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

On the other hand, the positioning requirements on the application side are not very clear. Although indoor positioning technology can be applied in a wide range of applications and the potential user base is very large. To evaluate whether indoor positioning technology can break out in a certain market, it is necessary to evaluate the role played by indoor positioning technology. Is the role "icing on the cake" or "providing timely help"?

“Providing timely help” means that there is an urgent need for positioning technology in this type of application. A typical application is a high-risk environment including the mandatory management of a chemical plant, or the management of places where the scope of personnel activities is restricted, such as prisons, nursing homes, coal mines, etc. Because of the particularity of the industry itself, it is necessary to manage personnel and assets, and indoor positioning technology can highly match this demand.

There are other non-mandatory management markets. It is necessary to evaluate the input-output ratio to know whether the indoor positioning technology can achieve the desired economic effect goal, such as the logistics cold chain, factory assembly line and other applications.

This type of application cannot be generalized, because different companies have different businesses, different informatization foundations, and even different business models. Therefore, specific projects need to be analyzed in detail.

3. "Internet +" promotes the positioning market to enter a new turning point in 2021

However, in recent years, the development of the indoor positioning technology industry has entered a turning point period. Especially with the continuous advancement of the Industry 4.0 process, the trend of the turning point period is becoming more and more obvious.

Hace diez años, hay pocas demandas correspondientes en el mercado, incluso si existe tecnología de posicionamiento de nivel centimétrico. Hoy, con el advenimiento del Internet de las Cosas y la era de la inteligencia, las empresas y los individuos están prestando cada vez más atención a los datos. La expansión empresarial basada en datos se ha convertido en el modelo de negocio más popular. El cambio de hábitos de consumo de los consumidores es el factor decisivo de la demanda explosiva de aplicaciones de posicionamiento en interiores en la escala de comercialización.

Desde una perspectiva macro, el mercado comercial se enfrenta a la presión de reducción de existencias y la inversión en desarrollo comercial es débil. La industria de servicios y el mercado de consumo se han expandido aún más, y el desarrollo de Internet ha convertido al nuevo comercio minorista en una salida para la transformación y mejora de los negocios.

Desde un nivel micro, los ingresos de los residentes continúan aumentando y sus conceptos de consumo también están cambiando. Por lo tanto, cuando cambia el entorno externo, la transformación y mejora del concepto de consumo es la clave para el desarrollo futuro de la industria comercial.

• Mejora del consumo: los clientes cambiantes lideran la nueva tendencia del consumo de calidad

Con la mejora del consumo, el consumo de experiencia de vida de calidad se está convirtiendo gradualmente en el núcleo. El cambio en la búsqueda de la calidad en la demanda de vida del consumidor ha creado nuevos requisitos para los productos de consumo.

Desde la perspectiva de la estructura del grupo de clientes, la búsqueda de la moda, la tendencia y la individualidad después de los años 80 y 90 ha provocado cambios en la estructura de consumo, y están más dispuestos a pagar por la experiencia y los servicios. Al mismo tiempo, China ingresa gradualmente a una sociedad que envejece, y los servicios médicos y de cuidado de ancianos relacionados se han convertido gradualmente en un importante formato de consumo. Además, con la liberalización de la política de dos hijos, el "consumo de experiencias de entretenimiento", que está dominado por formatos de padres e hijos en el negocio, pronto marcará el comienzo de un auge de desarrollo.

La madurez de la tecnología inteligente de IoT ha reducido gradualmente el costo de las soluciones de posicionamiento, que pueden satisfacer las necesidades del mercado de posicionamiento. También permite que la industria del posicionamiento en interiores se desarrolle mejor.

Si se va a utilizar ampliamente la tecnología de posicionamiento en interiores, es necesario mejorar tecnologías como la precisión de posicionamiento, la confiabilidad, la cobertura y el consumo de energía. La tecnología de posicionamiento en interiores se ha actualizado durante varias generaciones y puede cumplir bien con los requisitos técnicos anteriores.

4. La oportunidad de mercado para la tecnología de posicionamiento en interiores convencional

Hay muchos tipos de tecnologías de posicionamiento en interiores en el mercado, que pueden responder a diferentes niveles de requisitos de aplicación.

La elección de la tecnología de posicionamiento está determinada principalmente por dos aspectos:

El segundo se basa en el costo, en función de cumplir con los requisitos de la aplicación, todos los usuarios quieren que el precio sea más bajo.

La precisión de la baliza es generalmente de 2 m ~ 3 m. El dispositivo terminal de baliza es relativamente económico. Debido al bajo consumo de energía, es adecuado para implementaciones a gran escala. La estación base Beacon calcula la información de posicionamiento recopilando la intensidad de la señal emitida por el dispositivo Beacon. El costo de construir un sistema de posicionamiento básico es relativamente bajo y tiene grandes ventajas para aplicaciones que requieren una gran cantidad de dispositivos de posicionamiento, bajo costo, bajo consumo de energía y batería de larga duración. En general, el rendimiento de la solución de baliza Bluetooth solo es satisfactorio y es una solución relativamente común en muchos requisitos de posicionamiento a nivel de medidor. Por ejemplo, algunas aplicaciones, como almacenes inteligentes y museos inteligentes, pueden implementar cientos de Beacon para mejorar la precisión del posicionamiento y es fácil de mantener.

Otra tecnología de posicionamiento Bluetooth AoA/AoD, y la precisión puede alcanzar un nivel inferior al metro. Desde que SIG lanzó el protocolo BLE 5.1, su tecnología de posicionamiento Bluetooth de alta precisión ha atraído a un gran número de fabricantes a invertir en investigación. Y puede confiar en la ecología de Bluetooth del teléfono móvil para expandir rápidamente el mercado. Entre todas las tecnologías de posicionamiento de alta precisión, Bluetooth AoA/AoD tiene ventajas obvias en términos de consumo de energía y precio. AoA/AoD requiere un conjunto de antenas y el algoritmo de posicionamiento es más difícil. Necesita invertir mucha fuerza de investigación y desarrollo. Y la comercialización de esta tecnología aún está en pañales. Con la acumulación de investigación y desarrollo, ya hay fabricantes en el mercado que han desarrollado firmware de demostración relevante, que ha acelerado gradualmente el proceso de producción de AoA/AoD. Se cree que la solución de posicionamiento Bluetooth AoA/AoD estará disponible.

UWB (Ultra Wide Band) es una tecnología de comunicación de operador inalámbrico que utiliza pulsos estrechos no sinusoidales de nanosegundos para transmitir datos, y la precisión de posicionamiento ha alcanzado el nivel de centímetro. UWB se utilizó principalmente para radares militares. La FCC abrió la tecnología UWB para uso civil en 2002. Aunque la tecnología de posicionamiento apareció muy temprano, la popularidad de esta tecnología no es alta. En los últimos años, con el diseño de mercado de los principales fabricantes como Apple, Samsung, NXP, Xiaomi, etc., la tecnología ingresó gradualmente al mercado. Los Airtags de Apple son UWB.

UWB ocupa un espectro muy amplio. Por ejemplo, el chip Decawave UWB DW1000 ampliamente utilizado admite el rango de frecuencia de 3 GHz a 7 GHz, y la velocidad de transmisión de datos puede alcanzar cientos de megabits por segundo. La tecnología UWB utiliza señales de pulso para enviar datos y el ancho de pulso es muy pequeño, lo que significa que el ciclo de trabajo de la señal es muy bajo. En el sistema de posicionamiento, la resolución de la distancia está positivamente relacionada con el ancho del pulso. Cuanto menor sea el ancho del pulso, menor será la resolución de la distancia, más cerca se podrán distinguir los dos puntos y mayor será la precisión. Es el pulso estrecho y la banda de alta frecuencia lo que brinda una mayor resolución de distancia a la tecnología de posicionamiento UWB. En términos de precisión, tiene la ventaja de que otras tecnologías de posicionamiento son difíciles de igualar.

La precisión de posicionamiento de nivel centimétrico UWB cumple completamente con los requisitos de posicionamiento de alta precisión en interiores en el posicionamiento en interiores. El gran ancho de banda garantiza una velocidad de comunicación de datos rápida, una fuerte capacidad anti-múltiples rutas, una fuerte capacidad de penetración y un ciclo de trabajo bajo.

La promoción de UWB con tantas ventajas en el mercado de posicionamiento no es muy fluida. UWB tiene un umbral alto y el diseño de la antena es suficiente para dejar perplejos a muchos fabricantes de RF. El costo del producto UWB también es muy alto. El establecimiento de un sistema de posicionamiento UWB básico requiere al menos 3 estaciones base de posicionamiento y varias etiquetas UWB. Y el precio de mercado es de al menos miles de RMB. En comparación con el sistema de posicionamiento mínimo de Beacon, que solo requiere cientos, el costo de UWB es muy alto. Además, el haz UWB tiene una fuerte directividad. El posicionamiento TDOA o TWR necesita calcular la posición de la estación base desplegada, establecer un sistema de algoritmo de posicionamiento y obtener información de posicionamiento calculando la diferencia de tiempo entre los datos recibidos por diferentes estaciones base. UWB tiene un umbral alto y un alto costo.

Los equipos UWB tienen un consumo de energía relativamente alto. Todavía hay fabricantes en el mercado que utilizan baterías recargables de gran capacidad o alimentación directa. La ocupación de la banda de alta frecuencia UWB también significa la utilización de la banda de baja frecuencia. El costo de UWB es el mayor obstáculo. Sin embargo, con el diseño del mercado de los principales fabricantes, el costo de UWB inevitablemente disminuirá. También convierte a UWB en el foco del mercado, y la comercialización madura de productos está a la vuelta de la esquina.

Las etiquetas RFID se dividen en activas y pasivas. Las etiquetas activas son autoactivas, el procesamiento de la señal puede ser más complicado y la precisión de posicionamiento será mucho mayor. Puede cubrir 100 metros en condiciones ideales y el error de posicionamiento es de unos 5 m. Se completa principalmente por triangulación, pero UWB, ZigBee también se pueden posicionar en este campo.

Las etiquetas pasivas son un RFID común. Dado que la etiqueta en sí no tiene poder de cómputo, todo el procesamiento de la señal está limitado por la señal reflejada recibida por el lector, por lo que la elección del algoritmo de procesamiento de la señal será mucho menor. Y el rango de reconocimiento del lector está básicamente dentro de los 10 m, el posicionamiento pasivo de la etiqueta generalmente se usa para un posicionamiento más preciso.

5. Requisitos de posicionamiento para la integración multitecnología

A medida que el desarrollo económico de China entra en una nueva era, la industria minorista también está cambiando.

La tecnología de posicionamiento en interiores en el mercado no se limita a lo mencionado anteriormente. De hecho, es difícil que una sola tecnología de posicionamiento satisfaga el mercado de aplicaciones. Incluso si puede, causará un desperdicio de costos o recursos. Por lo tanto, en proyectos específicos, muchas soluciones técnicas son la integración de múltiples tipos de tecnologías.

En una aplicación, existen múltiples tecnologías de posicionamiento al mismo tiempo. Por ejemplo, en un gran centro comercial, la tecnología de posicionamiento Wi-Fi se puede utilizar para requisitos de posicionamiento aproximados. Y la gestión de personal en interiores se puede realizar en función de la tecnología Bluetooth Beacon. La gestión de algunos activos o áreas importantes se puede realizar en base a UWB. Y si los datos deben recopilarse y cargarse, también deben combinarse con otras tecnologías inalámbricas.

En una aplicación, se utilizan varias tecnologías de posicionamiento en combinación. Por ejemplo, en la gestión logística de palés, se pueden utilizar etiquetas Bluetooth para localizar las mercancías. En términos de recopilación y carga de datos, el área del almacén logístico suele ser muy grande. Si se utiliza una puerta de enlace WiFi tradicional para recopilar datos, el costo del cableado también seguirá siendo alto.

La solución BLE + LoRa bien puede combinar las ventajas de los dos. Debido al bajo costo y bajo consumo de energía, las etiquetas Bluetooth son convenientes para el despliegue masivo. Después de que la puerta de enlace LoRa recopila los datos, su función de transmisión a larga distancia puede transmitir los datos al servidor local o a la nube. Aunque el costo de las puertas de enlace LoRa es relativamente alto, cada almacén solo necesita unas pocas puertas de enlace para satisfacer la demanda, y el costo general y el efecto de comunicación real son muy buenos.

Por lo tanto, en el futuro mercado de aplicaciones de tecnología de posicionamiento, las soluciones de integración de múltiples tecnologías están más en línea con las necesidades del mercado.