BLE藍牙模塊功能應用②——定位功能
發布時間:2023-11-09 來源:ZLG 責任編輯:wenwei
【導讀】藍牙定位是BLE藍牙模塊的重要功能,可以彌補GPS無法覆蓋室內定位的場景。本文將從iBeacon概述、定位技術原理以及行業應用來展開介紹,帶大家熟悉了解BLE藍牙模塊的定位功能。
iBeacon概述
iBeacon是蘋果公司於2013年9月發布的一種基於低功耗藍牙的通信協議,是一個低功耗的藍牙信標。它基於BLE技術,工作在廣播模式,利用BLE的廣播幀定期發送通告幀(Advertising),支持BLE的設備可以接收到。廣播的發射功率可以調整,不停廣播藍牙設備的mac地址、UUID等固定字節的字符串信息。iBeacon藍牙定位技術具有低功耗、低成本、易部署的特點。
ZLG52810是廣州致遠電子股份有限公司推出的一款低功耗、低成本和小尺寸的BLE透傳模組。其內部預設豐富AT指令集,支持使用AT指令調整發射功率、切換工作模式、複位模組等,還支持iBeacon自定義廣播包,可實現室內定位等應用。
定位技術原理
基於RSSI的定位原理:以(yi)發(fa)信(xin)設(she)備(bei)作(zuo)為(wei)定(ding)位(wei)節(jie)點(dian),受(shou)信(xin)設(she)備(bei)接(jie)收(shou)到(dao)發(fa)信(xin)設(she)備(bei)信(xin)號(hao),將(jiang)信(xin)號(hao)強(qiang)度(du)轉(zhuan)化(hua)為(wei)到(dao)節(jie)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li),再(zai)根(gen)據(ju)其(qi)幾(ji)何(he)關(guan)係(xi)確(que)定(ding)受(shou)信(xin)設(she)備(bei)位(wei)置(zhi)。
圖1 RSSI定位示意圖
上述的定位方式通過信號強度估算距離,其精度一般為1到10米,該精度無法滿足市場要求,針對該問題,藍牙5.1引入了AOA和AOD尋向算法,實現厘米級定位。
AOA稱(cheng)到(dao)達(da)角(jiao)度(du)定(ding)位(wei),發(fa)信(xin)方(fang)為(wei)單(dan)天(tian)線(xian),受(shou)信(xin)方(fang)為(wei)多(duo)天(tian)線(xian)。發(fa)信(xin)方(fang)的(de)連(lian)續(xu)波(bo)信(xin)號(hao)到(dao)達(da)受(shou)信(xin)方(fang)後(hou),由(you)於(yu)受(shou)信(xin)方(fang)每(mei)個(ge)天(tian)線(xian)與(yu)發(fa)信(xin)方(fang)的(de)距(ju)離(li)差(cha)異(yi),到(dao)達(da)時(shi)間(jian)有(you)差(cha)異(yi),造(zao)成(cheng)電(dian)磁(ci)波(bo)的(de)相(xiang)位(wei)差(cha)異(yi)。此(ci)時(shi)每(mei)個(ge)天(tian)線(xian)得(de)到(dao)不(bu)同(tong)的(de)相(xiang)位(wei)信(xin)息(xi),利(li)用(yong)天(tian)線(xian)間(jian)的(de)相(xiang)位(wei)差(cha),計(ji)算(suan)得(de)到(dao)到(dao)達(da)角(jiao)度(du)。
圖2 AOA定向模型
AOD稱(cheng)出(chu)發(fa)角(jiao)度(du)定(ding)位(wei),發(fa)信(xin)方(fang)為(wei)多(duo)天(tian)線(xian)。分(fen)時(shi)發(fa)送(song)同(tong)一(yi)個(ge)連(lian)續(xu)波(bo)信(xin)號(hao)。由(you)於(yu)每(mei)個(ge)發(fa)射(she)天(tian)線(xian)和(he)接(jie)收(shou)的(de)天(tian)線(xian)距(ju)離(li)不(bu)同(tong),信(xin)號(hao)到(dao)達(da)受(shou)信(xin)方(fang)後(hou)形(xing)成(cheng)相(xiang)位(wei)差(cha),利(li)用(yong)相(xiang)位(wei)差(cha),計(ji)算(suan)得(de)到(dao)出(chu)發(fa)角(jiao)度(du)。
圖3 AOD定向模型
行業應用
融合了AOA和AOD的iBeacon定位技術使藍牙定位精度更高,更加符合市場需求。
1. 追蹤管理
應用於貴重資產和人員追蹤,例如醫院對貴重醫護設備和病人進行實時定位,通過後台服務器實現更安全便捷的管理。
圖4
2. 室內導航
應用於商場店鋪、停車場等大型建築或室內場所導航,人們可以通過APP或小程序來獲取藍牙定位係統計算獲得的精確定位,並獲取最優的導航指引,便於人們快速抵達目的地。
圖5
3. 室內導航
應用於電子圍欄構建,例如在共享單車允許停車區域部署藍牙道釘,它會偵測區域內符合要求(特定名稱和UUID)的共享單車,管理者能夠實時監控相關車輛的動態,及時作出相應的處理措施,減少共享單車亂停亂放現象。
圖6
結語
可以發現BLE藍牙模塊的定位功能可應用在多種場景和行業中,尤其在藍牙5.1新增了AOA和AOD定向技術之後,藍牙定位精度越來越高,應用越來越廣泛。它可以解決GPS室內定位的缺陷問題,促進行業的發展,提高用戶體驗。
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