你見過這樣的T恤嗎？

2022年的安徽宣城，一位外孫女給老人定制的T恤

這件衣服背后，是一個(gè)家庭最樸素的擔(dān)憂：怕親人迷路，怕他們找不到回家的路。

這種擔(dān)憂并非個(gè)例。根據(jù)2020年《中國走失人口白皮書》的數(shù)據(jù)，全國每年走失人口高達(dá)100萬，平均每天約有1370位老人走失。

迷路，很可怕。老人和小孩迷路，就更可怕了——他們講不清自己的位置，也找不著回家的路。

正是這種普遍的焦慮，催生了一個(gè)龐大的市場(chǎng)。你會(huì)看到各類兒童手表都強(qiáng)調(diào)自己的定位功能、可以追溯行動(dòng)軌跡。在淘寶上，老年人定位器也很容易賣出數(shù)千甚至十萬的銷量。

淘寶上老年人定位器的搜索結(jié)果

面對(duì)這些外形、功能、價(jià)格各不相同的設(shè)備，一個(gè)核心問題擺在了每個(gè)家庭面前：到底什么樣的定位器，才最管用？

要回答這個(gè)問題，我們得先看懂這些產(chǎn)品里藏著的技術(shù)秘密。

市面上的定位器，主要依賴以下幾種技術(shù)的組合。

來自太空的指引——導(dǎo)航衛(wèi)星定位

這是最常見的一種方式，也是我們最熟悉的一種方式，無論是開車導(dǎo)航還是手機(jī)打卡，都離不開它。包括中國的北斗、美國的GPS在內(nèi)的導(dǎo)航衛(wèi)星，其實(shí)都在做一件很簡(jiǎn)單的事：它們?cè)谔罩校粩嗟叵虻孛鎻V播自己當(dāng)前精確的時(shí)間。

同步軌道上的北斗三號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星 | Wikipedia

你的定位設(shè)備接收到至少4顆衛(wèi)星的信號(hào)后，通過計(jì)算這些信號(hào)到達(dá)時(shí)間的微小差異，就能反推出自己的經(jīng)度、緯度和海拔高度。

優(yōu)點(diǎn)：覆蓋范圍廣，是所有戶外定位的基礎(chǔ)。

缺點(diǎn)：信號(hào)“有點(diǎn)脆”。在民用領(lǐng)域，它的精度最好也只能到米級(jí)。一旦進(jìn)入高樓林立的城市，衛(wèi)星信號(hào)被建筑遮擋和反射，精度會(huì)進(jìn)一步下降到10米開外。這就是為什么我們有時(shí)在城市里導(dǎo)航會(huì)“漂移”的原因。而且，它幾乎無法在室內(nèi)使用。

定位不準(zhǔn)，也可能是城市的鍋 | Giphy

城市里的“燈塔”——基站與WLAN定位

當(dāng)衛(wèi)星“看不見”我們時(shí)，定位器就會(huì)啟用備用方案：尋找我們身邊的信號(hào)，比如手機(jī)基站和Wi-Fi熱點(diǎn)。

離路由器越近，信號(hào)越強(qiáng) | Giphy

服務(wù)商的數(shù)據(jù)庫里，記錄了無數(shù)基站和公共Wi-Fi路由器的地理位置。每座基站就像一座燈塔，離它越近，信號(hào)越強(qiáng)。

你的設(shè)備只要能搜到這些信號(hào)，就能根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱，大致估算出你離哪個(gè)“燈塔”比較近，離哪個(gè)比較遠(yuǎn)，從而判斷出你所在的大概區(qū)域。

順便一提，這和你知不知道Wi-Fi密碼無關(guān)，只要能檢測(cè)到信號(hào)就行。

基站定位，簡(jiǎn)稱LBS | uffizio

優(yōu)點(diǎn)：完美彌補(bǔ)了衛(wèi)星定位無法覆蓋室內(nèi)的短板。只要有手機(jī)信號(hào)的地方，基站定位（LBS）就能派上用場(chǎng)，適用范圍極廣。

缺點(diǎn)：精度不高。在基站和Wi-Fi密集的市區(qū)，精度大概在5到15米。如果到了郊區(qū)，附近只有一個(gè)基站，那定位誤差可能會(huì)擴(kuò)大到幾百米甚至上千米。

野生動(dòng)物身上的定位信標(biāo)，就使用基站和衛(wèi)星的雙重定位來追蹤軌跡 | University College Dublin

眾人的力量——藍(lán)牙設(shè)備網(wǎng)絡(luò)

要實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的高精度定位，另一個(gè)常見的選擇是藍(lán)牙。前提是，你得安裝好信標(biāo)——一些不斷發(fā)出藍(lán)牙信號(hào)的小設(shè)備，再把信標(biāo)的精確坐標(biāo)發(fā)出去。

在博物館或者商店里，藍(lán)牙信標(biāo)可以幫助人們迅速找到自己想看的東西，精度可以達(dá)到2米至5米。

但我們不可能指望全世界都鋪滿信標(biāo)。于是，一個(gè)巧妙的構(gòu)想誕生了：讓每一部手機(jī)都成為移動(dòng)的信標(biāo)。

蘋果的AirTag | Apple

這就是蘋果“查找”、華為“星閃”等設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的基本原理 。當(dāng)一個(gè)AirTag或華為Tag被主人標(biāo)記為“丟失”后，它會(huì)持續(xù)發(fā)出一段加密的藍(lán)牙信號(hào)。任何一位陌生人，只要他的蘋果或華為設(shè)備從旁邊路過，就會(huì)像“順手幫忙”一樣，捕捉到這個(gè)信號(hào)，并將其位置信息匿名上傳到網(wǎng)絡(luò)，讓失主可以看到 。

星閃查找也可以這樣定位 | 華為

優(yōu)點(diǎn)：創(chuàng)造性地構(gòu)建了一個(gè)龐大的尋物網(wǎng)絡(luò)，解決了藍(lán)牙定位范圍小的核心問題。

缺點(diǎn)：它的有效性完全取決于周圍同品牌設(shè)備的密集程度。在人煙稀少的地區(qū)，效果會(huì)大打折扣。而且它的精度依然有限，只能幫你縮小范圍，無法做到精準(zhǔn)指向。

許多電動(dòng)自行車的感應(yīng)解鎖，也是用藍(lán)牙信標(biāo)實(shí)現(xiàn)的 | 倫茨科技

終極武器——UWB精確定位

綜合使用衛(wèi)星、基站、Wi-Fi和藍(lán)牙，我們通常能把走失的家人定位到一個(gè)小區(qū)、一棟樓，或者一個(gè)商場(chǎng)里。但真正的難題才剛剛開始。

很多人都有過這種令人抓狂的經(jīng)歷：手機(jī)地圖顯示目標(biāo)就在這個(gè)點(diǎn)上，可你來回轉(zhuǎn)了幾圈，就是找不到人 。對(duì)于焦急的家人來說，“最后的五十米”往往比完全不知道位置更折磨人 。

這個(gè)時(shí)候，就輪到UWB技術(shù)登場(chǎng)了。這是目前民用領(lǐng)域解決“最后五十米”難題的最優(yōu)解。

你可能因?yàn)樘O果的AirTag第一次聽說它。它的全稱叫“超寬帶”（Ultra-Wideband），顧名思義，它發(fā)出的電磁波頻段非常非常寬，但每次發(fā)射的時(shí)間很短，理論上可以每2納秒就發(fā)射一次。由于在每個(gè)頻率上的功率甚至可以比電磁噪音還低，因此很難被監(jiān)聽，安全性很高。

橙色線條就是UWB的范圍，很寬 | Murata

每個(gè)發(fā)射電磁波的定位設(shè)備，都像是一個(gè)瘋狂閃爍的手電。光線閃得越快，測(cè)量的精度也就越高。

我們能買到的UWB手機(jī)、手表和掛扣，能讓電磁波閃多快呢？

以AirTag為例，最快可以每8納秒就閃一次，相當(dāng)于每秒鐘閃1.25億次。當(dāng)然這只是理論值，一般情況下它的工作頻率會(huì)更低一些，省電。

閃得越快，定位精度越高 | Giphy

正是憑借這種超高頻率的脈沖信號(hào)，搭配上抗干擾能力極強(qiáng)的超寬頻段，UWB才能實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位精度。

如果設(shè)備上有兩根天線，它甚至能通過信號(hào)到達(dá)的先后順序，計(jì)算出目標(biāo)的精確方向。這時(shí)你的手機(jī)上就不再是一個(gè)模糊的光點(diǎn)，而是一個(gè)清晰的箭頭，告訴你“往右前方走6米”。

UWB定位還可以指示具體方向 | Apple

UWB技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)也非常突出：

優(yōu)點(diǎn)： 精度極高，可以達(dá)到厘米級(jí)，并且能夠指示明確的方向。這讓它在尋找近距離、有遮擋的物品時(shí)（比如沙發(fā)坐墊下的鑰匙），或者在人群、建筑密集等復(fù)雜環(huán)境中解決“最后五十米”難題時(shí)，效果極佳。同時(shí)，搭載UWB的設(shè)備（如定位tag）通常體積小、續(xù)航長(zhǎng)。

缺點(diǎn)： UWB本身是一種短距離定位技術(shù)，無法獨(dú)立完成遠(yuǎn)程追蹤。

所以，到底該買啥？

理解了背后的技術(shù)原理，我們?cè)倩剡^頭來看市面上五花八門的產(chǎn)品，思路就清晰多了。

智能手表/手環(huán)：這類產(chǎn)品主要依靠導(dǎo)航衛(wèi)星、基站和WLAN進(jìn)行定位。它的最大優(yōu)勢(shì)是方便佩戴，并且可以雙向通話。在家人走失的初期，一通電話往往就能解決大部分問題。但這類設(shè)備電量消耗快，續(xù)航從一天到一個(gè)月不等，一旦沒電關(guān)機(jī)，就徹底失去了位置信息。

防丟定位掛扣：以蘋果AirTag、三星SmartTag+等為代表。它們的長(zhǎng)處在于利用藍(lán)牙和同品牌設(shè)備組網(wǎng)進(jìn)行追蹤。更關(guān)鍵的是，其中不少型號(hào)搭載了UWB技術(shù)，能解決“最后五十米”的難題，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度的查找。同時(shí)，它們體積小巧，一塊電池能用上一年。缺點(diǎn)則是無法通話，只能單向追蹤。

其他設(shè)備：市面上還有定位鞋、定位書包等。這類產(chǎn)品雖然隱蔽，但往往存在不能水洗、充電或更換電池麻煩等問題。至于手機(jī)，功能最全，但對(duì)不習(xí)慣攜帶或可能忘記充電的老人，以及不能帶手機(jī)進(jìn)校園的孩子來說，局限性也很大。

當(dāng)下最保險(xiǎn)的防丟策略

最理想的防丟設(shè)備，應(yīng)該同時(shí)具備UWB、衛(wèi)星、基站、WLAN定位以及“一鍵通話”功能。但很可惜，經(jīng)過一番市場(chǎng)調(diào)研，目前這樣的產(chǎn)品還不存在。

目前還找不到完全符合這些功能的產(chǎn)品 | Giphy

因此，在現(xiàn)階段，最保險(xiǎn)的辦法是“雙管齊下” ：

遠(yuǎn)程追蹤靠手環(huán)：給家人佩戴一個(gè)有通話功能的智能手環(huán)或手表。當(dāng)發(fā)現(xiàn)聯(lián)系不上時(shí)，第一時(shí)間通過它的定位功能，確定對(duì)方所在的大致范圍，例如在哪條街道、哪個(gè)公園。

近場(chǎng)尋找用Tag：同時(shí)，在老人的口袋、隨身包里，或者孩子的書包夾層里，藏一個(gè)支持UWB功能的定位Tag。當(dāng)你根據(jù)手環(huán)定位趕到附近，卻找不到人時(shí)，它就成了解決最后一百米難題的關(guān)鍵。

這個(gè)組合，用手環(huán)的“主動(dòng)呼叫”和“遠(yuǎn)程定位”負(fù)責(zé)宏觀追蹤，用Tag的“超長(zhǎng)續(xù)航”和“UWB精準(zhǔn)查找”作為最終保險(xiǎn)，形成了一個(gè)功能互補(bǔ)的安全閉環(huán)。

如果老人或兒童不喜歡在手腕上戴東西，也可以選擇更無感的方式，比如將小巧的定位Tag縫進(jìn)常穿的外套衣角里，或者使用專門為此設(shè)計(jì)的定位鞋墊，它在底部預(yù)留了放置Tag的凹槽。

部分廠商在鞋的底部設(shè)計(jì)了放定位器的凹槽 | Skechers

需要注意的是，在選購設(shè)備時(shí)，不要盡信商家的宣傳語。有些定位器在商品詳情頁標(biāo)注支持UWB，但當(dāng)你詢問客服“能否實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位”時(shí)，對(duì)方可能會(huì)承認(rèn)“人員定位沒這么準(zhǔn)，誤差在5米范圍” 。這實(shí)際上就是不支持UWB的普通定位。

商品詳情頁的信息，不能全信啊

總而言之，雖然完美的防丟“神器”尚未出現(xiàn)，但通過理解不同技術(shù)的長(zhǎng)短，并巧妙地組合利用，我們能為家人構(gòu)建起一張相當(dāng)可靠的安全網(wǎng)。

技術(shù)本身是冰冷的，但它的價(jià)值，始終在于為人服務(wù)。

我們都希望，有一天老人再也不需要穿著印有求助電話的T恤出門，孩子再也不會(huì)因?yàn)樽邅G就找不到回家的路。在那一天到來之前，一個(gè)藏在衣角、戴在腕間的科技小物件，或許就是我們能給予家人最沉默、卻也最可靠的守護(hù)。

它無法替代關(guān)愛，但卻能讓這份關(guān)愛，延伸到我們目光所不能及的地方。

參考文獻(xiàn)

[1] IEEE. (2020). IEEE Standard for Low-Rate Wireless Networks. IEEE 802.15.4-2020.?

[2] Leu P, Camurati G, Heinrich A, et al. Ghost peak: Practical distance reduction attacks against {HRP}{UWB} ranging[C]//31st USENIX Security Symposium (USENIX Security 22). 2022: 1343-1359.

[3] Coppens D, Shahid A, Lemey S, et al. An overview of UWB standards and organizations (IEEE 802.15. 4, FiRa, Apple): Interoperability aspects and future research directions[J]. IEEE access, 2022, 10: 70219-70241.

[4] https://www.mathworks.com/help/comm/ug/hrp-uwb-ieee-802.15.4az-waveform-generation.html#HRPUWBWaveformGenerationExample-19

[5] https://www.techinsights.com/blog/apple-iphone-11-pro-max-teardown?utm_source=direct&utm_medium=website

作者：深思

編輯：Steed

一個(gè)AI

一邊要求爸媽的定位必須24小時(shí)在線，一邊自己的微信常年不回，電話隨緣接聽。建議同款定位器給自己也來一個(gè)，至少讓爸媽知道你還在這個(gè)城市。