工业生产现场用定位技术对比汇总（看懂人员定位）-ZigBee Plus 三维立体按需精准人员定位独有专利

工业生产现场用定位技术对比汇总（看懂人员定位）

2023-06-27

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工业生产现场用定位技术对比汇总

安然尝试过除了5G、星闪以外的各种定位技术。此剖析与对比汇总来于安然的实践和行业情况。技术没有好坏之分，但有适合与不适合之分。工业生产现场环境下，定位信号容易被遮挡、被干扰、被错算、被误算。错算、误算就会定位不准，定位不准系统就会好看不好用，就会“建用两张皮”。

干啥就先比啥，定位就先比准不准、稳不稳。定位不准和不稳，软件再好看、价钱再便宜也是0。不先保证定位“准”，妄谈其他是忽悠。

对比内容		ZigBee Plus三维立体按需精准定位	蓝牙定位（包括蓝牙定位+LORA传输、蓝牙定位+ZigBee传输等用到蓝牙信标的）	UWB定位（包括多点定位、单基站定位、AOD/AOA 定位等用到UWB的）	融合定位（包括北斗+蓝牙、北斗+UWB、蓝牙+UWB 等多种定位技术搞在一起的）	普通ZigBee多点定位
功能实用方面	实时显示	实现且准确	实现但不准确	实现	实现但不准确	实现但不准确
	历史轨迹	实现且准确	实现但不准确	实现	实现但不准确	实现但不准确
	电子围栏	实现且准确	实现但不准确	实现	实现但不准确	实现但不准确
	一键SOS上发求救报警	实现	实现	实现	实现	实现
	下发告警	实现	无	实现	实现	实现
	报警管理	准确，低误报	不准确，高误报	实现	不准，高误报	不准，高误报
	联动视频	实现且自动、准确	实现但不自动、不准确	实现	实现自动、但不准确	实现自动、但不准确
	联动广播	实现且准确	实现但不自动、不准确	实现	实现但不自动、不准确	实现但不自动、不准确
	在岗在位管理	实现且准确	实现但不准确	实现	实现但不自动、不准确	实现但不自动、不准确
	巡检到位管理	实现且准确	实现但不准确	实现	实现但不自动、不准确	实现但不自动、不准确
	车辆管理	实现且准确	另用车辆定位系统	另用车辆定位系统	实现但不准确	另用车辆定位系统
	作业管理	实现且准确	实现但不准确	实现	实现但不准确	实现但不准确
	应急演练和紧急集合管理	实现且准确	实现但不准确	实现	实现但不准确	实现但不准确
	检维修管理	实现且准确	实现但不准确	实现	实现但不准确	实现但不准确
性能可靠性方面	定位准确	精确到独栋厂房或独立区域，。平台显示位置和实际地理位置要一致。定位不漂移、不乱动、不穿越	软件上人数变化不定，无法确认区域内真实人数；人员位置不准确	不确定，看场景	飘忽不定、动静不分、、内外不分，软件上人数变化不定，无法确认区域内真实人数	软件上人数变化不定，无法确认区域内真实人数；人员位置不准确
	立体分层	准确实现立体分层	不准确	不确定，看场景	不准确，上下不分	不准确
	判断准确	准，准确判断里外和上下	不准，飘忽不定、动静不分、上下不分、内外不分	不确定，看场景	不准	不准，飘忽不定、动静不分、上下不分、内外不分
	定位精度	按需差别式，＜1m、1.5m、3m、5m、......、25m	平均3~8m，每一处的精度变化无常	高精度，平均0.1~0.5m	平均5~10m，每一处的精度变化无常	平均5~10m，每一处的精度变化无常
	上传位置数据频率	1秒上传4次数据	5秒上传1次数据	不知	不知	不知
	实时	2秒以内	5秒以上（蓝牙定位+LORA传输）	3秒以内	时延高达15-30秒	3秒以内
	轨迹存储时间	没有限制	90天	不知	不知	不知
	单次查询轨迹时间跨度	30天	1天	不知	不知	不知
	全天候	不怕台风、暴雨和暴雪	被水浸泡和大雪覆盖影响性能	AOD怕台风、暴雨和暴雪	怕恶劣天气、怕雨淹没和雪覆盖	不怕台风、暴雨和暴雪
	稳定性	稳定，抗干扰、抗遮挡	不稳定	容易被干扰、遮挡	不稳定	不稳定
	通信方向	双向	单向（蓝牙定位+LORA传输）	双向	双向	双向
	电磁兼容	兼容，且有EMC测试报告	无EMC测试报告（蓝牙定位+LORA传输）	兼容	兼容	兼容
使用简单性方面	生产区域拉电拉线	不需	不需	需要	不需	需要
	定位设备安装位置	子站不安装于地面，也不必登高	信标安装于地面	需登高	信标安装于地面，不需登高	需登高
	定位设备安全	抗损毁、抗破坏	易损毁、易破坏	易损毁、易破坏	信标易损毁、易破坏	抗损毁、抗破坏
	安装方法	简单，能自理，不依赖供应商	复杂，不能自理，依赖供应商	复杂，不能自理，依赖供应商	复杂，不能自理，依赖供应商	复杂，不能自理，依赖供应商
	远程调试	能远程调试	不能远程，必须有人到现场	不能远程，必须有人到现场	不能远程，必须有人到现场	不能远程，必须有人到现场
	标识卡充电	不需要充电,续航5年，免管理，不易损坏	需要经常充电，需要管理，易损坏	需要经常充电，需要管理，易损坏	需要每天充电或每天几充，需要管理，易损坏	需要经常充电，需要管理，易损坏
	定位设备管理	实时在线智能管理，不依赖于人	信标不在线，人工管理，依赖人员素质和供应商品质	实时在线智能管理，不依赖于人	信标不在线，人工管理，依赖人员素质和供应商品质	实时在线智能管理，不依赖于人
	定位设备移动	用户能自理，不依赖供应商	用户不能自理，依赖供应商	用户不能自理，依赖供应商	用户不能自理，依赖供应商	用户不能自理，依赖供应商
综合投资方面	初期建设成本	中，UWB定位＞ZigBee Plus定位＞与蓝牙有关的定位	低	高	低	低
	质保期	一般5年	一般1年	一般1年	一般1年	一般1年
	使用时间	10年	0-3年，号称5年	不知	信标0-3年，号称5年	不知
	后期运营成本	低	高，	中	高	高
	后期维护成本	低，用户可自理维护	高，用户不能自理维护	中	高	高
效果保证、质量保证和承诺		在技术协议和合同中明确保证：定位准确、判断准确，对安全生产切实有用、实用、好用，质保期5年，寿命10年，承诺：不好用，退，不值钱，赔。	在技术协议和合同中只写定位精度等技术指标，但不保证定位准确、不保证判断准确，不保证好用	在技术协议和合同中只写定位精度等技术指标，但不保证定位准确、不保证判断准确，不保证好用	在技术协议和合同中只写定位精度等技术指标，但不保证定位准确、不保证判断准确，不保证好用	在技术协议和合同中只写定位精度等技术指标，但不保证定位准确、不保证判断准确，不保证好用
综合性价对比		综合性价比最高。价格中等，对安全管理和生产管理实用，功能全面，性能可靠，安装调试简单，日常使用方便，运营维护省心，运营维护成本低，生命周期长。	综合性价比低。满足政策为主，只保满足政策要求的功能，性能不可靠，实用价值不大。安装调试简单，但日常使用不便，运营维护麻烦。前期投入较少，后期运营维护成本高，生命周期短。	投入高，实施难，效果不稳定，实用性差，适合于简单环境和物资管理。	用于空旷区域、园区，不适合生产区域包括生产装置、车间及周边。	价格比蓝牙定位还低，效果比蓝牙定位还差，实施比蓝牙定位还难。

附：各种定位技术原理简要说明

1. ZigBee Plus三维立体按需精准定位（ZigBee定位+ZigBee传输）

针对复杂工矿企业生产现场多遮挡、多干扰、多立体的情况，结合ZigBee信号抗干扰、覆盖性强、稳定性强等优点，摒弃传统ZigBee自组网和多点定位办法,独家发明ZigBee Plus三维立体按需精准定位办法，根据现场管控需要差异化设置子站管控范围为1.5m、3m、5m、......、25m，根据现场管控需要差异化部署子站。子站就是独立自主、自由安装、自主设置的“电子警察”或”电子道标“，对经过的标识卡进行精准、实时定位，不受现场环境干扰，定位准确，判断准确，位置不漂移，不乱动，切实分清里外、上下，百发百中。

根据生产、安全、应急对人员和区域管控需要，智能化在岗在位管理现场人员，分区、分片、分层、分类统计人员信息，精确显示人员动态，实时掌握人员情况，智能网格化管理、电子围栏管理、巡更巡检管理，确保安全的人员在安全的时间、安全的地点进行安全的工作，高效现场作业和应急救援，全面提升企业精细化管理水平和风险管控能力。

2. 蓝牙定位（包括蓝牙定位+LORA传输、蓝牙定位+ZigBee传输）

主要用于商场定位、医院定位、娱乐场所等环境简单场所的定位。

蓝牙定位基于RSSII（Received Signal Strength Indication，信号场强指示）值，通过三角定位原理进行定位。如图：E点发出信号，同时被BS1、BS2、BS3收到，三角定位算法通过已知的三个坐标反推出E点的坐标。

其具体实现过程是：

1)首先在区域内铺设蓝牙信标

2)beacon不断的向周围广播信号和数据包

3)当终端设备进入beacon信号覆盖的范围，测出其在不同基站下的RSSI值，然后再通过手机内置的定位算法测算出具体位置。

蓝牙定位技术的优点：贱，便宜，可以低价解决有无问题，低价解决应对政策问题。

蓝牙定位技术在复杂工业生产现场实用的话有几个无解的痛点：

1）蓝牙信号脆弱，不服水土。

蓝牙通信距离在理想情况下不到10米，不到10米的信号在复杂生产现场被遮挡、被干扰、被屏蔽、被损毁后还剩下多少稳定可用的？信号不好，神机妙算能算准？自然定位效果不稳定，偏差大。

2）波动不定的定位精度

最高定位精度3～5米，且在3～5米间无规律、神经病性波动，现场咋能分清里外，分清上下？咋能确定位置？咋能确定人数？不确定的就是不安全的。风险来于不确定。

3）高时延

号称时延5秒，表面勉强符合政策，但实际上是5秒以上。5秒得干多少事，得走多远路？

4）蓝牙信标数量巨大且本身不安全

间隔5～8米部署才可能实现3～5米精度。约100平米需要1个信标。成千上万个信标在现场易丢、易损，且每个信标不能实时在线管理，无法有效运维管理。

这些问题靠蓝牙技术本身能解决吗？不能！根上的问题，谁也无解。解决了就不是蓝牙了。

3. AOA定位

通过监测到达不同天线的载波相位不同，接收端可以检测出到达信号和自身法线的夹角，有两个以上的发射端，就可以通过计算，算出接收端所在的位置。

所有基站需要接电接线，且需要高空布置以尽量避免遮挡，施工、维护困难。

不能准确立体定位。

4. UWB定位

UWB，就是超宽带技术Ultra Wideband ，有TOF、TDOA和AOA三种较为典型的UWB定位方案，表现为多基站定位、单基站定位，可用于室内精确定位。

超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度，精度可保持在0.1 m~0.5 m。

所有基站需要接电接线，且需要高空布置以尽量避免遮挡，施工复杂。

5. 北斗定位

最常见的定位方法,更多适用于室外露天环境，不能立体定位。在卫星信号无遮挡的理想环境下，利用差分基站弥补，北斗可以实现5m的精度，在复杂工业生产现场环境下，北斗信号会经过多次的折、反射，造成信号误差，漂移误差一般在10米左右，且漂移没有规律性，还会出现“穿越装置设备墙体，里外不分、上下部分”等原则性错误。

6. 普通ZigBee定位

普通ZigBee技术是通过若干个待定位的盲节点和一个已知位置的参考节点与网关之间形成组网，每个微小的盲节点之间相互协调通信以实现全部定位。

普通ZigBee是一种短距离、低速率无线网络技术，这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个节点传到另一个节点，作为一个低功耗和低成本的通信系统，ZigBee的工作效率非常高。但ZigBee的信号传输受多径效应和移动的影响都很大，而且定位精度取决于信道物理品质、信号源密度、环境和算法的准确性。

所有基站需要接电接线，且需要高空布置以尽量避免遮挡，施工复杂。

7. WiFi 定位技术

WiFi定位技术有2种，一种是通过移动设备和3个无线网络接入点的无线信号强度，通过差分算法进行三角定位；另一种是事先记录巨量的确定位置点的信号强度，通过用新加入的设备信号强度对比产生巨量数据的数据库来确定位置。

WiFi定位技术具有便于扩展、可自动更新数据、成本低的优势，因此最先实现了规模化；但WiFi定位技术的信号易受到周围环境的影响，精度较低，在工厂复杂的工况环境中无法保证WiFi信号的基本稳定，丢包率较高，一般试验性地采用。

8. 融合定位

常见的融合定位有蓝牙+北斗、蓝牙+UWB、蓝牙+UWB+北斗，即在开阔的地方用北斗定位，在安全的地方用精度低的蓝牙定位，在危险的地方用精度高的UWB。听着很有道理、也很高大上。

融合定位技术上不难，难在复杂的化工生产现场和使用者。融合定位一般用于简单的场景，不适合复杂的工业生产现场。在复杂的化工生产现场，北斗定位不好用，蓝牙定位不好用，UWB定位不实用，几个不好用不实用的定位技术融合到一起不是1+1＞2而是（-1）+（-1）=-2，即更不好用。

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