IoT 物聯(lián)網(wǎng)場景中 LoRa + 藍牙Bluetooth 室內(nèi)場館高精定位技術(shù)全面解析

基于LoRa+藍牙的室內(nèi)場景定位技術(shù)，藍牙主要負責位置服務(wù)，LoRa主要負責數(shù)據(jù)傳輸。

01、LoRa和藍牙技術(shù)

LoRa全稱 “Long Rang”，是一種成熟的基于擴頻技術(shù)的低功耗、超長距離的LPWAN無線通信技術(shù)。LoRa主要采用的是窄帶擴頻技術(shù)，抗干擾能力強，大大改善了接收靈敏度。

藍牙Bluetooth 是一種短程 (<10m內(nèi)) 寬帶無線電技術(shù)，是實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)無線傳輸的全球開放性標準，基于低成本的近距離無線連接，為固定和移動設(shè)備建立通信環(huán)境的一種特殊的近距離無線技術(shù)連接。藍牙5.0針對低功耗設(shè)備速度有相應(yīng)提升和優(yōu)化，可結(jié)合LoRa對室內(nèi)位置進行輔助定位，提高傳輸速度，增加有效工作距離。

02、LoRa + 藍牙室內(nèi)定位方案架構(gòu)

基于LoRa+藍牙的室內(nèi)場景定位技術(shù)，藍牙主要負責位置服務(wù)，LoRa主要負責數(shù)據(jù)傳輸。兩者各自充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢，避免弱勢，從而實現(xiàn)低成本、易部署的綜合解決方案。

在室內(nèi)大規(guī)模的部署無需供電及布網(wǎng)的藍牙信標（iBeacon），以一定的時間間隔（通常為300ms-900ms）的頻次來發(fā)送自己的位置信息，而定位標簽（胸卡，手環(huán)，定位器等）通過藍牙來監(jiān)聽位標的信息，收到周邊的藍牙信標的信息后通過 LoRa 基站發(fā)送到定位服務(wù)器，定位服務(wù)器輸出計算后的設(shè)備位置坐標。

此種方案充分發(fā)揮 LoRa 具備傳輸距離遠、繞射能力強、抗干擾能力強等技術(shù)特點，在室內(nèi)定位時可以較少的布設(shè)網(wǎng)關(guān)，一般情況下 3000 平米布設(shè)一個網(wǎng)關(guān)即可實現(xiàn)覆蓋，從而極大程度上減少施工成本。

在定位精度上，通過藍牙位標的密度來控制精度，因藍牙位標因無需布網(wǎng)與供電，從而施工極其簡單，安裝時僅僅黏貼即可。

完整交互過程如下：

①?iBeacon藍牙信標工作在廣播模式，周期性將自身UUID、MAC地址、major、minor、電量等信息進行廣播；

②?定位標簽（胸卡，手環(huán)，定位器等）掃描采集到iBeacon信標的廣播信息；

③?定位標簽?以一定的周期將掃描采集到的iBeacon信標的信息通過 LoRa 發(fā)送到LoRa基站網(wǎng)關(guān)；

④?LoRa基站網(wǎng)關(guān)，將定位標簽自身ID以及轉(zhuǎn)發(fā)的iBeacon信息通過4G或者以太網(wǎng)發(fā)送至定位服務(wù)器；

⑤?定位服務(wù)器?根據(jù)定位胸牌以及iBeacon的信息，通過運行定位算法引擎計算出定位標簽的位置，并與地圖服務(wù)器進行信息處理后，在展示終端展示出來；

⑥?應(yīng)用服務(wù)器?可實現(xiàn)實時位置跟蹤、軌跡回放、電子圍欄等功能。

LoRa + 藍牙室內(nèi)高精度定位方案優(yōu)勢如下：

穿透性能強，可實現(xiàn)3層樓的有效覆蓋；

傳輸距離遠，視距可達500m+，室內(nèi)100m+

模式自動切換，根據(jù)網(wǎng)關(guān)的覆蓋范圍，節(jié)點胸牌自動切換傳輸模式

施工更簡單，一個網(wǎng)關(guān)即可實現(xiàn)1W+平米的覆蓋，施工更簡單

定位精度高，定位精度最高2m

?03、應(yīng)用場景

倉儲物流園區(qū)追蹤：物品與車輛或貨架等的高精度匹配，主要的應(yīng)用場景是物品進出、車輛搬運物品時計數(shù)等，此類的定位需求主要采用RFID的定位技術(shù)。核心的技術(shù)特點是短距離、無源供電并且標簽間基本無干擾。

室內(nèi)厘米級高精度定位：核心是對工業(yè)自動化控制、自動導(dǎo)航車輛控制以及部分特定場所的人員、物品或車輛的定位，此類定位的核心需求是大面積的精準定位，技術(shù)特點為定位精度高、成本也相對較高。

室外大范圍米級定位：環(huán)境復(fù)雜的場所的人員、物品的定位，受制于技術(shù)手段及成本，并沒有真正的實現(xiàn)大規(guī)模的市場推廣，而通過將兩種不同的技術(shù)進行充分融合，能給很好的解決這類問題，這就是適LoRa與藍牙相結(jié)合的定位技術(shù)。