物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論_第4章_定位系統(tǒng).

1、物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論Introduction to Internet of Things第4章 定位系統(tǒng) 作 者：劉云浩 著 出 版 社：科學(xué)出版社 在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，人們憧憬：一切皆可感知，一切皆可定位。 4.1 基于位置的服務(wù) 4.2 定位系統(tǒng) 4.3 定位技術(shù)2 互聯(lián)網(wǎng)+：不斷改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 不單是位置信息 空間+時(shí)間+身份 基于位置的服務(wù)-LBS地圖與導(dǎo)航：百度地圖，打車軟件休閑娛樂：景點(diǎn)導(dǎo)游，嘀咕生活服務(wù)：大眾點(diǎn)評，搜房社交：微信，345與傳統(tǒng)地圖的區(qū)別，時(shí)間信息與傳統(tǒng)地圖的區(qū)別，時(shí)間信息 2015年，是互聯(lián)網(wǎng)+汽車行業(yè)相當(dāng)熱鬧的一年67 打車軟件出世 2012年8月，“快的”在杭州上線。 2012

2、年9月，“嘀嘀”在北京上線。 自創(chuàng)立起，二者就是死對頭，在打車市場爭奪第一寶座。 經(jīng)營模式 創(chuàng)建初期，乘客加價(jià)競標(biāo)，加價(jià)高者優(yōu)先。 與出租車定價(jià)原則不符，引發(fā)對打車軟件的第一輪聲討。 2013年，北京、上海等城市先后杜絕打車軟件加價(jià)。8【參考視頻參考視頻】：快的打：快的打車車 被96106招安 2013年8月，北京市官方打車軟件在“96106”平臺(tái)正式上線運(yùn)行，滴滴被招安為“96106滴滴打車”。 該平臺(tái)集合了一批以“96106” 電話為核心、聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)調(diào)派的軟件。 收取至少5元的電召費(fèi)，不允許加價(jià)，而出租車司機(jī)則需確保每車每日執(zhí)行2單電話叫車業(yè)務(wù)。 由于其收費(fèi)過高，不被用戶認(rèn)可。 這個(gè)帶有行政

3、色彩的官方聯(lián)盟只持續(xù)了4個(gè)月便宣告解體。9 蜜月期 2014年2月，為安全起見，北京市規(guī)定，司機(jī)只許裝一款軟件，意味著將來只剩一家。 2014年2月，嘀嘀和快的開始燒錢，補(bǔ)貼司機(jī)和用戶。 截止2015年2月，據(jù)稱雙方共燒掉約20億，瓜分全部市場。 2015年2月14日，滴滴與快的宣布合并，市場占有率99%以上，已經(jīng)構(gòu)成壟斷。10 解決各方難題 乘客 上下班，節(jié)假日，偏遠(yuǎn)地區(qū)，惡劣天氣打車難。 交通部 提高車輛利用率，改善交通擁堵，解決就業(yè)問題。 緩解環(huán)境污染，提高空氣質(zhì)量。 司機(jī) 每天掃街接活，左顧右看，非常疲倦。 長途回程空車，偏遠(yuǎn)地區(qū)拒載。11在風(fēng)中凌亂的打車者在風(fēng)中凌亂的打車者 “專車”

4、打破了這片寧靜 2014年8月，神州，易道，一號，滴滴“專車”迅速紅遍大江南北。 滴滴和快的在專車市場，繼續(xù)投入數(shù)10億元。 私家車紛紛加盟(90%以上) 不用交份兒錢，里程單價(jià)比出租車貴，還有獎(jiǎng)勵(lì)。 專車司機(jī)月收入1.2-1.5萬，遠(yuǎn)超出租車司機(jī)的收入。 2015年1月，沈陽、南京等地，發(fā)生出租車停運(yùn)事件。 許多出租車司機(jī)表示，正在考慮跳槽，去開專車。12 中央和地方，態(tài)度矛盾 2014-2016年，各省交管部門，不斷查處作為“專車”違法運(yùn)營的私家車 。 2015年1月，交通部明確表態(tài)：“專車”服務(wù)對滿足運(yùn)輸市場高品質(zhì)、多樣化、差異性需求具有積極作用。 各類“專車”軟件公司應(yīng)當(dāng)遵循運(yùn)輸市場規(guī)

5、則，承擔(dān)應(yīng)盡責(zé)任，禁止私家車接入平臺(tái)參與經(jīng)營。 該表態(tài)讓很多地方交通監(jiān)管部門感到措手不及。 為什么地方反對，中央支持？13 份子錢 司機(jī)向出租車企業(yè)上交的承包金。 1990年代開始，北京等城市，出租車由少數(shù)企業(yè)特許經(jīng)營，個(gè)人進(jìn)入受限。 2015年，北京出租車平均4200元/月，睜眼欠140元。 車8年報(bào)廢，每年5萬份錢，風(fēng)雨無阻，車成本7萬元 2015年1月，滴滴專車，向司機(jī)收取每天180元。 2016年1月，滴滴順風(fēng)車，收取每單5%信息服務(wù)費(fèi)。 順風(fēng)車費(fèi)用，是出租車一半，而且沒有黑車的風(fēng)險(xiǎn) 專車到底動(dòng)了誰的奶酪？ 份子錢是壓在出租車司機(jī)身上的大山。 中央和地方交管部門的矛盾，暴露了真正的受傷

6、者。 打車APP打破了出租車行業(yè)壟斷壁壘，互聯(lián)網(wǎng)將利益的重新分配，從少數(shù)壟斷者手中轉(zhuǎn)移到了百姓手中。 參考資料http:/www.chinatimes.cc/hxsb/news/zhengce/150116/1501162050-139428.htmlhttp:/ 老梁觀世界 20150123 專車服務(wù) 動(dòng)了誰的奶酪15 地方管理部門 滴滴，Uber 出租車企業(yè) 出租車APP 專車APP 順風(fēng)車 份子錢 份子錢 份子錢 出租車司機(jī) 專車 私家車 老百姓16 O2O(Online To Offline) 讓互聯(lián)網(wǎng)成為線下交易的前臺(tái)。 B2C、C2C與O2O的比較 相同點(diǎn)：在線上支付。 不同點(diǎn)：

7、B2C、C2C 商品通過物流公司送到你手中。 O2O用戶到線下去接受服務(wù)。 請舉例？ 團(tuán)購、打車軟件、送外賣、58到家網(wǎng)站(上門保潔、美甲、搬家) 2014年2月，阿里巴巴全資收購高德 目的：地圖是O2O業(yè)務(wù)的制高點(diǎn)，無縫整合支付寶和地圖。18 提前到淘寶拍100定金 師傅上門拆卸、運(yùn)輸、安裝 計(jì)算總費(fèi)用，網(wǎng)上支付 信用評價(jià)比傳統(tǒng)實(shí)體店好19 4.1 基于位置的服務(wù) 4.2 定位系統(tǒng) 4.3 定位技術(shù)20 主流定位系統(tǒng) 衛(wèi)星定位GPS 蜂窩基站定位 室內(nèi)精確定位 WiFi基站定位21 車臣杜達(dá)耶夫 1991年11月，在蘇聯(lián)解體的前夕。 杜達(dá)耶夫成立車臣共和國，在獨(dú)立的道路上越走越遠(yuǎn)。 俄羅斯高

8、科技武器 1996年4月21日，杜達(dá)耶夫驅(qū)車到野外打衛(wèi)星電話。 通話時(shí)，兩枚導(dǎo)彈呼嘯而至，杜達(dá)耶夫當(dāng)場被炸死。 俄羅斯預(yù)警機(jī)，可以在幾秒鐘內(nèi)確定耶夫衛(wèi)星電話的位置，誤差只有幾米。22 1973年，美國國防部開始GPS計(jì)劃 1989年，正式開始發(fā)射GPS工作衛(wèi)星 1994年，衛(wèi)星組網(wǎng)完成，投入使用 2000年，克林頓下令取消軍用/民用定位精度的差別23 宇宙空間部分24顆工作衛(wèi)星 地面監(jiān)控部分1個(gè)主控中心6個(gè)監(jiān)視站 用戶設(shè)備部分GPS接收機(jī)24 優(yōu)點(diǎn) 精度高，實(shí)際15米左右 北斗系統(tǒng)，預(yù)計(jì)2020年實(shí)現(xiàn)厘米級精度，超越GPS。 全球覆蓋，可用于險(xiǎn)惡環(huán)境。 缺點(diǎn) 啟動(dòng)時(shí)間長，定位速度慢 室內(nèi)幾乎沒

9、有信號25 第一代，僅能提供位置和周邊地圖 第二代，根據(jù)目的地計(jì)算“最短”路線 第三代，從交管部門取得路況，找出“最快”路線 第N代，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代由“以路為本”轉(zhuǎn)變到“以人為本”綜合路況，天氣，加油站，廁所，飯店等找出“最佳”路線。26 GSM蜂窩網(wǎng)絡(luò) 通訊區(qū)域被分割成蜂窩小區(qū) 每個(gè)小區(qū)對應(yīng)一個(gè)基站 設(shè)備連接小區(qū)對應(yīng)基站進(jìn)行通訊27 單基站定位 基站的位置=移動(dòng)設(shè)備的位置 精度取決于基站覆蓋范圍，100米-幾公里。 缺點(diǎn)：如果基站分布疏松，誤差巨大。 優(yōu)點(diǎn)：簡單、快速，適用緊急情況。 多基站定位 測量無線信號傳播時(shí)間，計(jì)算到基站的距離。 至少需要三個(gè)基站才能定位，稀疏地區(qū)不適用。28 百度定位：

10、綜合運(yùn)用了多種技術(shù) 美國E-911系統(tǒng) 打911報(bào)警電話時(shí)，定位并接到最近警局 綜合了各種定位技術(shù)：ToA，A-GPS等等29室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜 主要影響：多徑效應(yīng) 多個(gè)障礙物，分別反射電磁波，多重反射波在接收端混疊 電磁波穿透力不同 長波信號，穿透能力弱，傳播能力強(qiáng)，不易衰減。 GPS，頻率為1575.42MHz和1227.60HMz 波長分別為19.03cm和24.42cm 短波信號，穿透力強(qiáng)，傳播能力弱，易衰減 室內(nèi)應(yīng)選用？30短波信號 利用已有設(shè)備與網(wǎng)絡(luò) 藍(lán)牙，WiFi，ZigBee，地磁場傳感器 部署方便、成本低、精度有限 利用專門設(shè)備與網(wǎng)絡(luò) 紅外線、超聲波、RFID、超寬帶(UWB)等

11、精度高、部署成本高 【參考視頻】 室內(nèi)定位，indooratlas推地磁場定位系統(tǒng) 百度已經(jīng)注資1000萬美元，提供Android版免費(fèi)API。31 原理 通過RFID標(biāo)簽定位，從而定位設(shè)備的位置32 2014年，劉云浩，楊磊博士 “差分增強(qiáng)全息圖”定位方法 克服標(biāo)簽多樣性對定位精度的影響， 首次將室內(nèi)定位精度提高到毫米級。 滿足了航空行李分揀系統(tǒng)的需求。 ACM Mobicom 2014 Tagoram: Real-time Tracking of Mobile RFID Tags to High Precision Using COTS Devicesh 獲得大會(huì)唯一的最佳論文獎(jiǎng)。33 W

12、iFi基站定位 原理：利用可見Wi-Fi接入點(diǎn)來定位 優(yōu)勢：在大城市中，無線AP數(shù)目多34 建立AP位置數(shù)據(jù)庫 現(xiàn)場勘測：通過裝載了GPS和WiFi終端的小車四處搜集（方法與google的“街景street view”類似） 用戶主動(dòng)提交AP信息 精度10米，響應(yīng)時(shí)間1秒 提供專門的開發(fā)SDK35 http:/ 提交WiFi地址36 4.1 基于位置的服務(wù) 4.2 定位系統(tǒng) 4.3 定位技術(shù)37 定位技術(shù)原理： 有一個(gè)或多個(gè)已知坐標(biāo)的參考點(diǎn) 測量物體與參考點(diǎn)的位置關(guān)系（距離） 根據(jù)位置關(guān)系計(jì)算，確定目標(biāo)位置 常見定位技術(shù)： 基于距離的定位（Time of Arrival, ToA） 基于信號特

13、征的定位（Received Signal Strength, RSS）3839rssrrsv vtttdvv rtst0t發(fā)送端接收端0tt 電磁波聲波4002v tttd0t發(fā)送端接收端tt 已知距離，計(jì)算位置： 原理：平面上三個(gè)圓交于一點(diǎn) 由前面方法，得到目標(biāo)點(diǎn)到3個(gè)參考點(diǎn)的距離 以每個(gè)參考點(diǎn)為圓心，目標(biāo)到參考點(diǎn)的距離為半徑，畫3個(gè)圓，目標(biāo)必在圓上 三維空間 需要4個(gè)以上參考點(diǎn) ToA缺點(diǎn) 需要額外裝置計(jì)算距離41 基于信號特征的定位原理 信號強(qiáng)度隨傳播距離衰減，用接收信號強(qiáng)度估計(jì)距離 優(yōu)點(diǎn)： 不需要額外設(shè)備。 缺點(diǎn)： 情況復(fù)雜，不是理想的圓形衰減。42 24rrttP ddPGG 原理 將信號強(qiáng)度看做“指紋” 預(yù)先布置N個(gè)參考節(jié)點(diǎn) 測出N個(gè)參考節(jié)點(diǎn)信號的強(qiáng)度，得到一個(gè)N維向量 事先測出區(qū)域中每個(gè)位置的特征向量 將目標(biāo)測出的特征向量和事先測量值比對，找出位置 缺點(diǎn) 需要預(yù)先建立指紋；不能應(yīng)對環(huán)境動(dòng)態(tài)變化43參考點(diǎn)參考點(diǎn)1的的波場衰減波場衰減“指紋指紋” 當(dāng)價(jià)值成本，就會(huì)有公司去做 室內(nèi)定位的價(jià)值？ 商業(yè)價(jià)值，尚待挖掘。 室內(nèi)定位的成本？ 關(guān)鍵點(diǎn)，不在定位技術(shù)，而是指紋庫的建立和維護(hù)。 為全國的大型商場，鋪設(shè)基站、采集指紋庫，是非常浩大的工程，成本高昂。44室內(nèi)