Với sự phát triển không ngừng của cuộc cách mạng công nghệ lần thứ tư, sự phát triển của Internet cũng đã bước vào một kỷ nguyên mới của "Internet +". Trong thời đại này, nhiều thứ sẽ được kết nối với Internet và trở nên thông minh . Nhiều ngành công nghiệp mới nổi sẽ mở ra những thị trường khổng lồ. Các công nghệ IoT như Internet phương tiện, hậu cần thông minh và trí tuệ nhân tạo đã nhận được sự quan tâm rộng rãi. Và định vị trong nhà là một trong số đó.

Kể từ khi khái niệm về Công nghiệp 4.0 ra đời, mức độ thông minh của ngành sản xuất đã không ngừng được cải thiện và sự phát triển của Internet cũng bước vào một kỷ nguyên mới của "Internet +". Nhiều thiết bị có thể truy cập đám mây và trở nên thông minh. Các ngành công nghiệp mới nổi đang bùng nổ. Các công nghệ IoT như Internet phương tiện, hậu cần thông minh và trí tuệ nhân tạo đã nhận được sự quan tâm rộng rãi. Và định vị trong nhà là một trong số đó.

Định vị trong nhà là một thị trường khổng lồ đang dần được chú ý trong những năm gần đây. Bởi vì cảnh trong nhà rất quan trọng đối với sản xuất và cuộc sống hàng ngày của mọi người và dữ liệu vị trí là một trong những chiều dữ liệu cơ bản nhất.

Theo dữ liệu do Nokia cung cấp, mọi người dành 87% -90% thời gian trong nhà. Cấu trúc không gian trong nhà trở nên phức tạp, con người có yêu cầu cao hơn về thời gian thực và độ chính xác của vị trí . Ví dụ, việc tìm một chiếc ô tô trong bãi đậu ngày càng trở nên khó khăn hơn , tìm các vật dụng cụ thể và xác định vị trí những người thân đã ly thân. Nhu cầu về định vị trong nhà chưa bao giờ cao hơn thế.

Với sự bùng phát của dịch bệnh, việc kiểm soát sự lây lan của virus đã trở thành mục tiêu của các biện pháp phòng chống dịch bệnh. Làm thế nào để làm chủ việc đóng cửa và di chuyển nhân sự đã trở thành tâm điểm. Nhu cầu định vị nhân sự trong nhà đã mở ra một cao trào khác.

1. Thị trường định vị trong nhà đang phát triển nhanh chóng

2. Khó mở rộng thị trường

Trong mười năm qua, thị trường định vị trong nhà tiếp tục nóng và cũng có nhiều đối thủ nặng ký như Apple, Samsung, NXP, v.v. Ngay từ bảy hoặc tám năm trước, Apple đã bắt đầu bùng nổ định vị trong nhà dựa trên công nghệ Bluetooth iBeacon. Tuy nhiên, sau sự bùng nổ, không còn nhiều công ty định vị trong nhà.

Sự bất thường này là đủ để các công ty định vị trong nhà suy nghĩ sâu sắc về lý do. Thị trường định vị trong nhà không thiếu sự đổi mới công nghệ, những đối thủ nặng ký và vốn đầu tư. Nó chỉ có thể được phân tích từ ứng dụng định vị trong nhà.

Một mặt, mặc dù định vị trong nhà được sử dụng rộng rãi nhưng hiếm khi có nhu cầu riêng. Đối với phía người dùng, đặc biệt là người dùng bên B, họ đều cần một bộ giải pháp đồng bộ, đó là một giải pháp hệ thống hoàn chỉnh từ thiết bị định vị trong nhà đến thu thập và tải dữ liệu lên thao tác trực quan. Và Định vị chỉ là một trong những liên kết. Phần lớn các công ty định vị trong nhà có thể cung cấp các sản phẩm thiết bị đầu cuối định vị trong nhà trưởng thành hơn vào thời điểm đó. Tuy nhiên, toàn bộ hệ thống định vị vòng kín vẫn chưa đủ trưởng thành. Điều mà các khách hàng đầu cuối thường yêu cầu là một giải pháp định vị cấp hệ thống với thời gian thực hiện ngắn và ít đầu tư vào nghiên cứu và phát triển. Nó đã làm tăng đáng kể khó khăn trong việc phát triển thị trường định vị trong nhà.

• Yêu cầu định vị phía ứng dụng không rõ ràng

Mặt khác, các yêu cầu định vị ở phía ứng dụng không rõ ràng lắm. Mặc dù công nghệ định vị trong nhà có thể được áp dụng trong nhiều ứng dụng và cơ sở người dùng tiềm năng là rất lớn. Để đánh giá liệu công nghệ định vị trong nhà có thể bùng phát ở một thị trường nhất định hay không, cần đánh giá vai trò của công nghệ định vị trong nhà. Là vai trò "đóng băng trên bánh" hay "cung cấp trợ giúp kịp thời"?

“Cung cấp trợ giúp kịp thời” có nghĩa là có nhu cầu cấp thiết về công nghệ định vị trong loại ứng dụng này. Một ứng dụng điển hình là môi trường có rủi ro cao bao gồm quản lý bắt buộc đối với nhà máy hóa chất hoặc quản lý những nơi hạn chế phạm vi hoạt động của nhân viên, chẳng hạn như nhà tù, viện dưỡng lão, mỏ than, v.v. bản thân ngành công nghiệp, cần phải quản lý nhân sự và tài sản, và công nghệ định vị trong nhà rất có thể đáp ứng nhu cầu này.

Có những thị trường quản lý không bắt buộc khác. Cần đánh giá tỷ lệ đầu vào-đầu ra để biết liệu công nghệ định vị trong nhà có đạt được mục tiêu hiệu quả kinh tế mong muốn hay không, chẳng hạn như chuỗi cung ứng lạnh hậu cần, dây chuyền lắp ráp nhà máy và các ứng dụng khác.

Loại ứng dụng này không thể được khái quát hóa, bởi vì các công ty khác nhau có các hoạt động kinh doanh khác nhau, nền tảng thông tin hóa khác nhau và thậm chí các mô hình kinh doanh khác nhau. Vì vậy, các dự án cụ thể cần được phân tích chi tiết.

3. “Internet+” thúc đẩy thị trường định vị bước sang bước ngoặt mới trong năm 2021

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, sự phát triển của ngành công nghệ định vị trong nhà đã bước vào một giai đoạn bước ngoặt. Đặc biệt với sự tiến bộ không ngừng của quá trình Công nghiệp 4.0, xu hướng của thời kỳ bước ngoặt ngày càng trở nên rõ ràng.

Mười năm trước, có rất ít nhu cầu tương ứng trên thị trường, ngay cả khi có công nghệ định vị ở cấp độ centimet. Ngày nay, với sự ra đời của Internet vạn vật và kỷ nguyên của trí thông minh, các công ty và cá nhân ngày càng chú ý nhiều hơn đến dữ liệu. Mở rộng kinh doanh dựa trên dữ liệu đã trở thành mô hình kinh doanh phổ biến nhất. Sự thay đổi thói quen tiêu dùng của người tiêu dùng chính là yếu tố quyết định bùng nổ nhu cầu ứng dụng định vị trong nhà ở quy mô thương mại hóa.

Ở góc độ vĩ mô, thị trường thương mại đang đứng trước áp lực giảm sản lượng, đầu tư phát triển thương mại còn yếu. Ngành dịch vụ và thị trường tiêu dùng đã mở rộng hơn nữa, và sự phát triển của Internet đã khiến ngành bán lẻ mới trở thành một lối thoát để chuyển đổi và nâng cấp doanh nghiệp.

Ở cấp độ vi mô, thu nhập của người dân tiếp tục tăng và quan niệm tiêu dùng của họ cũng đang thay đổi. Do đó, khi môi trường bên ngoài thay đổi, việc chuyển đổi và nâng cấp khái niệm tiêu dùng là chìa khóa cho sự phát triển trong tương lai của ngành thương mại.

• Nâng tầm tiêu dùng: Khách hàng thay đổi dẫn đầu xu hướng tiêu dùng mới chất lượng

Với việc nâng cấp tiêu dùng, tiêu dùng trải nghiệm cuộc sống chất lượng đang dần trở thành cốt lõi. Sự thay đổi trong việc theo đuổi chất lượng trong nhu cầu của người tiêu dùng đối với cuộc sống đã đặt ra những yêu cầu mới đối với các sản phẩm tiêu dùng.

Từ góc độ cấu trúc nhóm khách hàng, việc theo đuổi thời trang, xu hướng và cá tính của những người sau thập niên 80 và 90 đã kích hoạt những thay đổi trong cơ cấu tiêu dùng và họ sẵn sàng chi trả nhiều hơn cho trải nghiệm và dịch vụ. Đồng thời, Trung Quốc dần bước vào một xã hội già hóa, và các dịch vụ chăm sóc y tế và người già liên quan đã dần trở thành một định dạng tiêu dùng quan trọng. Ngoài ra, với việc tự do hóa chính sách hai con, "tiêu dùng trải nghiệm giải trí", vốn bị chi phối bởi các định dạng cha mẹ và con cái trong doanh nghiệp, sẽ sớm mở ra sự bùng nổ phát triển.

Sự trưởng thành của công nghệ IoT thông minh đã giảm dần chi phí cho các giải pháp định vị, có thể đáp ứng nhu cầu của thị trường định vị. Nó cũng cho phép ngành định vị trong nhà phát triển tốt hơn.

Nếu công nghệ định vị trong nhà được sử dụng rộng rãi, các công nghệ như độ chính xác định vị, độ tin cậy, vùng phủ sóng và mức tiêu thụ điện năng cần phải được cải thiện. Công nghệ định vị trong nhà đã được nâng cấp qua nhiều thế hệ và có thể đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật trên.

4. Cơ hội thị trường cho công nghệ định vị chủ đạo trong nhà

Có nhiều loại công nghệ định vị trong nhà trên thị trường, có thể đáp ứng các mức độ yêu cầu ứng dụng khác nhau.

Việc lựa chọn công nghệ định vị chủ yếu được xác định bởi hai khía cạnh:

Thứ hai là dựa trên chi phí, dựa trên việc đáp ứng các yêu cầu của ứng dụng, tất cả người dùng đều muốn giá càng thấp.

Độ chính xác của đèn hiệu thường là 2 m ~ 3 m. Thiết bị đầu cuối đèn hiệu tương đối rẻ. Do tiêu thụ điện năng thấp, nó phù hợp cho việc triển khai quy mô lớn. Trạm cơ sở Beacon tính toán thông tin định vị bằng cách thu thập cường độ tín hiệu được phát bởi thiết bị đèn hiệu. Chi phí xây dựng một hệ thống định vị cơ bản tương đối thấp và nó có lợi thế lớn cho các ứng dụng yêu cầu số lượng lớn thiết bị định vị, chi phí thấp, tiêu thụ điện năng thấp và tuổi thọ pin dài. Nói chung, hiệu suất của giải pháp đèn hiệu Bluetooth chỉ đạt yêu cầu và nó là một giải pháp tương đối phổ biến trong nhiều yêu cầu định vị ở cấp độ mét. Ví dụ: một số ứng dụng như kho thông minh và bảo tàng thông minh có thể triển khai hàng trăm Beacon để cải thiện độ chính xác của vị trí và rất dễ bảo trì.

Một công nghệ định vị Bluetooth khác là AoA/AoD và độ chính xác có thể đạt đến mức dưới mét. Kể từ khi SIG phát hành giao thức BLE 5.1, công nghệ định vị Bluetooth có độ chính xác cao của nó đã thu hút một số lượng lớn các nhà sản xuất đầu tư nghiên cứu. Và nó có thể dựa vào hệ sinh thái Bluetooth của điện thoại di động để nhanh chóng lan rộng thị trường. Trong số tất cả các công nghệ định vị có độ chính xác cao, Bluetooth AoA/AoD có lợi thế rõ ràng về mức tiêu thụ điện năng và giá cả. AoA/AoD yêu cầu một dải ăng-ten và thuật toán định vị khó hơn. Nó cần phải đầu tư rất nhiều sức mạnh nghiên cứu và phát triển. Và việc thương mại hóa công nghệ này vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Với sự tích lũy của nghiên cứu và phát triển, đã có những nhà sản xuất trên thị trường đã phát triển phần sụn Demo có liên quan, đã dần dần đẩy nhanh quá trình sản xuất AoA/AoD. Người ta tin rằng giải pháp định vị Bluetooth AoA / AoD sẽ khả dụng.

UWB (Ultra Wide Band) là công nghệ giao tiếp của sóng mang không dây sử dụng các xung hẹp không hình sin nano giây để truyền dữ liệu và độ chính xác định vị đã đạt đến mức centimet. UWB chủ yếu được sử dụng cho các radar quân sự. FCC đã mở công nghệ UWB cho mục đích dân sự vào năm 2002. Mặc dù công nghệ định vị đã xuất hiện từ rất sớm nhưng mức độ phổ biến của công nghệ này không cao. Trong những năm qua, với sự bố trí thị trường của các nhà sản xuất lớn như Apple, Samsung, NXP, Xiaomi, v.v., công nghệ dần xâm nhập thị trường. Airtags của Apple là UWB.

UWB chiếm một phổ rất rộng. Ví dụ: chip Decawave UWB DW1000 được sử dụng rộng rãi hỗ trợ dải tần từ 3 GHz đến 7 GHz và tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt hàng trăm megabit mỗi giây. Công nghệ UWB sử dụng tín hiệu xung để gửi dữ liệu và độ rộng xung rất nhỏ, điều đó có nghĩa là chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu rất thấp. Trong hệ thống định vị, độ phân giải khoảng cách có quan hệ thuận với độ rộng xung. Độ rộng xung càng nhỏ, độ phân giải khoảng cách càng nhỏ, hai điểm có thể được phân biệt càng gần và độ chính xác càng cao. Chính xung hẹp và dải tần số cao mang lại độ phân giải khoảng cách cao hơn cho công nghệ định vị UWB. Về độ chính xác, nó có một ưu điểm mà các công nghệ định vị khác khó sánh kịp.

Độ chính xác định vị cấp độ centimet của UWB đáp ứng đầy đủ các yêu cầu định vị độ chính xác cao trong nhà trong định vị trong nhà. Băng thông lớn đảm bảo tốc độ truyền dữ liệu nhanh, khả năng chống đa đường mạnh, khả năng thâm nhập mạnh và chu kỳ làm việc thấp.

Việc quảng bá UWB với rất nhiều lợi thế trên thị trường định vị không được suôn sẻ cho lắm. UWB có ngưỡng cao và thiết kế ăng-ten đủ để khiến nhiều nhà sản xuất RF phải bối rối. Chi phí sản phẩm UWB cũng rất cao. Việc thiết lập một hệ thống định vị UWB cơ bản yêu cầu ít nhất 3 trạm gốc định vị và một số thẻ UWB. Và giá thị trường ít nhất là hàng ngàn RMB. So với hệ thống định vị tối thiểu của Beacon chỉ yêu cầu hàng trăm, chi phí của UWB là rất cao. Hơn nữa, chùm tia UWB có tính định hướng mạnh. Định vị TDOA hoặc TWR cần tính toán vị trí của trạm gốc đã triển khai, thiết lập hệ thống thuật toán định vị và lấy thông tin định vị bằng cách tính toán chênh lệch thời gian giữa dữ liệu mà các trạm gốc khác nhau nhận được. UWB có ngưỡng cao và chi phí cao.

Thiết bị UWB có mức tiêu thụ điện năng tương đối cao. Trên thị trường vẫn có những nhà sản xuất sử dụng pin sạc dung lượng lớn hoặc nguồn điện trực tiếp. Sự chiếm dụng băng tần cao của UWB cũng có nghĩa là sử dụng băng tần thấp. Chi phí của UWB là trở ngại lớn nhất. Tuy nhiên, với cách bố trí thị trường của các nhà sản xuất lớn, chi phí của UWB chắc chắn sẽ giảm. Nó cũng làm cho UWB trở thành tâm điểm của thị trường và quá trình thương mại hóa sản phẩm hoàn thiện đang đến rất gần.

Thẻ RFID được chia thành chủ động và thụ động. Các thẻ hoạt động là tự hoạt động, quá trình xử lý tín hiệu có thể phức tạp hơn và độ chính xác định vị sẽ cao hơn nhiều. Nó có thể bao phủ 100 mét trong điều kiện lý tưởng và sai số định vị là khoảng 5 m. Nó chủ yếu được hoàn thành bằng phép đo tam giác, nhưng UWB, ZigBee cũng có thể được định vị trong lĩnh vực này.

Thẻ thụ động là một RFID phổ biến. Vì bản thân thẻ không có khả năng tính toán, nên tất cả quá trình xử lý tín hiệu bị giới hạn bởi tín hiệu phản xạ mà đầu đọc nhận được, do đó, việc lựa chọn thuật toán xử lý tín hiệu sẽ nhỏ hơn nhiều. Và phạm vi nhận dạng của người đọc về cơ bản là trong vòng 10 m, định vị thẻ thụ động thường được sử dụng để định vị tốt hơn.

5. Định vị yêu cầu tích hợp đa công nghệ

Khi sự phát triển kinh tế của Trung Quốc bước vào một kỷ nguyên mới, ngành bán lẻ cũng đang thay đổi.

Công nghệ định vị trong nhà trên thị trường không giới hạn ở danh sách trên. Trên thực tế, rất khó để một công nghệ định vị đơn lẻ đáp ứng thị trường ứng dụng. Ngay cả khi có thể, nó sẽ gây lãng phí chi phí hoặc nguồn lực. Vì vậy, trong các dự án cụ thể, nhiều giải pháp kỹ thuật là sự tích hợp của nhiều loại hình công nghệ.

Trong một ứng dụng, tồn tại đồng thời nhiều công nghệ định vị . Ví dụ: trong một trung tâm mua sắm lớn, công nghệ định vị Wi-Fi có thể được sử dụng cho các yêu cầu định vị sơ bộ. Và quản lý nhân sự trong nhà có thể được thực hiện dựa trên công nghệ Bluetooth Beacon. Việc quản lý một số tài sản hoặc khu vực quan trọng có thể được thực hiện dựa trên UWB. Và nếu dữ liệu cần được thu thập và tải lên, nó cũng cần được kết hợp với các công nghệ không dây khác.

Trong một ứng dụng, nhiều công nghệ định vị được sử dụng kết hợp. Ví dụ: trong quản lý pallet hậu cần, thẻ Bluetooth có thể được sử dụng để định vị hàng hóa. Về mặt thu thập và tải lên dữ liệu, diện tích kho hậu cần thường rất lớn. Nếu cổng WiFi truyền thống được sử dụng để thu thập dữ liệu, chi phí nối dây cũng sẽ vẫn cao.

Giải pháp BLE + LoRa có thể kết hợp tốt các ưu điểm của cả hai. Do chi phí thấp và mức tiêu thụ điện năng thấp, các thẻ Bluetooth thuận tiện cho việc triển khai hàng loạt. Sau khi cổng LoRa thu thập dữ liệu, tính năng truyền đường dài của nó có thể truyền dữ liệu đến máy chủ cục bộ hoặc đám mây. Mặc dù chi phí của các cổng LoRa tương đối cao, nhưng mỗi kho chỉ cần một vài cổng để đáp ứng nhu cầu, và tổng chi phí và hiệu quả truyền thông thực tế là rất tốt.

Do đó, trong thị trường ứng dụng công nghệ định vị trong tương lai, các giải pháp tích hợp đa công nghệ phù hợp hơn với nhu cầu của thị trường.