 在錯誤時間出現(xiàn)在錯誤的位置
• 警犯同室超過正常時間
• 與日常行為習慣不符
• 手環(huán)標簽異常解除

5.6、工廠廠區(qū)

全方面保障廠區(qū)安全，軌跡可看。

• 可視化查看各類型人員（不同工種員工、訪客等）及物品的位置分布；對于具有危險性的生產(chǎn)車間，當發(fā)生異常情況時，可依據(jù)人員分布位置信息快速救援。
• 可以隨時查看設備物資的調(diào)用記錄，對設備進行實時定位、資產(chǎn)清查盤點、設備資產(chǎn)歷史軌跡查詢等，實現(xiàn)對倉儲物資的數(shù)字化管理。
• 可回放指定時間段的人員或物品運動軌跡，通過對作業(yè)人員行走路線的查詢，可實現(xiàn)巡檢監(jiān)察、崗位監(jiān)管，保障生產(chǎn)流程符合安全管理標準。

數(shù)字化時代，未來已來，將至已至，擁抱潮流，共畫未來！

更多應用場景的設想，歡迎與我們交流、碰撞！

作者介紹

涂承燁，51CTO社區(qū)編輯，省政府采購專家、省綜合性評標專家、公 E 采招標采購專家，獲得信息系統(tǒng)項目管理師、信息系統(tǒng)監(jiān)理師、PMP，CSPM-2等認證，擁有15年以上的開發(fā)、項目管理、咨詢設計等經(jīng)驗。對項目管理、前后端開發(fā)、微服務、架構(gòu)設計、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、咨詢設計等較為關注。