摘要：物联网（the Internet of Things）是近年来广受关注的领域，被认为是信息网络在现实世界的延伸，是我国国民经济的重要增长点，将会在未来的科技创新和社会进步中扮演关键角色。近年来物联网的研究及其相关技术正处在持续的蓬勃发展中，世界各国均把物联网的研究与应用提到了国家级的战略高度，我国的“十二五规划”已经把物联网产业作为战略性新兴产业。

关键词：物联网技术；定位分析；GPS

一、 物联网的简介

物联网的出现是计算机科学技术的新兴挑战。物联网通信到处都有，所有的物体，从洗衣机到电视机、房屋到汽车都可以通过物联网来实现信息交换。物联网科技融入了射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能技术与嵌入技术等技术。物联网技术将成为改变人们生活和工作方式的重要技术。

通过在常用物品上嵌入一个短距离的移动收发器，然后在任何时空，人与人之间的沟通连接就可以扩展到人与物、物与物之间的沟通连接，這使人类在信息与通信世界中将获得一个新的沟通维度。总结近年来关于计算机科学技术的变革，得出15年周期定律，即计算模式每隔15年发生一次变革。1965年前后出现大型计算机，1980年前后出现个人计算机，而1995年前后出现互联网。目前，物联网又将掀起一次科技革命。

二、 物联网定位的无线信号体制

当前的无线通信技术，从大范围的卫星通信到城域网范围的移动通信以及短距离通信，都可以作为物联网的传输手段。这些技术也可作为定位应用时的信号体制，有的专用于定位，有的则兼具节点通信和定位双重功能。首先从定位范围来看，以GPS为代表的卫星定位系统覆盖面最广，通过移动蜂窝基站定位（cellular based localization）提供的位置服务则次之，蓝牙（Bluetooth）和RFID的范围最小。实际生活可根据定位场景的需求来选择相应技术，如GPS适用于车联网定位，蜂窝定位满足手机的使用。GPS可支持节点的移动性，其定位优势表现在室外，在室内信号会严重衰减，且容易受到其他无线通信系统的干扰。蜂窝网定位是基于蜂窝移动通信技术开发，同样是干扰受限系统。WiFi和UWB（ultra wide band）等技术定位范围相对来说较小，常用于完成局部范围内的相对定位。WiFi，Zig Bee和Blutooth都工作或者部分工作在ISM的开放频段，因此共存能力不强且易受干扰。UWB信号由于占据网络很大，功率谱的密度很低，因此其共存性能最好。灵活性和系统成本是相对应的，GPS 和蜂窝基站定位运行成本较高，但覆盖范围大，可以弥补灵活性的不足。WiFi，UWB和Zig Bee等也都支持移动性且灵活性高。

三、 物联网定位技术的原理

（一） RFID技术

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，常称为感应式电子芯片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。射频识别是一种利用无线射频方式在读写器和电子标签之间进行非接触的双向数据传输，以达到目标识别和数据交换目的的技术，也是目前市场上使用的比较成熟的产品之一。

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

射频识别系统的基本模型中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置、扫描器、通讯器和读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）。电子标签与阅读器之间通过耦合组件实现射频信号的空间（无接触）耦合，在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。

（二） Zigbee技术

Zigbee是IEEE802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。Zigbee在中国被译为“紫蜂”，它与蓝牙相类似，是一种新兴的短距离无线技术。

Zigbee技术就是通过在待定位区域布设大量的廉价参考节点，这些参考节点间通过无线通信的方式形成了一个大型的自组织网络系统，当待定位区被感知对象的信息时，在通信距离内的参考节点能快速地采集到这些信息，同时利用路由传播的方式把信息传递给其他参考节点，最终形成了一个信息传递链并经过信息的多级跳跃回传给终端电脑加以处理，从而实现对一定区域的长时间监控和定位。

（三） 众包定位

众包这一概念能够很好地用于室内定位应用中，也是当前研究中的热点问题。以WiFi指纹匹配进行室内定位为例，利用当前各种配置丰富的智能终端，定位节点对WiFi信号的RSS测量数据和惯性传感数据进行众包，完成多源位置感知。在此过程中不需要指定特定节点完成众包，能够自动建立WiFi数据训练集，节点用户在参与过程中都能获益，如能在缺乏室内环境先验知识的情况下，自动重建内部的道路图。

目前众包定位存在一些问题，一是智能终端类型的多样化，如品牌、天线和采用芯片存在差别，这会造成RSS测量的数据不完全相同，在众包过程中需要对数据进行校正；二是众包意味着开放式的节点的自愿参与，当未经添加的节点或者恶意节点上传数据时，大量误差也将随之产生，因此寻求有效的错误数据检测与去除机制是众包定位系统中有待解决的问题。

四、 结语

物联网是信息化和网络化的新趋势，将成为未来网络发展的重要特征。在物联网应用中，往往需要确定移动终端或其持有者、设施与物品的位置信息，完成对物品或其所有者的定位、跟踪、监控和高层次开发，以实现物理空间和信息空间的融合。因此，位置感知技术研究将助力物联网技术的发展，扩展未来网络的感知范围和领域，成为人们日常工作和生活不可缺少的一部分。

参考文献：

[1]谢江宏，李雪梅.物联网技术在变电站巡检中的应用[J].电力学报，2012，27（1）.

[2]苏煜珅，杨玥，高猛.基于物联网的多种定位技术分析[J].民营科技，2015，（10）.

[3]高明，吉祥，刘宇，吕宏.ZigBee技术在室内定位中的应用[J].西安工业大学学报，2010，30（1）.

作者简介：

郑震寰，浙江省临安市，浙江农林大学。