作者 | 涂承烨

一、什么是LBS

什么是LBS？LBS就是基于位置的服务，英文名Location Based Service。LBS是利用各类型的定位技术来获取定位设备当前的所在位置，通过移动互联网向定位设备提供信息资源和基础服务。首先用户可利用定位技术确定自身的空间位置，随后用户便可通过移动互联网来获取与位置相关资源和信息。LBS服务中融合了移动通讯、互联网络、空间定位、位置信息、大数据等多种信息技术，利用移动互联网络服务平台进行数据更新和交互，使用户可以通过空间定位来获取相应的服务。

LBS有主要如下几种模式：

• 超宽带 （UWB）室内定位技术
• 射频识别（RFID）技术
• WiFi定位技术
• 蓝牙定位技术
• 超声波室内定位技术
• LED可见光
• 惯性导航（PDR）
• 红外线
• ZigBee
• 地磁定位

以上模式各有最佳的应用场景，各有优缺点，这里暂不赘述。

二、LBS与GPS的区别

很多人，有时会把LBS定位和GPS定位混淆在一起，以为是同一种技术，实则不然。

基于位置服务（Location Based Services，LBS）是指围绕地理位置数据而展开的服务，其由移动终端使用无线通信网络（或卫星定位系统），基于空间数据库，获取用户的地理位置坐标信息并与其他信息集成以向用户提供所需的与位置相关的增值服务。LBS主要应用于封闭的室内定位或GPS信号覆盖差的室内外定位。

全球定位系统（英文：Global Positioning System，GPS ），是美国研制发射的一种以人造地球卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统。

GPS是指利用GPS卫星，向全球各地全天候、实时性地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。能在全球任何地方以及近地空间都能够提供准确的地理位置、车行速度及精确的时间信息。全球定位系统（GPS）GPS自问世以来，就以其高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活吸引了众多用户。GPS主要应用于GPS信号覆盖较好且开放的室外定位。

三、LBS技术的应用为什么这么重要

近几年，随着信息技术的飞速发展，智能设备特别是移动设备都嵌入了智能硬件设备，使得很多岗位的工作过程中的监督、溯源等需求场景也应运而生，如位置实时显示、历史轨迹回放、人员考勤、电子围栏、行为分析、智能巡检等场景。

而LBS就可以实现室内外的精准定位，达到业务场景的需求精度。

LBS的主要特征包括：

（1）覆盖范围广。对于LBS服务体系，企业一方面要求定位服务需要覆盖足够大的范围，另一方面要求一定要将室内也进行全覆盖，这是因为LBS的设备或者用户，大部分时间都是处于室内的，所以需要保证可以对每个角落进行覆盖。

（2）定位精度高。根据不同用户的需求提供不同程度的精确服务，并且提供用户选择精确度的便利，这是手机定位的一种优势。

（3）操作简便。LBS功能主要基于Web服务器和LDAP服务器二者之上。 

（4）应用广泛。LBS包含很多内容，多个行业、多个领域都在应用LBS服务，可以根据服务对象的特点，分为：家庭应用、行业应用、公共安全应用、运营商内部应用。

四、基于射频识别（RFID）技术的智能LBS解决方案

本文主要介绍基于射频识别（RFID）技术的智能LBS解决方案，主要实现高精度人员实时定位；人员实时定位轨迹回溯；人员到点事件触发提交；点对点的直接距离控制感知；标签移动静止行为监测；固定标签拆卸、脱落预警；低电量预警；故障预警等。

4.1、技术原理

通过定位锚点低频信号（LF）激活范围内标签，并通过特定定位算法获得标签所在的区域与位置， 标签通过高频信号与通讯基站进行交互，汇报位置及状态信息情况。这项技术巧妙性地转换了传统室内定位思路，大大降低区域定位所需的成本。定位系统采用双频技术，频率分为915M和125K，125K低频用于定位信号稳定，边界清晰， 能精准区分各个区域，不会出现信号漂移情况，能够实现标签精准位置确定。

精度：室内0.2-1m，室外0.2-4m/0.2-10m；

刷新率：高；

信号穿透性：高；

信号抗干扰性：高；

标签功耗：低；

基站成本：一般；

标签成本：低；

物联网网关能力：有。

1、  单区域定位

单个基站通过计算可划分为内部和外部区域，内部区域范围可调。通过区域划分精准控制标签在内外区域的事件触发，根据不同标签以及不同的标签角色，控制标签在内外区域的不同事件触发。

2、  多区域定位

多个定位锚点捷联组合获得更大定位覆盖空间，能够实现全区域覆盖，也能够根据定位需求进行设备部署（能够合理有效的控制成本）。多个定位锚点通讯基站配合提升全域空间精度级别。

4.2、技术架构

基于最先进的定位射频技术实现室内外区域精准定位， 弥补了其他定位技术存在的精度低、 成本高、功耗大、部署复杂的不足。该架构包括基础硬件、定位引擎和应用软件。

硬件包括通讯基站（也叫阅读器）、定位锚点（也叫激发器）、定位标签（也叫电子标签）、控制器。

通讯基站：通讯基站是系统中的核心成员，是接收和采集标签信号的核心设备。通讯基站在系统中不仅仅是作为物联网网关， 提供数据采集及上传服务， 同时还具备定位锚点的功能，提供精准区域定位服务。基站可无缝接入各类标签的物联网传感数据，同时具备定位网络和传感网络的综合服务能力， 实现"区域定位+物联网关"双重结合。

定位锚点：在系统中扮演“灯塔”的角色，是唤醒和定位标签位置主要设备。

定位锚点在系统中有两个主要作用：

1、  在锚点范围内将电子标签唤醒，并通知标签进入工作模式和发射周期信号。

2、  锚点通过低频信号指示强度定位标签所在区域， 定位系统通过低频信号指示强度结合特定算法计算得出标签的位置信息。

定位标签：位于需要被定位的人或物品上，与定位锚点进行通信，报告所在位置。

控制器：可作为定位主机，进行数据采集、事件订阅， 消息推送；可作为控制主机，进行门禁控制、道闸控制、电气控制、声光控制；可作为管理主机，进行云端管理、行为分析， 并基于Web远程管理模式。

同时，对外可与行业应用软件多种形式的集成，形成一体化管控平台。

4.3、系统架构

功能特性：

• 近距离高精度抗干扰

双频RFID技术采用LF低频定位和超高频通信结合，具备定位精度稳定、抗干扰能力强和高速通信的特点。

• 内置移动传感

内置移动传感器，高灵敏度陀螺仪，能识别xyz三轴震动幅度，具有震动幅度阈值设置，被运用在贵重物品、材料防盗场景。

• 动态休眠技术

LF低频具备低功耗的休眠唤醒技术，被用在需要极低功耗的应用场景。能够快捷更换电池，长效、简便。

• 并发影响能力

采用注册机制，支持多标签高并发，支持同一时间定位海量标签。适合高密度资产定位应用。

• 部署维护简要

部署方式支持单点部署（单点测距与控制）、多点高精度部署，区域轨迹（网状）和楼层简易部署，区分楼层（出入口）。

• 多种应用模式

模式包括单点测距、组网定位（蜂窝定位）、区域存在、移动网关监测。

• 成本可选可控

根据使用场景和定位精度要求，可繁可简，成本可高可低，能够根据客户需求选择合适的部署方式，有效控制成本。

五、典型应用场景

可用于访客定位、设备定位、病患定位、母婴同室、养老定位、犯人定位、狱警定位、安全生产、岗位状态、矿山人员定位、工厂厂区、云端应用(校园安全云平台、金融系统现金运输分布式追踪等）等业务场景。

5.1、访客定位

智能考勤、访客定位：

• 自动记录员工出勤情况，监测重要人员岗位情况 （主治医生是否在岗、岗哨是否就位）
• 记录重要区域人员分布、空间使用情况
• 访客行为路径、活动范围

5.2、设备定位

设备资产定位：

• 可移动医疗仪器、医疗小车实时定位，随时查找使用
• 记录重要医疗仪器的当前位置、移动状态、使用情况
• 医疗仪器跨区域、跨部门越界自动提醒，防盗报警

5.3、病患定位

医疗护送：

• 记录重点监护病人的移动位置、停留时间、护送轨迹
• 记录重要医疗设备的移动状态、当前位置、使用情况

5.4、养老定位

养老定位：

• 养老院老人定位、健康状况监测、跌倒报警
• 精神病院病患活动范围监视、轨迹跟踪
• 紧急求助位置快速确认、视频联动显示

5.5、犯人定位

犯人定位：

• 实时监控犯人活动位置、活动范围
• 根据犯人活动轨迹，分析行为习惯
• 根据活动异常记录，提前预警：

• 超过犯人设定数量的非法聚集
• 在错误时间出现在错误的位置
• 警犯同室超过正常时间
• 与日常行为习惯不符
• 手环标签异常解除

5.6、工厂厂区

全方面保障厂区安全，轨迹可看。

• 可视化查看各类型人员（不同工种员工、访客等）及物品的位置分布；对于具有危险性的生产车间，当发生异常情况时，可依据人员分布位置信息快速救援。
• 可以随时查看设备物资的调用记录，对设备进行实时定位、资产清查盘点、设备资产历史轨迹查询等，实现对仓储物资的数字化管理。
• 可回放指定时间段的人员或物品运动轨迹，通过对作业人员行走路线的查询，可实现巡检监察、岗位监管，保障生产流程符合安全管理标准。

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作者介绍

涂承烨，51CTO社区编辑，省政府采购专家、省综合性评标专家、公 E 采招标采购专家，获得信息系统项目管理师、信息系统监理师、PMP，CSPM-2等认证，拥有15年的开发、项目管理经验。对项目管理、前后端开发、微服务、架构设计、物联网、大数据等较为关注。