蓝牙定位精度怎样啊,可以到米级吗?
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发布时间：2022-04-23 13:46
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时间：2022-04-04 06:53
在当今人们的工作与生活中，以GPS、北斗等卫星导航定位系统提供的位置服务重要性日益显现，然而，室内一直是卫星导航定位的短板，只有借助蜂窝通信、Wi-Fi、蓝牙等地面无线系统来提供，但是精度却不尽如人意。2019年1月29日，蓝牙技术联盟（SIG）宣布推出全新“寻向功能”（direction finding），该功能有望为基于位置服务的蓝牙解决方案带来显著的性能提升。
蓝牙寻向功能强化位置服务
蓝牙技术联盟亚太区开发者关系经理任凯表示，寻向功能可帮助设备明确蓝牙信号的方向，进而帮助开发解读设备方向的蓝牙接近（proximity）解决方案，实现厘米级位置精度的蓝牙定位系统。
基于位置的蓝牙服务解决方案通常分为接近类解决方案和定位系统两类。任凯介绍说，如今，接近类解决方案可借助蓝牙，解读两台设备何时彼此靠近，以及相距距离的近似值。该类别同时包括物品追踪（item finding）解决方案（如个人财物标签）及地标（Point of Interest; PoI）信息解决方案（如邻近感知Beacon）。通过引入全新寻向功能，蓝牙接近类解决方案将能够添加与设备方向相关的功能。例如，物品追踪解决方案将不仅可以告知用户已临近财物标签位置，还能让用户了解其所处的方向，显著提升用户体验。接近类解决方案（例如：物品追踪）的工作流程是：蓝牙标签（例如：个人财物标签）周期性广播 自身的存在；定位设备（例如：安装有APP的智能手机）识 别位于通信范围内的已知标签；定位器基于收到的信号强度（RSSI）估算与 标签的距离。
定位系统可采用蓝牙来明确设备的物理位置，例如可用于资产跟踪的实时定位系统（Real Time Location System, RTLS）和可用于室内导航的室内定位系统（Indoor Location System, IPS）。任凯告诉记者，如今，蓝牙定位系统在明确设备物理位置时的精度可达到米级，通过添加全新寻向功能，此类定位系统可将位置精度提升至厘米级。定位系统（例如：RTLS）的工作流程是：固定式定位器部署于整个设施中；贴附于移动资产的蓝牙标签会定期广播自身 的存在；定位器估算自身与基于RSSI监听到的标签的 距离；如果三个及以上的定位器监听到相同的标 签，则可通过三边测量来估算标签位置；目前可实现“米级”精度。
任凯介绍说，蓝牙寻向的实现方法有两种：一种是采用到达角（Angle of Arrival）方法。针对RTLS、物品追踪和地标信息；发射器通过单一天线发送特殊的数据封包；接收器拥有以阵列排布的多个天线，由于天线到发射器的距离不同，因而天线会发现所接收到的 信号相位差，在有源天线之间切换时，从接收到的信号中获取IQ样本，通过数据计算得出信号的相对方位。另外一种是采用出发角（Angle of Departure）方法。 针对室内定位系统（IPS）；发射器在以阵列排布的有源天线之间切换时，发送特殊的 数据封包；接收器通过单一天线接收信号，从接收到的信号中获取IQ样本，了解发射器内的天线排布，通过数据计算得出信号的相对方向。
成立全新智能家居专项组
2019年1月9日，随着越来越多的市场领导者针对智能家居解决方案的战略通信协议，“蓝牙mesh网络”在智能家居解决方案领域日益普及。为此，蓝牙技术联盟（SIG）正式宣布成立全新智能家居专项组（Smart Home Subgroup），以回应市场趋势。
任凯介绍说，智能家居专项组适用于智能家居及相关应用的蓝牙 mesh模型规格，致力于在智能家居领域实现多供应商互通性，60多家成员公司加入了新的智能家居专项组。科技领军企业选用“蓝牙Mesh”作为智能家居解决方案战略协议，阿里巴巴、小米等公司加入全新蓝牙技术联盟“智能家居专项 组”，致力于推动mesh网络技术在智能家居市场的发展。
全新的智能家居专项组旨在面向智能家居及相关应用创建更多蓝牙mesh模型规格。任凯说，mesh模型构成了蓝牙mesh网络的应用层，并定义了连接至蓝牙mesh网络的设备行为。例如，以蓝牙mesh开关控制蓝牙mesh照明灯的行为即由mesh模型所定义。如同所有蓝牙技术规格，智能家居专项组所开发的mesh模型将可供所有成员公司结合蓝牙mesh网络规格使用，从而实现智能家居领域跨厂牌的互通性。
据悉，蓝牙mesh于2017年7月推出，可助力大规模设备网络解决方案的部署，例如用于系统控制、监控及自动化的解决方案。蓝牙mesh技术自开发之初即致力于满足工业及商用市场对于可靠性、安全性和性能的严苛要求。自推出以来，来自领先的芯片、堆栈、组件及终端产品供应商的超过105种具有蓝牙mesh网络功能的产品已获认证。
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时间：2022-04-04 08:11
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时间：2022-04-04 09:46
蓝牙定位：蓝牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication，信号场强指示)定位原理。蓝牙室内技术是利用在室内安装的若干个蓝牙局域网接入点，把网络维持成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网的主设备，然后通过测量信号强度获得用户的位置信息。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。目前蓝牙室内定位方案能够实现米级的定位精度。
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时间：2022-04-04 11:37
蓝牙寻向缘起
近年来，蓝牙位置服务市场机会增长迅速。市场调研公司 ABI Research 的报告显示，预计在2022年，基于蓝牙位置服务的产品年出货量将超过4亿。越来越多的蓝牙Beacon和传感器在世界各地的智能楼宇和智能场所中得到部署。蓝牙地标信息解决方案（PoI）正在增强在博物馆和零售商店的访客体验。数百万人依赖蓝牙产品寻找追踪丢失的密钥和其他个人物品。蓝牙室内定位系统（IPS）正在帮助数百万旅客在繁忙的机场和购物者中导航，全球各地正在使用蓝牙实时定位系统（RTLS）以更好地管理资源和优化材料的流动。
当前，蓝牙位置服务是基于RSSI （接受信号强度，Received Signal Strength Indication）实现的，”蓝牙技术联盟亚太区开发者关系经理任凯介绍，就接近类解决方案而言，蓝牙标签周期性广播自身的存在，定位器能够基于收到的信号强度(RSSI)估算与标签的距离。定位解决方案的实现也类似：蓝牙标签定期广播自身的存在，固定定位器部署于整个设置中，如果三个及以上的定位器监听到相同的标签，通过三边测量来估算标签的位置，这样的定位可以实现“米级”精度。
但是，向来专注于开发连接、驱使创新、开拓全新的市场的蓝牙技术联盟并没有因此满足，更是在目前已经成熟的应用中寻找到了新的痛点。任凯以我们经常出现的找钱包为例，男主人公的钱包有寻物标签，通过蓝牙寻物功能，可以发现钱包在某一个固定的范围内，但是究竟在卫生间，还是在主卧，抑或是在厨房，此前的蓝牙技术是无法实现的。
所以蓝牙技术联盟在5.1协议中，推出了寻向功能，有了寻向功能，我们不仅能够探测到钱包在某个防伪，还可以提供所寻物品与手机的相对角度，通过这个角度，我们能更快速的找到钱包。这样的应用场景同样可以扩展到工厂的仓库管理，通过蓝牙的寻向功能，可以找到货品相对于仓库管理员的方向，从而实现更快速的定位。无论对于物品追踪、实时追踪和室内定位应用，都有非常重要的意义。
当蓝牙遇上无线电测向（Radio Direction Finding）
最新的蓝牙寻向功能，所实现的应用让人拍手称快，更让蓝牙工程师实现更多创意应用成为可能。任凯介绍，但实际上，蓝牙寻向所采用的技术无线电测向技术并不是一个前沿的技术，该技术20世纪初就已用于实践，目前早已广泛应用在航空、航海、救灾、野生动物追踪等领域。蓝牙5.1版本中新推的蓝牙寻向功能正是将之前在其他频段进行无线电寻向的技术，加入到蓝牙无线电中，所以这个技术是一个成熟且行之有效的技术。那么，蓝牙寻向功能如何实现呢？
据悉，蓝牙寻向功能支持两种确定蓝牙信号方向的办法，这两种办法都是基于天线阵列的使用，到达角(Angle of Arrival，简称AoA)方法和出发角(Angle of Departure，简称AoD)方法。 在到达角（AOA）方法中，被确定方向的设备，例如RTLS解决方案中的标签、物品追踪或地标信息，发射器通过单一天线发送特殊的数据封包。在接收端，拥有以阵列排布的多个天线，由于天线到发射器的距离不同，因而天线会发现所接收到的信号相位差，在有源天线之间切换时，接收装置从接收到的信号中获取IQ样本，从而通过数据计算得出信号的相对方位。
与 AoA 相反的是，在出发角(Angle of Departure)方法中， 被确定方向的设备如室内定位系统(IPS)，发射器在以阵列排布的有源天线之间切换时，发送特殊的数据封包，接收器比如IPS解决方案中的智能手机，则通过单一天线接收信号，从接收到的信号中获取IQ样本，并了解发射器内的天线排布，从而通过数据计算得出信号的相对方向。
如需了解更多蓝牙寻向技术，可参考蓝牙寻向功能*：https://www.bluetooth.com/bluetooth-resources/paper-enhancing-bluetooth
总而言之，蓝牙最新的寻向功能，使得我们不仅可以使用原有的 RSSI 信号强度检测方案，还可以将寻向功能加入到现有的蓝牙定位系统中，实现更加精确的定位。
蓝牙寻向的应用潜力
任凯以物品追踪为例，使用传统的RSSI方法，只能检测到信号强度，即检测出我们与被测物品钥匙上的标签，正在靠近，但具体是什么方向，没法确定，只能通过靠近后，通过肉眼搜寻来找到钥匙。 但是如果采用 AoA方法后，我们可以通过 RSSI 探测钥匙的范围，同时可以通过 AoA机制找到钥匙在我们的哪个方向，这样我们能够更快地定位到被测物体。
同理，实时定位系统也是类似的。当前，我们使用 RSSI 机制，只能通过信号强度和三边测量方法，来实现如图所示范围的定位。但是如果使用 AoA 方法寻向后，我们可以通过三边测量，同时实现方向的找寻。所以，蓝牙寻向功能与现有的 RSSI 定位机制，可以更多地融合到一起，相互间进行补偿和校准，从而实现精度质的提升，从米级精度提升至厘米级精度。
