【導(dǎo)讀】藍(lán)牙定位是BLE藍(lán)牙模塊的重要功能,可以彌補(bǔ)GPS無法覆蓋室內(nèi)定位的場景。本文將從iBeacon概述、定位技術(shù)原理以及行業(yè)應(yīng)用來展開介紹,帶大家熟悉了解BLE藍(lán)牙模塊的定位功能。
iBeacon概述
iBeacon是蘋果公司于2013年9月發(fā)布的一種基于低功耗藍(lán)牙的通信協(xié)議,是一個(gè)低功耗的藍(lán)牙信標(biāo)。它基于BLE技術(shù),工作在廣播模式,利用BLE的廣播幀定期發(fā)送通告幀(Advertising),支持BLE的設(shè)備可以接收到。廣播的發(fā)射功率可以調(diào)整,不停廣播藍(lán)牙設(shè)備的mac地址、UUID等固定字節(jié)的字符串信息。iBeacon藍(lán)牙定位技術(shù)具有低功耗、低成本、易部署的特點(diǎn)。
ZLG52810是廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司推出的一款低功耗、低成本和小尺寸的BLE透傳模組。其內(nèi)部預(yù)設(shè)豐富AT指令集,支持使用AT指令調(diào)整發(fā)射功率、切換工作模式、復(fù)位模組等,還支持iBeacon自定義廣播包,可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位等應(yīng)用。
定位技術(shù)原理
基于RSSI的定位原理:以發(fā)信設(shè)備作為定位節(jié)點(diǎn),受信設(shè)備接收到發(fā)信設(shè)備信號,將信號強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為到節(jié)點(diǎn)之間的距離,再根據(jù)其幾何關(guān)系確定受信設(shè)備位置。
圖1 RSSI定位示意圖
上述的定位方式通過信號強(qiáng)度估算距離,其精度一般為1到10米,該精度無法滿足市場要求,針對該問題,藍(lán)牙5.1引入了AOA和AOD尋向算法,實(shí)現(xiàn)厘米級定位。
AOA稱到達(dá)角度定位,發(fā)信方為單天線,受信方為多天線。發(fā)信方的連續(xù)波信號到達(dá)受信方后,由于受信方每個(gè)天線與發(fā)信方的距離差異,到達(dá)時(shí)間有差異,造成電磁波的相位差異。此時(shí)每個(gè)天線得到不同的相位信息,利用天線間的相位差,計(jì)算得到到達(dá)角度。
圖2 AOA定向模型
AOD稱出發(fā)角度定位,發(fā)信方為多天線。分時(shí)發(fā)送同一個(gè)連續(xù)波信號。由于每個(gè)發(fā)射天線和接收的天線距離不同,信號到達(dá)受信方后形成相位差,利用相位差,計(jì)算得到出發(fā)角度。
圖3 AOD定向模型
行業(yè)應(yīng)用
融合了AOA和AOD的iBeacon定位技術(shù)使藍(lán)牙定位精度更高,更加符合市場需求。
1. 追蹤管理
應(yīng)用于貴重資產(chǎn)和人員追蹤,例如醫(yī)院對貴重醫(yī)護(hù)設(shè)備和病人進(jìn)行實(shí)時(shí)定位,通過后臺服務(wù)器實(shí)現(xiàn)更安全便捷的管理。
圖4
2. 室內(nèi)導(dǎo)航
應(yīng)用于商場店鋪、停車場等大型建筑或室內(nèi)場所導(dǎo)航,人們可以通過APP或小程序來獲取藍(lán)牙定位系統(tǒng)計(jì)算獲得的精確定位,并獲取最優(yōu)的導(dǎo)航指引,便于人們快速抵達(dá)目的地。
圖5
3. 室內(nèi)導(dǎo)航
應(yīng)用于電子圍欄構(gòu)建,例如在共享單車允許停車區(qū)域部署藍(lán)牙道釘,它會偵測區(qū)域內(nèi)符合要求(特定名稱和UUID)的共享單車,管理者能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控相關(guān)車輛的動態(tài),及時(shí)作出相應(yīng)的處理措施,減少共享單車亂停亂放現(xiàn)象。
圖6
結(jié)語
可以發(fā)現(xiàn)BLE藍(lán)牙模塊的定位功能可應(yīng)用在多種場景和行業(yè)中,尤其在藍(lán)牙5.1新增了AOA和AOD定向技術(shù)之后,藍(lán)牙定位精度越來越高,應(yīng)用越來越廣泛。它可以解決GPS室內(nèi)定位的缺陷問題,促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展,提高用戶體驗(yàn)。
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