BLE、UWB和RFID，“定位技术”哪家强？

本文将讨论在物联网领域三种突出的技术——BLE、RFID和UWB定位的主要区别，探索它们的不同用例，并最终帮助确定哪一种技术更适合特定应用。在深入探讨差异之前，让我们先来了解一下这三种无线技术以及它们的工作原理。

BLE

低功耗蓝牙

BLE是低功耗蓝牙的缩写，是一种专为短距离交互而设计的无线通信技术。它于2011年作为蓝牙4.0的一部分推出，主要侧重于优化功耗。与传统蓝牙不同，BLE因其节能特性而在物联网领域得到广泛采用。它有助于快速传输数据，同时最大限度地降低功耗，使其成为低功耗设备的理想选择。

• 标准：基于蓝牙4.0及以上版本
 

• 工作频率：2.4GHz ISM频段

• 传输距离：通常在几米到几十米之间

• 数据速率：最大约2 Mbps（BLE 5.0及以上版本）

• 功耗：非常低，适合电池供电设备

蓝牙技术从蓝牙4.0开始通过RSSI定位机制来实现定位功能。此后开始结合Wi-Fi实现室内定位，再到采用AoA与AoD的定位方法，实现可达厘米级的定位服务。虽然定位只是蓝牙技术的一项分支功能，但蓝牙技术更新的蓝牙定位模式——蓝牙信道探测（CS）能够通过分析不同频率的射频信号相位变化提升测距精度的机制，只需通过单天线就可实现设备间安全的、高精度的精准测距，可极大地拓宽蓝牙定位的应用市场。

与RFID和UWB相比，BLE具有低成本、低功耗的特点，且生态系统成熟，竞争优势巨大。几乎所有移动端都搭载了蓝牙芯片以及蓝牙模组。

UWB

超宽带

UWB（超宽带，Ultra-Wideband）是一种短距离无线通信技术，利用短脉冲无线电波精确确定物体之间的位置和距离。通过在宽频谱上传输这些脉冲，支持UWB的设备可以分析和测量飞行时间，从而获得准确的位置信息。

• 工作频率：通常在3.1-10.6 GHz范围内

• 传输距离：几米到两百米

• 数据速率：数百Mbps甚至更高

• 功耗：中等，比BLE高但低于传统Wi-Fi

UWB通过ToF（飞行时间）、TDoA（到达时间差）和AoA/DoA（出发角与到达角）三种定位模式，定位精准度可达到10厘米，高于蓝牙等其他定位技术，其覆盖范围10~200米，抗干扰能力强。

与其他无线数据传输方式不同，UWB是一种基于脉冲图形无线电的技术，在时域中发送数据，频率范围3.1~10.6 GHz。UWB具有宽频谱，可实现高带宽连接，在低功率下快速传输数据。其精确的定位和跟踪能力使UWB非常适合室内定位和资产跟踪等应用。
 

无线数据传输技术工作频率分布图（图源网络）

RFID

射频识别

RFID代表射频识别，是一种利用无线电波无线识别和跟踪物体或个人的技术。它由两个主要组件组成：标签和读取器。RFID标签贴在物体上，RFID读取器读取标签发送的信号。RFID技术在不同频段运行，具体取决于所用标签的类型。当RFID标签进入读取器的无线电波范围时，它会接收电力并发回其唯一标识符，此时读取器捕获此信息并进行处理。

• 工作频率：多种频率，常见的有LF（125-134 kHz）、HF（13.56 MHz）、UHF（860-960 MHz）等

• 传输距离：从几厘米到几米不等，取决于频率和功率

• 数据速率：较低，通常为几Kbps到几十Kbps

• 功耗：无源标签无需电源，有源标签需要电池

RFID通过无线电波进行数据传输，无需物理接触。可以读取和写入数据，支持同时读取多个标签。RFID技术广泛用于位置跟踪。此外，RFID也可应用于室内定位，RFID可以通过在已知位置部署多个RFID阅读器，对标签进行定位，当带有RFID标签的物体进入这些阅读器的覆盖范围时，通过比较不同阅读器接收到信号的强度、相位差或到达时间差（TDoA）等，可以三角测量出标签的大致位置。这些方法与UWB采用的技术原理基本一致，只是精度取决于阅读器的布局和信号处理算法。RFID信号的传播距离受能量约束，一般只有几米距离。

区别

三种技术的不同应用

由于BLE、RFID和UWB具有不同的优势和功能，因此它们适用于不同的用例。

BLE常用于需要低功耗短距离无线通信的各种应用。

可穿戴设备：BLE广泛用于健身追踪器、智能手表和其他可穿戴设备，用于连接智能手机并传输心率、步数和通知等数据。借助BLE，恒温器、照明系统和门锁等智能家居设备可以相互建立通信，并通过中央集线器或智能手机应用程序方便地进行控制。BLE信标广泛用于室内定位和资产追踪。它们可以放置在贵重物品上、零售店中进行近距离营销，或放置在仓库中以追踪库存。BLE用于医疗设备中，用于远程病人监测，使医疗专业人员能够收集和分析血糖水平、血压和体温等数据。

RFID在需要快速准确识别和跟踪的场景中很受欢迎。RFID标签附加在产品上，可以实时跟踪库存，提高供应链可视性，减少物流和库存管理中的错误。RFID卡或钥匙扣用于建筑物、停车场和封闭式社区的安全门禁控制。它们提供了一种有效的方法来验证授权人员的身份并授予其访问权限。

零售商品上的RFID标签可实现快速准确的库存管理，减少缺货，并通过加快结账速度和减少手动扫描需求来改善购物体验。RFID耳标或植入物用于跟踪和监控牲畜，使农民能够管理和监控其动物的健康、位置和繁殖信息。

UWB技术可实现短距离精确定位和高速数据传输。UWB用于室内定位系统，能够在仓库、医院和制造设施等环境中准确跟踪资产、人员和车辆。UWB可以通过提供精确的接近检测和身份验证来增强安全的移动支付系统，实现无需物理接触的无缝交易。UWB可用于AR应用程序，实时准确地跟踪物体或人的位置和移动，创造身临其境的交互式体验。

确定哪种技术更好取决于应用的具体要求，需考虑范围、数据速率、成本以及跟踪环境等因素。而随着技术的进步和市场的拓展，融合技术将成为主要选择。

多模卫星定位模块

亿佰特E108-GN03系列和E108-GN04系列是高性能、高集成度、低功耗、低成本的多模卫星定位导航模块。E108-GN03系列基于AT6558R方案，支持BDS/GPS/GLONASS，E108-GN04系列支持BDS/GPS/GLONASS/GALILEO卫星定位。

模块体积小、功耗低，可用于车载导航、智能穿戴、无人机等GNSS定位的应用中，而且提供了和其他模块厂商兼容的软、硬件接口，降低了跨系统兼容性的技术门槛。