智能建筑設(shè)計(jì)的核心是從用戶設(shè)備、傳感器和系統(tǒng)獲取可操作數(shù)據(jù)的技術(shù)，其中許多設(shè)備、傳感器和系統(tǒng)通過 Wi-Fi 連接。所有技術(shù)的基礎(chǔ)都是標(biāo)準(zhǔn)，它提供了設(shè)計(jì)、實(shí)施和使用的框架。對于從業(yè)人員而言，可能已經(jīng)接觸過無數(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，例如 IEEE 802.11，通常稱為 Wi-Fi。Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)的突破性修訂稱為IEEE 802.11az下一代定位(NGP)，于 2023 年 3 月推出，提供更精細(xì)、更準(zhǔn)確的定位功能、更高的安全性等優(yōu)勢。

IEEE 802.11 是一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工作組，屬于更大的組織IEEE 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) (IEEE SA)的一部分。此類標(biāo)準(zhǔn)可供公眾通過共識流程來開發(fā)、批準(zhǔn)和維護(hù)。該標(biāo)準(zhǔn)的作者是委員會(huì)成員，他們提出個(gè)人意見，然后集體投票，如果成功，就會(huì)被采納到標(biāo)準(zhǔn)中。然后，編輯將采用的文本貢獻(xiàn)編譯成單個(gè)文檔。同時(shí)，主席以中立和公平的方式管理和促進(jìn)討論。

新的 IEEE 802.11az 標(biāo)準(zhǔn)可以幫助建筑物變得更加智能，同時(shí)也將改善租戶和訪客的體驗(yàn)。設(shè)備制造商已經(jīng)在圍繞該技術(shù)設(shè)計(jì)新的解決方案和用例。

Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)回顧

為了更好地了解即將發(fā)生的事情，讓我們先回顧一下當(dāng)前技術(shù)的一些挑戰(zhàn)。當(dāng)我們在戶外時(shí)，支持 Wi-Fi 的設(shè)備（例如手機(jī)或車輛導(dǎo)航系統(tǒng)）會(huì)使用 GPS，因?yàn)樗梢暂p松接收來自軌道 GPS 衛(wèi)星的信號。但在室內(nèi)，屋頂和墻壁等障礙物會(huì)阻擋 GPS 信號，因此設(shè)備必須使用 Wi-Fi 來連接。第一代Wi-Fi定位精度基于RSSI（接收信號強(qiáng)度指示器），提供的精度有限為10至15米；它還受到信號路徑損耗的限制。

第二代Wi-Fi定位802.11REVmc，在惡劣環(huán)境下精度可達(dá)1~2米。它基于飛行時(shí)間 (ToF) 測量，至今仍是行業(yè)基準(zhǔn)。

最新的第三代 Wi-Fi 定位精度采用 IEEE 802.11az 標(biāo)準(zhǔn)，精度小于 1 米。此外，新的 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)具有最先進(jìn)的安全性，可防止黑客攻擊和竊聽。第三代Wi-Fi定位引入了一種更具可擴(kuò)展性的協(xié)議，能夠使用不到10%的介質(zhì)支持?jǐn)?shù)百臺設(shè)備，并以加密和消息真實(shí)性以及用于距離測量的專用偽隨機(jī)波形的形式提供安全性。

第二代和第三代 Wi-Fi 定位的主要市場滲透障礙是其有限的網(wǎng)絡(luò)部署。然而，由于主要基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商最近推出了支持第二代和第三代 Wi-Fi 定位的 6 GHz Wi-Fi 基礎(chǔ)設(shè)施，這一障礙已基本消除。

新標(biāo)準(zhǔn)帶來的好處

IEEE 802.11az 將顯著改善我們設(shè)計(jì)建筑的方式并培育新的用戶體驗(yàn)。未來，我們將會(huì)看到更多的用例。

可擴(kuò)展性

新的 IEEE 802.11az 標(biāo)準(zhǔn)可以改善極其密集的環(huán)境中的連接性，例如購物中心、競技場、音樂廳和體育場，這些環(huán)境中大量用戶在積極導(dǎo)航的同時(shí)持續(xù)消耗 Wi-Fi 數(shù)據(jù)。用戶將能夠在存在墻壁、柱子和其他障礙物的室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行連接和導(dǎo)航。這為創(chuàng)建應(yīng)用以改善用戶體驗(yàn)打開了大門。

室內(nèi)導(dǎo)航精度

購物中心的地圖應(yīng)用會(huì)將用戶帶到目標(biāo)區(qū)域，但一旦走進(jìn)去并且移動(dòng)設(shè)備切換到 Wi-Fi，傳統(tǒng)上位置準(zhǔn)確性就會(huì)降低。而借助 IEEE 802.11az，我們希望應(yīng)用程序能夠讓用戶距離目的地只有幾英寸的距離。例如，零售商的應(yīng)用程序?qū)⒛軌驅(qū)⑾M(fèi)者帶到他們想要購買的商品的確切位置。音樂會(huì)觀眾將能夠使用應(yīng)用程序來尋找座位、衛(wèi)生間或急救站。

用于資產(chǎn)跟蹤的微觀目標(biāo)

在室內(nèi)準(zhǔn)確跟蹤資產(chǎn)一直是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。客戶端移動(dòng)設(shè)備通常是手持式的，不適合直接標(biāo)記庫存。RFID標(biāo)簽可用于某些物品，但價(jià)格昂貴。通過 IEEE 802.11az，“Wi-Fi 定位客戶端”可以集成到條形碼掃描儀中。對于放置在貨架上并進(jìn)行掃描的每個(gè)庫存物品，掃描儀都可以通過其 SKU 記錄其位置。因此，使用現(xiàn)有的條形碼系統(tǒng)，可以在倉庫或零售環(huán)境中精確且廉價(jià)地定位每件商品，從而減少錯(cuò)放的可能性。

對于具有相同條形碼的多個(gè)物品，跟蹤系統(tǒng)可以顯示位置列表。在醫(yī)療環(huán)境中，系統(tǒng)可以找到經(jīng)常在患者之間移動(dòng)的監(jiān)控設(shè)備。用戶可以掃描設(shè)備來跟蹤其運(yùn)動(dòng)，或者每個(gè)部件都可以有一個(gè)獨(dú)特的定位器并通過 Wi-Fi 向定位服務(wù)報(bào)告。

此外，來自消費(fèi)者應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)（例如個(gè)人從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的移動(dòng)）可以進(jìn)行分析并向用戶提供相關(guān)信息或廣告。其結(jié)果是更有效的庫存管理以及物理和電子數(shù)據(jù)庫之間更好的同步。

安全、經(jīng)過身份驗(yàn)證的私密定位

使用公共 Wi-Fi 時(shí)，我們經(jīng)常擔(dān)心附近的黑客訪問我們的筆記本電腦或移動(dòng)設(shè)備。憑借 IEEE 801.11az 的定位精度（以英寸為單位），用戶可以將計(jì)算機(jī)設(shè)置為通過智能手表解鎖，但前提是需要正確的身份驗(yàn)證和接近英寸的距離。類似地，內(nèi)門可以被編程為僅當(dāng)智能設(shè)備距離不到一米時(shí)解鎖。我們可以使用支持 Wi-Fi 的設(shè)備，而不是酒店掃描卡。

要求兩個(gè)設(shè)備之間的距離非常近，可以大大提高真實(shí)性的保證，從而阻止黑客的攻擊。我們期望看到辦公室、工廠、住宅和車輛安全系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)過微調(diào)，僅在距離傳感器幾英寸的范圍內(nèi)激活。

能源效率

利用 IEEE 802.11az 網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)設(shè)備也將消耗更少的能源。解釋技術(shù)性很強(qiáng)，但好處很容易理解。

表 1. IEEE 802.11az 優(yōu)勢總結(jié)

開始行動(dòng)

新的 802.11az 標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已推出，技術(shù)制造商正在適應(yīng)其優(yōu)勢。

大多數(shù)Wi-Fi-6硬件最終將支持802.11az，企業(yè)接入點(diǎn)市場已經(jīng)從Wi-Fi 5硬件大幅升級到Wi-Fi 6硬件。智能手機(jī)市場將在未來兩年內(nèi)跟進(jìn)。在 Wi-Fi 6 硬件上支持 802.11az 所需的 Wi-Fi 固件更新可以作為軟件更新通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送并向公眾提供。

在此過渡期間，第三代 Wi-Fi 定位 802.11az 向后兼容第二代 802.11REVmc 標(biāo)準(zhǔn)。因此，第二代和第三代 Wi-Fi 定位設(shè)備的混合將能夠以第二代模式進(jìn)行通信和提供服務(wù)。這對于一致的用戶體驗(yàn)非常重要。

Wi-Fi 功能已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，但這一新標(biāo)準(zhǔn)正在激勵(lì)設(shè)備制造商創(chuàng)建解決方案，進(jìn)而激發(fā)我們對設(shè)施設(shè)計(jì)的思考。

IEEE SA 支持

通過 IEEE 802 LAN/MAN 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，IEEE SA 開發(fā)和維護(hù)本地、城域網(wǎng)和其他區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和推薦實(shí)踐。隨著 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)在多個(gè)方面不斷發(fā)展，IEEE 標(biāo)準(zhǔn)也將不斷發(fā)展，以充分發(fā)揮 Wi-Fi 技術(shù)的潛力，滿足未來行業(yè)和人類的需求。

本文作者：Jonathan Segev 是 IEEE 802.11az 標(biāo)準(zhǔn)的主席，Roy Want 是 IEEE 802.11az 標(biāo)準(zhǔn)的編輯。

生成海報(bào)

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