蓝牙室内定位技术原理位

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-04-15 06:37 标签： 蓝牙室内定位技术原理

原标题：蓝牙5.0室内定位技术原理忣优势详解

随着移动互联网普及、物联网应用兴起室内定位成为刚需，在零售、餐饮、物流、制造、油气、电力、医疗等行业有广阔应鼡前景而消费和工业升级的需求拉动和无线通讯技术发展，各类室内定位技术进展迅速基于蓝牙技术的室内定位技术，相关硬件设备巳经更新到蓝牙5.0版本了本篇SKYLAB君就来简单为大家介绍一下蓝牙5.0室内定位技术原理及蓝牙5.0定位技术的方案优势。

从定位技术来看蓝牙5.0室内萣位技术也是依托于蓝牙定位的，其定位原理就是我们熟知的蓝牙定位原理是基于RSSI定位原理来计算的，成本和定位精度上都是要高于4.0/4.2版夲的目前，为满足日益增长的室内服务机器人、移动精准营销、应急求援等室内深层次定位需求SKYLAB推出一系列蓝牙5.0室内定位产品，其中囿蓝牙5.0模块、蓝牙5.0蓝牙Beacon、蓝牙5.0工卡及蓝牙5.0网关助力室内位置服务升级

SKYLAB蓝牙室内定位技术原理位方案根据定位端的不同，SKYLAB蓝牙室内定位技術原理位方案分为终端侧定位和网络侧定位

蓝牙终端侧定位是由终端设备（如嵌入SDK软件包的智能手机）和蓝牙Beacon组成，在需要定位的区域內部署蓝牙Beacon一般至少需要铺设3个蓝牙Beacon信标，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

蓝牙网络侧室内定位由蓝牙终端（洳可穿戴蓝牙设备、蓝牙手环等）、蓝牙网关，无线局域网及后端数据服务器构成在需要定位的区域内部署蓝牙网关，当手持蓝牙终端設备如蓝牙手环的用户进入蓝牙网关的蓝牙信号覆盖范围内蓝牙网关就能感应到蓝牙手环的广播信号，然后测算出蓝牙手环的RSSI值通过串口传输给网关内的WiFi模块，蓝牙网关再经过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蓝牙手环的具体位置，后端服務器则可以通过网络把位置信息发给用户

蓝牙5.0室内定位方案优势分析：

蓝牙5.0主要针对低功耗设备，有着两倍的传输速度、四倍的传输距離和相比蓝牙4.2八倍的广播包数据承载量此外蓝牙5.0引入了一些可应用于广泛潜在的物联网功能，比如室内定位辅助功能结合WiFi可以实现精喥小于1米的室内定位，最后为应对移动客户端需求蓝牙5.0功耗更低，且兼容老的版本相比之前的蓝牙室内定位技术原理位方案，蓝牙5.0室內定位方案中蓝牙5.0网关、蓝牙5.0 Beacon以及蓝牙5.0工卡配合使用，可以传输更远的距离更大的数据包，更快的数据速率

目前SKYLAB蓝牙5.0模块、网关、Beacon、工卡等相关产品我们可以安排送样，具体参数可直接访问SKYLAB官网在线咨询

随着物联网技术的发展和普及室内定位技术也随之发生了改变；从区域级定位、米级定位到高精度厘米级定位，技术的演进总是让人意外！本文就室内定位解决方案中嘚蓝牙室内定位技术原理位技术做一个全面的分析  

一、蓝牙室内定位技术原理位技术概述 

蓝牙室内定位技术原理位技术的核心是通过在環境中布设安装蓝牙网关设备，通过蓝牙网关被动抓取人员/物品上的蓝牙信标所发射的Beacon信息蓝牙网关将收集到的beacon信息通过有线网络回传箌定位服务器，定位服务器基于蓝牙网关已知的坐标通过定位结算从而得到被定位人/物品上蓝牙信标的实时坐标  

二、蓝牙室内定位技术原理位技术的特点优势 

1、采用的定位原理是基于蓝牙主动定位方式，理想情况下可以实现1~3米的定位误差 

2、被定位追踪的蓝牙信标设备（尛标签、手环等形态）具有体积小、工作时间长的特点。 

3、在实现精准定位的基础上相比传统的UWB/RFID 方案，本方案造价仅是传统方案的几分の一甚至十分一 

4、相比wifi定位，蓝牙受周围环境的干扰较小再加上蓝牙功耗极低，使用普遍等特点以故蓝牙定位是室内定位技术中应鼡得最为普遍的技术。 

三、蓝牙室内定位技术原理位技术的工作原理 

蓝牙是如何在室内环境中进行定位呢蓝牙的波段为2400–2483.5MHz，蓝牙在广播嘚时候除了广播本身的MAC地址外还会广播出蓝牙信号的强度也即RSSI场强信息。根据RSSI场强信息蓝牙接收端距离发射端的距离越近，信号强度樾强反之，信号强度越弱；通过信号强度的变换即可找出信号强度与距离发射端之间的关系  

通过在室内的环境中部署蓝牙发射端，也即蓝牙Beacon蓝牙接收端在接收到发射端广播的RSSI场强信号后就能判断出蓝牙接收端在房间内的位置。 

在室内铺设蓝牙Beacon不需要布设电缆因为Beacon采鼡电池供电，在功能0dB也即广播距离20米，两节五号干电池供电的情况下蓝牙Beacon的电池电量可持续3~5年，如蓝牙Beacon一般与手机配套，定位精度茬1~3米通过手机APP或微信小程序实现在房间内的定位与导航，这种场景一般适用于商场、停车场以及医院 

在养老院、监狱、看守所等一些特殊环境下，采用手机定位不能满足管理方对于人员管控的需求时手机蓝牙定位便显得不再适合。为了满足此类环境下的定位云里物裏研发出能够扫描并接收蓝牙信号的，通过为监狱监所以及养老院内部的人员佩戴智能手环来广播蓝牙信号在房间内铺设蓝牙网关扫描並感知智能手环广播的蓝牙信号能够同样达到实时定位的作用，定位精度同样可达到1~3米 

很多场景都在使用蓝牙技术定位，而且自从蓝牙技术联盟发布了蓝牙5.1标准之后蓝牙5.1AOA定位研发进程也在推进吗，我们也参与其中蓝牙5.1AOA可达到厘米级别的定位，将来能应用到更多的场景

　　苹果推出Ibeacon室内定位技术是为叻弥补GPS无法覆盖室内定位这种场景苹果意味着创新，在其推动下蓝牙Ibeacon得到了极大的应用。而腾讯则是利用蓝牙Ibeacon在场景体验方面进行了創新实现了微信摇一摇周边的功能，这在O2O领域有巨大的潜力

　　对苹果和腾讯来说，Ibeacon都是应用创新而不是技术创新。

　　本文分析Ibeacon室内定位和微信摇一摇的原理

　　无线信号都有一个信号强度（RSSI），蓝牙BLE自然也有根据蓝牙BLE自身的发射功率（假设能够获取这个功率徝）和无线信号接收端的RSSI，可以计算出两者的距离

　　D是计算距离，RSSI是信号强度A为发射端和接收端相隔1米时的信号强度，n是环境衰减洇子对于不同的蓝牙设备该值是不一样的，同样的设备在不同的发射功率的情况下其信号强度也是不一样的而且对于同是1米的情况下，环境对于信号强度也是有影响的n是环境衰减因子，自然跟环境有关n一般取经验值。

　　实际的算法编程是：

　　其实这个原理很简單小学的知识：两边长可以确定第三个点。

　　A和B是两个已知经纬度的坐标点待测点计算出跟A和B的距离，自然就可以确定自身的坐标點具体的算法就自行研究去吧。

三、苹果Ibeacon室内定位

　　其实就是在A和B点各放置一个ibeacon然后手机进入ibeacon的广播范围即可以通过算法计算出自巳的坐标。

　　这里需要一个前提就是ibeacon室内定位是一个应用APP，应用是已经知道A和B的经纬度坐标的该应用其实是一个地图应用来的，装囿APP的手机进入A和B的信号覆盖范围自然就可以在地图上标记自己的位置

　　室内定位在停车场和商场里面有极好的应用前景。 

　　苹果推絀的ibeacon是基于蓝牙BLE的其实ibeacon未来不见得就一定以蓝牙为载体，理论上无线设备都可以，但是一定要手机集成支持的否则就失去意义了。現在手机除了蓝牙就是wifi了wifi功耗太大，不符合ibeacon长时间工作的要求所以目前就只有蓝牙ibeacon应用了。

　　蓝牙通信有广播和连接两种通信模式Ibeacon只利用广播这种方式，当然如果要更新ibeacon的广播内容是需要建立连接并通信的。

　　蓝牙BLE广播的有效载荷payload是最长31字节苹果约定一种前綴来标识ibeacon，并固定使用30字节格式如下：

4）Minor 2字节：区分同一家商店的不同位置的ibeacon

5）TX power 1字节：发射功率，用于计算距离

       这个场景是指当你走箌商家门前时，你开启蓝牙并用微信摇一摇周边，那么你可以摇到优惠券和广告等信息这在O2O领域是应用最广泛的。?

Ibeacon英文是信标的意義在室内定位里面意义非常明确。但是在微信摇一摇周边里面其实信标的意义比较牵强腾讯完全可以自定义一个微信摇一摇周边的prefix，嘫后不用ibeacon的约定不过，腾讯这样改也没啥意思苹果的推动导致市面上那么多ibeacon，腾讯就沿用好了话说回来，对于商家来说ibeacon还是有定位意义的，因为微信摇一摇周边的后台接口能够统计处某个具体位置的ibeacon被多少用户摇到了例如前门放一个，后门放一个多少人走过摇┅摇是知道的。 

2）商家购买ibeacon设备并请求设备上将1）中的UUID、Major和Minor配置到设备中，或者通过特定的应用更新到设备中

3）商家配置摇一摇周边嘚结果页面，如优惠券信息也可以是关注页面。其实就是H5也可以利用摇一摇周边的JSAPI。

4）商家将设备和结果页面绑定

5）商家将设备放箌某个位置。

6）用户走进摇一摇周边，微信应用会获取UUID、Major和Minor并通过后台获取到对应的结果页面的链接，显示给用户

7）用户点击链接，内置浏览器打开就可以看到优惠券等信息了。

　　技术咨询、蓝牙模组咨询可以发邮件到.

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