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蓝牙定位系统实现厘米级位置精度
来源:数字通信世界   作者:赵法彬   添加时间:2019-03-05 22:14
(赵法彬/数字通信世界) 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
(赵法彬/数字通信世界)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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