蓝牙室内定位解决方案 蓝牙设备追踪器定位

蓝牙室内定位解决方案 蓝牙设备追踪器定位

蓝牙定位

蓝牙定位基于RSSI(
ReceivedSignalStrengthIndication,信号场强指示)定位原理。根据定位端的不同,蓝牙定位方式分为网络侧定位和终端侧定位。

网络侧定位

:网络侧定位系统由终端(手机等带低功耗蓝牙的终端)、蓝牙beacon节点,蓝牙网关、局域网及后端数据服务器构成。

1)首先在区域内铺设beacon和蓝牙网关。

2)当终端进入beacon信号覆盖范围,终端就能感应到beacon的广播信号,然后测算出在某beacon下的RSSI值通过蓝牙网关经过wifi网络传送到后端数据服务器,通过服务器内置的定位算法测算出终端的具体位置。

终端侧定位系统由终端设备(如嵌入SDK软件包的手机)和beacon组成。

1)首先在区域内铺设蓝牙信标。

2)beacon不断的向周围广播信号和数据包

3)当终端设备进入beacon信号覆盖的范围,测出其在不同基站下的RSSI值,然后再通过手机内置的定位算法测算出具体位置。

TOA算法

主要是根据测量接收信号在基站和移动台之间的到达时间,然后转换为距离,从而进行定位。该方法至少需要三个基站,才能计算目标的位置(三个圆相交一点),如下图;

AOA算法

:主要是测量信号移动台和基站之间的到达角度,以基站为起点形成的射线必经过移动台,两条射线的交点即为移动台的位置。该方法只需两个基站就可以确定 MS 的估计位置(两条直线相交于一点)如下图

终端侧定位一般用于室内定位导航,精准位置营销等用户终端;而网络侧定位主要用于人员跟踪定位,资产定位及客流分析等情境之中。蓝牙定位的优势在于实现简单,定位精度和蓝牙信标的铺设密度及发射功率有密切关系。并且非常省电,可通过深度睡眠、免连接、协议简单等方式达到省电目的。

蓝牙网关和蓝牙Beacon的应用是目前比较广泛的两个室内定位方案。

蓝牙网关方案:

首先,当蓝牙设备进入某个蓝牙网关的范围,和蓝牙网关的蓝牙部分进行连接,并传输当前数据;

第二,蓝牙网关的蓝牙部分接收到数据,和WiFi模块通过串口连接并传输数据;

第三,蓝牙网关WiFi部分通过无线路由器将数据上传到服务器,并对当前的情况进行控制修改;

第四,服务器经过计算和分析将蓝牙设备的定位信息在前端显示,控制指令也可通过服务器传给蓝牙网关的WiFi,WiFi传输给蓝牙,蓝牙传输给蓝牙设备实现控制。

蓝牙网关最常用的功能就是进行反向定位。同时,还可以将蓝牙网关的扫描范围标记为安全区域,一旦Beacon设备离开安全范围,便能触发后台的安全报警,实现位置追踪的目的(这也是实现安全看护和物资管理的关键)。

蓝牙Beacon方案:

首先在需要定位的区域内铺设蓝牙Beacon信标,一般至少需要铺设3个蓝牙Beacon信标(因为定位算法要求至少知道三个点的RSSI值才能准确地计算定位);

第二,蓝牙Beacon信标会每隔一定的时间广播一个数据包到周围;

第三,当终端设备进入蓝牙Beacon的信号覆盖范围内,蓝牙主机在执行扫描动作时,会间隔地接收到蓝牙Beacon广播出来的数据包;

第四,在蓝牙主机接收到的广播包时,会显示该广播包来自于哪一个蓝牙Beacon从机的MAC地址和当前的接收发送信号强度指示值RSSI;

第五,RSSI值是确定蓝牙主机位置和蓝牙Beacon之间远近距离的依据;

最后,通过内置的定位算法,以及和地图引擎数据库的交互,就可以测算出蓝牙主机当前的具体位置。

蓝牙Beacon最常用的功能就是室内定位,将Beacon节点布在适当的位置,再配合APP应用,可以很方便地应用在室内导航、人流分析、物品跟踪等所有与人在室内流动相关的活动之中。

蓝牙应用场景:医院、商场、学校

室内定位包括个人房间、餐厅、活动室、走廊等区域。针对室内区域可以将 iBeacon 安 装在墙顶,其中过道处每8米部暑一个 iBeacon,房间内面积小于50平米的,每个房间安装一个 iBeacon,面积较大的房间,可以安装多个 iBeacon。定位标签通过接收周边 iBeacon 的信号,可实现3-6 米精度的定位,并可区分不同房间及楼层,根据设备与节点间的几何关系确定设备位置。

系统构成:

iBeacon:一般部暑在建筑物室内屋顶,作为定位基础网络设施;

定位标签(手环、卡片等):接收 iBeacon 信号,将信号测量结果通过WLAN 技术进行回传;

基站:与标签通信,将信息回传至服务器;定位引擎服务器:解算标签的位置;

地图服务器:提供室内地图信息,采用云部署模式;

手机APP:可通过手机获取相关位置服务;

PC后台:在后台查询详细位置及信息。

蓝牙定位优势:

Ø 定位误差较小,成本低适合室内定位。

Ø 被定位追踪的蓝牙信标设备,具有体积小、工作时间长的特点。

Ø 蓝牙设备体积小、易于集成在 PDA、PC以及手机,便于推广。

劣势

Ø 需要大面积普通蓝牙iBeacon设备

技术原理

BlueIOT以信号达到角(AOA)定位算法获得标签唯一来波方向与位置,革命性地将传统低精度蓝牙5米精度提升十倍,获得稳定地亚米级精度 ;基站采用专利技术,通过蓝牙5.1阵列天线切换,向下兼容所有蓝牙4.0标签,同时实现IOT标签高精度定位与LBS手机高精度定位。

单区域二维定位

单个基站计算获得标签的实际航向角/俯仰角,获得唯一射线,根据确定的标签高度,单个基站即可计算获得唯一空间绝对坐标。

大区域空间定位

多个基站捷联组合获得更大定位覆盖空间,多个基站航向解算提升全域空间精度级别。

技术对比