伦茨科技带你了解蓝牙室内定位

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低功耗蓝牙技术早在发布蓝牙5.1之前就已经确立了自己的地位，成为室内定位应用的领先解决方案。基本方法涉及使用蓝牙接收器（例如，在智能手机中）测量来自固定信标的蓝牙信号的信号强度（RSSI）。备选地，固定锚可以测量由移动设备（也称为标签）发送的蓝牙信号的RSSI。这些基于RSSI的方法通常达到几米的精度水平，并已用于确定资产或人员是否在房间中。

认识到对更精确的室内定位解决方案的不断增长的需求，Bluetooth SIG于2019年1月发布了Bluetooth 5.1，其主要功能是蓝牙定向功能。通过使用多天线锚点星座，可以将蓝牙方向寻找用于在覆盖的室内环境中对移动设备或标签的精确位置进行三角测量。

基于蓝牙5.1的室内定位可以实现仪表级精度。符合Bluetooth SIG定义的标准，可确保设备使用的消息格式在各供应商之间兼容。面向大众市场和利基市场的连接设备中普遍存在蓝牙技术，这有望促进室内定位解决方案的采用。

蓝牙5.1之前的蓝牙位置

下图说明了在室内环境中通常如何使用蓝牙5.1之前的蓝牙低能耗技术。其中包括工业，商业和零售场所，以及博物馆等文化场所。左侧是一个带有蓝牙功能的客户端，该客户端位于带有蓝牙锚的房间内，该蓝牙锚接收来自移动设备的广告消息。在右侧，该房间配有多个锚点。两种方法都利用RSSI，即接收信号强度的度量。

在只有一个蓝牙锚点节点的情况下，客户端可以大致位于锚点的一定距离内。该方法已经被用于实现邻近解决方案，该邻近解决方案检测客户是否已经进入目标区域，例如在购物中心或博物馆中。当存在多个蓝牙锚点时，可以使用诸如三边测量的复杂算法来更准确地确定客户端相对于锚点的位置。

蓝牙定位与方向寻找

如引言中概述的那样，蓝牙方向寻找功能可以确定无线电信号在移动客户端与一个或几个固定锚点之间传播的方向。蓝牙已经开发了两种解决方案架构，一种基于无线电信号在锚点的到达角（AoA），另一种基于其离开角（AoD）。

测向–到达角（AoA）

在AoA的情况下，移动资产配备有一个标签，该标签用于发送蓝牙测向信号，该信号包括恒定音调扩展数据包（CTE）。在这种情况下，天线阵列进行的测量将用于使用基于网络的引擎来确定输入信号的角度。如下所示，移动客户端发送的信号到达包含锚点多天线阵列的各个天线，相对于其余天线而言，相移略有移相。假设信号传播平面波，则在每个天线处观察到的微小相位差可用于计算其到达角。

AoA可用于实施实时定位服务（RTLS）或跟踪用例。

测向–偏离角度（AoD）

在AoD的情况下，移动客户端会接收一个或多个天线阵列发送的蓝牙测向信号。在这种情况下，移动客户端使用输入信号的测量值来计算信号离开天线阵列的方向。使用AoD，由锚点天线阵列的每个元素发送的测向信号以相对于其余信号的微小相位差到达客户端。利用有关天线阵列几何形状的信息，客户端可以使用测得的相位差来计算信号与天线阵列的偏离角度。

AoD可用于实现导航和寻路用例。

单个锚点寻找方向

室内定位设置可以使用具有多天线阵列的单个锚。例如，此设置可用于确定移动客户端位于固定锚节点的哪一侧。

具有多个锚点的方向寻找

可以使用具有多天线阵列的多个静态锚来满足对用例的需求，这些用例在准确性方面有更高的要求。在这种情况下，可以使用来自多个锚点的传入或传出信号的角度并确定它们相交的位置，通过三角剖分来精确计算资产的位置。

（文章内容来源于：蓝牙联盟SIG，转载请注明）

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