【技術(shù)分享】BLE藍牙模塊功能應用②——定位功能

藍牙定位是BLE藍牙模塊的重要功能，可以彌補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)應用來展開介紹，帶大家熟悉了解BLE藍牙模塊的定位功能。

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牙的通信協(xié)議，是一個低功耗的藍牙信標。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，不停廣播藍牙設(shè)備的mac地址、UUID等固定字節(jié)的字符串信息。iBeacon藍牙定位技術(shù)具有低功耗、低成本、易部署的特點。

ZLG52810是廣州致遠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、復位模組等，還支持iBeacon自定義廣播包，可實現(xiàn)室內(nèi)定位等應用。

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，受信設(shè)備接收到發(fā)信設(shè)備信號，將信號強度轉(zhuǎn)化為到節(jié)點之間的距離，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，藍牙5.1引入了AOA和AOD尋向算法，實現(xiàn)厘米級定位。

AOA稱到達角度定位，發(fā)信方為單天線，受信方為多天線。發(fā)信方的連續(xù)波信號到達受信方后，由于受信方每個天線與發(fā)信方的距離差異，到達時間有差異，造成電磁波的相位差異。此時每個天線得到不同的相位信息，利用天線間的相位差，計算得到到達角度。

圖2?AOA定向模型

AOD稱出發(fā)角度定位，發(fā)信方為多天線。分時發(fā)送同一個連續(xù)波信號。由于每個發(fā)射天線和接收的天線距離不同，信號到達受信方后形成相位差，利用相位差，計算得到出發(fā)角度。

圖3?AOD定向模型

? 行業(yè)應用

融合了AOA和AOD的iBeacon定位技術(shù)使藍牙定位精度更高，更加符合市場需求。

1. 追蹤管理

應用于貴重資產(chǎn)和人員追蹤，例如醫(yī)院對貴重醫(yī)護設(shè)備和病人進行實時定位，通過后臺服務器實現(xiàn)更安全便捷的管理。

2.?室內(nèi)導航

應用于商場店鋪、停車場等大型建筑或室內(nèi)場所導航，人們可以通過APP或小程序來獲取藍牙定位系統(tǒng)計算獲得的精確定位，并獲取最優(yōu)的導航指引，便于人們快速抵達目的地。

3.?室內(nèi)導航

應用于電子圍欄構(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監(jiān)控相關(guān)車輛的動態(tài)，及時作出相應的處理措施，減少共享單車亂停亂放現(xiàn)象。

結(jié)語

可以發(fā)現(xiàn)BLE藍牙模塊的定位功能可應用在多種場景和行業(yè)中，尤其在藍牙5.1新增了AOA和AOD定向技術(shù)之后，藍牙定位精度越來越高，應用越來越廣泛。它可以解決GPS室內(nèi)定位的缺陷問題，促進行業(yè)的發(fā)展，提高用戶體驗。