作用距离是多少?

作用距离是多少?

了解室内定位系统的作用范围,是非常基本的问题之一。但这样一个简单的问题,根据具体问的是什么,会有多种答案。我们来深入探讨一下。

简要总结

  • 目前有 多种“范围”:超声波、无线电、WiFi的范围;子地图、地图、超级地图的“范围”
  • 典型的 30米 的超声波范围(单个2D/3D子地图)
  • 1D子地图的典型超声波范围 ~100 m
  • 地图的“范围”受无线电覆盖限制,通常为 ~100-400 m
  • 就 超级地图 而言,“范围”实际上 不受限制

两种“范围”:超声波与无线电

在进一步深入之前,必须清楚地了解,我们的系统使用两种基础技术:

  1. 超声波 利用飞行时间精确测距,并通过多边测量计算位置
  2. 无线电 用于精确(微秒级)时间同步、数据交换和遥测
因此,存在两种“范围”: 超声波“范围” 和 无线电“范围”.
为什么给“范围”加引号?——因为这个问题本身仍不完全准确。

子地图中的“范围”与地图中的“范围”

由于我们的系统使用 子地图、 ,所以 地图 的范围可以是任意大小 (就超声波覆盖而言)。子地图 ≈ 蜂窝小区。

可以把我们的系统类比为蜂窝网络:蜂窝网络的小区可以小到约50米的微微小区,也可以大到几十公里的宏小区——取决于频段、基站、天线高度、环境、周边情况等。蜂窝网络的“范围”有多大?——取决于小区的数量及其覆盖,几乎可以是任意大小。我们的系统也是如此。 地图 的“范围”在超声波方面可以是任意大小。即使您想覆盖整个地下国度,也是可能的。

因此,通常我们谈论范围时,指的是 超声波在子地图内的范围. 

然而, ;而就无线电而言, 我们指的是 地图层面的范围 ,因为系统采用星形架构,调制解调器控制其无线电范围内的所有信标。反之,如果调制解调器无法通过无线电到达某个信标,就无法控制它。调制解调器与信标之间链路的无线电范围限制了地图的大小。因此,如果您想扩大系统的无线电范围,首先需要改进调制解调器的天线。这样就能同时扩大到所有信标的范围。

为了构建实际上 不受规模限制的网络,我们使用 超级地图。它们是由地图组成的地图。每张地图的Super-Modem由超级地图的super-super-modem通过骨干网络进行控制,骨干网络可以基于多种物理接口,从4G/5G到WiFi,甚至RS485。详见 多调制解调器架构。(中文)

那么,超声波范围有多大?……

要回答这个简单的问题,我们同样需要更多信息:
  • 1D, 2D, 3D?
  • 外部噪声条件,特别是超声波频段的噪声?

典型超声波范围

  • Super-Beacon或Industrial Super-Beacon的推荐覆盖半径—— 可达30米
  • 实验室(无噪声)条件下Super-Beacon面对面放置时的典型1D范围—— >50米
  • Horn推荐范围(1D)—— 可达60米。 在类似实验室的环境中—— 可达120-150米

超声波范围始终以无遮挡视距为前提。了解更多: 精确室内定位必须保证视距.

由于超声波在空气中的衰减随频率而不同,而我们使用的超声波频率范围很宽,从19kHz到45kHz,如果您需要 最大的超声波范围,请使用最低的频率: 19-25kHz。 然而,这些频率离可听噪声范围更近。因此,需要找到能使信噪比最高的频率。 

通常,要获得 最远距离,我们推荐使用 25kHz信标。但如果外部噪声不强,或者使用了能有效屏蔽外部噪声的Horn, 19kHz信标 可能会表现出 更好的效果.

典型无线电范围

以下给出的所有范围均为近似值,且针对户外开阔空间。室内几乎总是存在多径,特别是在有大量金属反射无线电信号的工业应用中。因此,在比下列范围近得多的地方,也可能出现无线电连接很差、丢包的位置——即多径的局部极小值;而在比下列范围远得多的地方,信号仍可能很强。所以,这些范围主要应作为相对比较值而非绝对值来理解,例如用于选择天线系统。
  • 配默认50毫米天线的调制解调器与配陶瓷天线的Mini-RX或Mini-TX—— 50-100米
  • 配默认50毫米天线的调制解调器与配默认天线的Super-Beacon – ~100m
  • 调制解调器/Super-Modem与Super-Beacon,均配 全尺寸天线 – ~400m
  • 调制解调器/Super-Modem配 Yagi-7 天线,连接配全尺寸天线的Super-Beacon—— >1公里
  • 调制解调器/Super-Modem配 Yagi-7 天线,连接配 Yagi-7 天线的Super-Beacon——可达 3-4公里 (理论值)

无线电范围 ≠ WiFi范围

既然谈到无线电,人们很容易认为我们的915/868 MHz无线电与WiFi的范围相同。其实不然。
实际上,我们从未测量过Super-Modem中WiFi的实际范围,因为它取决于很多因素,其中包括:WiFi接入点的类型及其天线系统、多径、2.4 GHz频段的干扰水平等。在实际应用中,应假定约为 50米 左右。

总结

关于Marvelmind室内定位系统作用范围这样一个简单的问题,根据具体问的是什么,竟有如此多的答案——而这还没有深入探讨这个话题。

返回顶部