With the continuous evolution of the fourth technological revolution, the development of the Internet has also entered a new era of the "Internet +". In this era, many things will be connected to the Internet and become intelligent. Many emerging industries will open up huge markets. IoT technologies such as the Internet of Vehicles, smart logistics, and artificial intelligence have received widespread attention. And indoor positioning is one of them.

Since the concept of Industry 4.0 was came out, the intelligence level of the manufacturing industry has been continuously improved, and the development of the Internet has also entered a new era of "Internet +". Many devices can access the cloud and become intelligent. Emerging industries are booming. IoT technologies such as the Internet of Vehicles, smart logistics, and artificial intelligence have received widespread attention. And indoor positioning is one of them.

Indoor positioning is a huge market that has gradually been paid attention to in recent years. Because indoor scenes are very important for people's daily production and life, and location data is one of the most basic data dimensions.

According to data provided by Nokia, people spend 87%-90% of their time indoors. The indoor space structure becomes complex, people have higher requirements for real-time and accuracy of the location. For example, it is becoming more and more difficult to find a car in a parking lot, find specific items, and locate relatives who have separated. The demand for indoor positioning has never been higher.

With the outbreak of the epidemic, the spread control of the virus has become the goal of epidemic prevention measures. How to master the closure and mobility of personnel has become the focus. The demand for indoor positioning of personnel has ushered in another climax.

1.The indoor positioning market is growing rapidly

2. Difficulty in market expansion

In the past ten years, the indoor positioning market has continued to be hot, and there are also many heavyweight players such as Apple, Samsung, NXP, etc. As early as seven or eight years ago, Apple set off an upsurge of indoor positioning based on Bluetooth iBeacon technology. However, After the boom, there are not many indoor positioning companies left.

This anomaly is enough for indoor positioning companies to think deeply about the reasons. The indoor positioning market is not lacking in technological innovation, heavyweight players, and capital investment. It can only be analyzed from the indoor positioning application.

On the one hand, although indoor positioning is widely used, there is rarely a separate demand. For the user side, especially the B-side users, they all need a complete set of solutions, which is a complete system solution from indoor positioning device to data collection and uploading to visual operation. And The positioning is only one of the links. The majority of indoor positioning companies can provide more mature indoor positioning terminal products at that time. However, the entire closed-loop positioning system is not mature enough. What terminal customers generally demand is a system-level positioning solution with a short implementation period and little investment in research and development. It has greatly increased the difficulty of developing the indoor positioning market.

• Unclear application-side positioning requirements

С другой стороны, требования к позиционированию со стороны приложения не очень ясны. Хотя технология внутреннего позиционирования может применяться в широком диапазоне приложений, и потенциальная база пользователей очень велика. Чтобы оценить, может ли технология внутреннего позиционирования выйти на определенный рынок, необходимо оценить роль, которую играет технология внутреннего позиционирования. Роль «вишенка на торте» или «оказание своевременной помощи»?

«Оказание своевременной помощи» означает, что существует острая потребность в технологии позиционирования в этом типе приложений. Типичным применением является среда с высоким риском, включая обязательное управление химическим заводом или управление местами, где объем деятельности персонала ограничен, например, тюрьмами, домами престарелых, угольными шахтами и т. д. Из-за специфики самой отрасли необходимо управлять персоналом и активами, и технология внутреннего позиционирования может полностью удовлетворить этот спрос.

Существуют и другие необязательные рынки управления. Необходимо оценить соотношение вход-выход, чтобы знать, может ли технология внутреннего позиционирования достичь желаемой цели экономического эффекта, например, в логистической холодовой цепи, на заводской сборочной линии и в других приложениях.

Этот тип приложений нельзя обобщать, потому что у разных компаний разный бизнес, разные основы информатизации и даже разные бизнес-модели. Поэтому конкретные проекты нуждаются в детальном анализе.

3. «Интернет+» способствует выходу рынка позиционирования на новый переломный момент в 2021 г.

Однако в последние годы развитие индустрии технологий внутреннего позиционирования вступило в переломный период. Особенно с непрерывным продвижением процесса Индустрии 4.0 тенденция периода поворотного момента становится все более и более очевидной.

Десять лет назад на рынке было мало соответствующих запросов, даже при наличии технологий позиционирования на сантиметровом уровне. Сегодня, с появлением Интернета вещей и эры интеллекта, компании и частные лица все больше внимания уделяют данным. Расширение бизнеса на основе данных стало самой популярной бизнес-моделью. Изменение покупательских привычек является решающим фактором резкого роста спроса на приложения для позиционирования внутри помещений в масштабах коммерциализации.

С макроэкономической точки зрения, коммерческий рынок испытывает давление сокращения запасов, а инвестиции в коммерческое развитие слабы. Сфера услуг и потребительский рынок еще больше расширились, а развитие Интернета сделало новую розничную торговлю средством трансформации и модернизации бизнеса.

На микроуровне продолжают расти доходы жителей, меняются и их потребительские концепции. Поэтому при изменении внешней среды трансформация и обновление концепции потребления является ключом к будущему развитию коммерческой отрасли.

• Модернизация потребления: изменение клиентов ведет к новой тенденции качественного потребления

С повышением уровня потребления потребление качественного жизненного опыта постепенно становится основным. Изменение стремления к качеству потребительского спроса на жизнь выдвинуло новые требования к потребительским товарам.

С точки зрения структуры группы клиентов, стремление к моде, тенденциям и индивидуальности после 80-х и 90-х годов вызвало изменения в структуре потребления, и они более готовы платить за опыт и услуги. В то же время Китай постепенно входит в стареющее общество, и соответствующие медицинские услуги и услуги по уходу за пожилыми людьми постепенно становятся важным потребительским форматом. Кроме того, с либерализацией политики двух детей «потребление развлекательного опыта», в котором в бизнесе преобладают форматы «родитель-ребенок», вскоре приведет к буму развития.

Зрелость интеллектуальных технологий IoT постепенно снижает стоимость решений для позиционирования, которые могут удовлетворить потребности рынка позиционирования. Это также позволяет лучше развиваться индустрии внутреннего позиционирования.

Если технология позиционирования внутри помещений должна широко использоваться, необходимо улучшить такие технологии, как точность позиционирования, надежность, покрытие и энергопотребление. Технология внутреннего позиционирования была модернизирована для нескольких поколений и может хорошо соответствовать вышеуказанным техническим требованиям.

4. Рыночные возможности для основной технологии внутреннего позиционирования

На рынке существует много видов технологий внутреннего позиционирования, которые могут соответствовать различным уровням требований приложений.

Выбор технологии позиционирования в основном определяется двумя аспектами:

Второй основан на стоимости, основанной на удовлетворении требований приложений, все пользователи хотят более низкой цене.

Точность маяка обычно составляет 2 м ~ 3 м. Терминальное устройство маяка относительно дешево. Из-за низкого энергопотребления он подходит для крупномасштабного развертывания. Базовая станция маяка вычисляет информацию о местоположении, собирая информацию об уровне сигнала, передаваемого устройством маяка. Стоимость создания базовой системы позиционирования относительно низка, и она имеет большие преимущества для приложений, требующих большого количества устройств позиционирования, низкой стоимости, низкого энергопотребления и длительного времени автономной работы. В целом, производительность решения Bluetooth Beacon является удовлетворительной, и это относительно распространенное решение во многих требованиях к позиционированию на уровне метров. Например, некоторые приложения, такие как умные склады и умные музеи, могут развертывать сотни маяков для повышения точности позиционирования, и их легко поддерживать.

Другая технология позиционирования Bluetooth AoA/AoD, точность которой может достигать субметрового уровня. С тех пор, как SIG выпустила протокол BLE 5.1, его высокоточная технология позиционирования Bluetooth привлекла большое количество производителей для инвестиций в исследования. И он может положиться на экологию мобильного телефона Bluetooth для быстрого распространения на рынке. Среди всех технологий высокоточного позиционирования Bluetooth AoA/AoD имеет очевидные преимущества с точки зрения энергопотребления и цены. Для AoA/AoD требуется антенная решетка, а алгоритм позиционирования более сложен. Он должен вкладывать много сил в исследования и разработки. И коммерциализация этой технологии все еще находится в зачаточном состоянии. С накоплением исследований и разработок на рынке уже есть производители, которые разработали соответствующие демо-прошивки, что постепенно ускорило процесс производства AoA/AoD. Предполагается, что решение для позиционирования Bluetooth AoA/AoD будет доступно.

UWB (Ultra Wide Band) — это технология беспроводной связи, которая использует наносекундные несинусоидальные узкие импульсы для передачи данных, а точность позиционирования достигла сантиметрового уровня. UWB в основном использовался для военных радаров. FCC открыла технологию UWB для гражданского использования в 2002 году. Хотя технология позиционирования появилась очень рано, популярность этой технологии невелика. В последние годы, благодаря структуре рынка крупных производителей, таких как Apple, Samsung, NXP, Xiaomi и т. д., технология постепенно вышла на рынок. Airtags от Apple — UWB.

UWB занимает очень широкий спектр. Например, широко распространенный чип Decawave UWB DW1000 поддерживает диапазон частот от 3 до 7 ГГц, а скорость передачи данных может достигать сотен мегабит в секунду. Технология UWB использует импульсные сигналы для отправки данных, а ширина импульса очень мала, а это означает, что рабочий цикл сигнала очень низкий. В системе позиционирования разрешение по расстоянию положительно связано с шириной импульса. Чем меньше ширина импульса, тем меньше разрешающая способность по расстоянию, тем ближе можно различить две точки и тем выше точность. Именно узкий импульс и высокочастотный диапазон обеспечивают более высокое разрешение по дальности для технологии позиционирования UWB. С точки зрения точности у него есть то преимущество, что другие технологии позиционирования трудно сопоставить.

Точность позиционирования на уровне сантиметра UWB полностью соответствует требованиям к высокоточному позиционированию внутри помещений. Широкая полоса пропускания обеспечивает высокую скорость передачи данных, мощную защиту от многолучевого распространения, высокую проникающую способность и низкий рабочий цикл.

Продвижение СШП с таким количеством преимуществ на рынке позиционирования идет не очень гладко. UWB имеет высокий порог, а конструкция антенны достаточна, чтобы поставить в тупик многих производителей RF. Стоимость продукции СШП также очень высока. Для создания базовой системы позиционирования СШП требуется как минимум 3 базовых станции позиционирования и несколько меток СШП. И рыночная цена составляет не менее тысячи юаней. По сравнению с минимальной системой позиционирования Beacon, которая требует всего сотни, стоимость UWB очень высока. Кроме того, луч СШП имеет сильную направленность. Для позиционирования TDOA или TWR необходимо вычислить положение развернутой базовой станции, установить систему алгоритмов позиционирования и получить информацию о местоположении путем вычисления разницы во времени между данными, полученными разными базовыми станциями. СШП имеет высокий порог и высокую стоимость.

СШП оборудование имеет относительно высокое энергопотребление. На рынке еще есть производители, которые используют аккумуляторы большой емкости или прямое питание. Занятость диапазона высоких частот UWB также означает использование диапазона низких частот. Стоимость UWB является самым большим препятствием. Однако при структуре рынка крупных производителей стоимость СШП неизбежно будет снижаться. Это также делает UWB центром внимания рынка, и зрелая коммерциализация продуктов не за горами.

Метки RFID делятся на активные и пассивные. Активные метки самоактивны, обработка сигнала может быть более сложной, а точность позиционирования будет намного выше. Он может покрыть 100 метров в идеальных условиях, а ошибка позиционирования составляет около 5 метров. В основном выполняется триангуляцией, но в этой области можно позиционировать и UWB, ZigBee.

Пассивные метки — это обычные RFID. Так как сама метка не имеет вычислительной мощности, вся обработка сигнала ограничивается отраженным сигналом, принимаемым считывателем, поэтому выбор алгоритма обработки сигнала будет намного меньше. И диапазон распознавания считывателя в основном находится в пределах 10 м, пассивное позиционирование тегов обычно используется для более точного позиционирования.

5. Требования к позиционированию для мультитехнологической интеграции

По мере того, как экономическое развитие Китая вступает в новую эру, меняется и розничная торговля.

Представленные на рынке технологии внутреннего позиционирования не ограничиваются вышеперечисленным. На самом деле, одной технологии позиционирования трудно соответствовать рынку приложений. Даже если это возможно, это приведет к пустой трате средств или ресурсов. Поэтому в конкретных проектах многие технические решения представляют собой интеграцию нескольких типов технологий.

В одном приложении одновременно существует несколько технологий позиционирования . Например, в большом торговом центре технология позиционирования Wi-Fi может использоваться для приблизительного определения местоположения. А управление персоналом в помещении может быть реализовано на основе технологии Bluetooth Beacon. Управление некоторыми важными активами или территориями может быть реализовано на основе СШП. И если данные необходимо собирать и загружать, их также необходимо сочетать с другими беспроводными технологиями.

В одном приложении используется комбинация нескольких технологий позиционирования. Например, при управлении поддонами в логистике можно использовать метки Bluetooth для определения местоположения товаров. С точки зрения сбора и загрузки данных площадь логистического склада обычно очень велика. Если для сбора данных используется традиционный WiFi-шлюз, стоимость проводки также останется высокой.

Решение BLE + LoRa может хорошо сочетать в себе преимущества обоих. Из-за низкой стоимости и низкого энергопотребления метки Bluetooth удобны для массового развертывания. После того, как шлюз LoRa соберет данные, его функция передачи на большие расстояния может передавать данные на локальный сервер или в облако. Хотя стоимость шлюзов LoRa относительно высока, каждому складу требуется всего несколько шлюзов для удовлетворения спроса, а общая стоимость и фактический коммуникационный эффект очень хороши.

Таким образом, в будущем на рынке приложений для технологий позиционирования мультитехнологические интеграционные решения больше соответствуют потребностям рынка.