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藍牙定位|主動定位,被動定位,主被動一體定位三種定位方案對比

作者:天工測控

随着物聯網生态鍊逐漸走向成熟,各行各業對定位的需求也大大增加。由于GPS衛星信号在室内無法定位,且容易受到各種無線電信号的幹擾,為實作“最後一公裡”的室内位置服務,目前主流的室内定位你技術多依賴于熱門的無線通信技術,比如藍牙技術、WiFi技術、超寬帶技術等,其中藍牙定位和UWB定位應用相對成熟。着重介紹一下應用較廣的藍牙室内定位技術和UWB室内定位技術。

一、藍牙定位

藍牙定位:藍牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication,信号場強訓示)定位原理。藍牙室内技術是利用在室内安裝的若幹個藍牙區域網路接入點,把網絡維持成基于多使用者的基礎網絡連接配接模式,并保證藍牙區域網路接入點始終是這個微微網的主裝置,然後通過測量信号強度獲得使用者的位置資訊。

根據定位端的不同,藍牙定位方式分為主動定位和被動定位和主被動一體定位。

藍牙定位|主動定位,被動定位,主被動一體定位三種定位方案對比

1.主動定位-基于藍牙Beacon的終端側室内定位方案

主動定位,又叫終端側藍牙定位系統。采用高性能藍牙定位算法,基于低功耗ibeacon藍牙基站,定位精度在2米以内,支援多種移動終端室内高精度定位導航,具備實時定位、路徑規劃、反向尋車等功能,可內建到微信公衆号、小程式、APP之中。此藍牙定位系統偏重于室内路徑規劃和導航應用。

藍牙定位|主動定位,被動定位,主被動一體定位三種定位方案對比

系統構成:由已嵌入或下載下傳好SDK軟體包的智能終端裝置(安卓iOS手機、平闆電腦等)和ibeacon裝置組成,也可以線上使用室内地圖

工作原理:

  在需要定位的區域内部署藍牙beacon,一般至少需要鋪設3個藍牙beacon信标,定位算法要求至少知道三個點的RSSI值才能準确地計算定位

1)藍牙Beacon會每隔100毫秒廣播一個資料包到周圍;

2)當人攜帶終端裝置比如智能手機進入藍牙beacon信号覆寫範圍内,智能手機在執行掃描動作時,會間隔地接收到藍牙Beacon廣播出來的資料包

3)廣播包會訓示來自于哪一個藍牙beacon從機的 MAC 位址和目前的接收發送信号強度訓示值RSSI。RSSI值是确定藍牙主機位置和藍牙Beacon 之間遠近距離的依據。

4)然後通過手機内置的定位算法,以及和地圖引擎資料庫的互動,就可以測算出藍牙主機(智能手機)目前的具體位置。

3.安裝方式:藍牙Beacon單獨工作,紐扣電池供電,不需要聯網,安裝友善;在室内環境間隔6-8米的距離部署藍牙Beacon,電池供電,待機2-5年。

4.應用場景:藍牙終端側室内定位一般用于超市室内定位導航和精準位置營銷等使用者終端,比如一些大型超市的室内定位導航和基于位置的推送商品優惠券等。室内定位、導航;營銷路徑規劃、導航;反向尋車;基于位置的精準營銷

藍牙定位|主動定位,被動定位,主被動一體定位三種定位方案對比

2.被動定位-基于藍牙網關的網絡側定位方案

被動式藍牙定位系統,又叫藍牙探測定位系統。依托于精準的室内定位引擎算法和強大而豐富的藍牙網關、藍牙定位标簽(手環、工卡、ibeacon等),可實作定位區域全天候不間斷人或物的位置探測!此定位系統多用于背景定位監控前台人或物的使用,廣泛應用于養老院老人定位、機關訪客管理等場景。

藍牙定位|主動定位,被動定位,主被動一體定位三種定位方案對比

系統構成:由藍牙網關、藍牙定位标簽(藍牙工卡,藍牙Beacon,藍牙手表等藍牙标簽)、終端(手機等帶低功耗藍牙的終端)、無線區域網路及後端資料伺服器構成。

工作原理:

1)藍牙定位标簽工作在iBeacon廣播狀态,将自身的MAC位址、電量、心率等資訊進行廣播;

2)藍牙網關掃描到藍牙定位标簽的廣播資訊,将相關資訊通過網線或者WiFi傳輸到背景伺服器,背景伺服器運作藍牙定位算法,對有關資訊進行計算,擷取到藍牙定位标簽的位置資訊;

3)終端顯示應用軟體将藍牙定位标簽的位置資訊在顯示屏上進行顯示,可以實作實時位置跟蹤、軌迹回放、電子圍欄、心率監測等功能。

安裝方式:在室内環境間隔6-8米的距離部署藍牙網關,為需要定位的人或者重要資産配置藍牙定位标簽,網關支援POE交換機和DC 5V直流供電,需要連接配接網絡(有線/無線網絡);

應用場景:

1)與APP結合,可用于室内定位導航;

2)人員定位跟蹤;

3)與客流分析軟體結合,可用于會展客流統計分析;

4)O2O智能考勤和資産定位:與一些智能卡片結合,可用于資産管理和員工管理。

藍牙定位|主動定位,被動定位,主被動一體定位三種定位方案對比

3.主被動一體定位-同步實作定位和導航

主被動一體藍牙定位系統采用微能資訊先進的藍牙定位引擎算法,藍牙5.0網關、藍牙定位标簽和ibeacon等一系列硬體,可以最大限度減少藍牙5.0網關的使用,節省使用者部署定位硬體的成本,集主動定位的自主導航功能和被動定位的背景定位監測功能優勢于一體。此定位方案廣泛應用于貴重資産定位管理、景點、醫院、停車場定位導航(反向尋車)、養老院智慧養老、展館博物館、訪客管理等應用場景。

藍牙定位|主動定位,被動定位,主被動一體定位三種定位方案對比

系統構成:由藍牙Beacon,藍牙網關,藍牙工卡及藍牙定位引擎算法,路由器和定位伺服器,終端顯示器構成。

工作原理:

1)Beacon工作在廣播狀态,将自身的MAC位址、電量等資訊進行廣播;

2)工卡掃描到Beacon的廣播資訊,将Beacon資訊進行轉發;

3)藍牙網關收集工卡資訊,将工卡轉發出來的Beacon資訊發送給定位伺服器;

4)定位伺服器根據工卡和Beacon資訊,計算出工卡位置,終端顯示軟體将工卡的位置資訊進行顯示,可以實作實時位置跟蹤、軌迹回放、電子圍欄等功能。

安裝方式:在室内環境間隔6-8米的距離部署藍牙Beacon,藍牙網關,為需要定位的人或者重要資産配置藍牙定位标簽,網關支援POE交換機和DC 5V直流供電,需要連接配接網絡(有線/無線網絡)。

應用場景

  展會分析:可實作全面資料統計,檢視區域實時人員及裝置數量、熱力分布、實時電子圍欄狀況,進出時間等資訊;

  智慧博物館:為參觀遊客提供導航服務的同時背景監控遊客的實時位置;

  智慧醫療:為來訪人員提供導航服務的同時實施監控病院和來訪人員的位置;

  智慧養老院:通過設定虛拟電子圍欄,可以防止老人走失,為老年人的安全提供保障。

4.三種藍牙室内定位方案對比

藍牙定位|主動定位,被動定位,主被動一體定位三種定位方案對比

相比基于藍牙Beacon的終端側定位方案和基于藍牙網關的網絡側定位方案,集合了藍牙Beacon、藍牙網關和5.0藍牙工卡的方案可大大降低成本,将繁瑣安裝過程簡化,同時可用作主動定位和被動定位,成本效益高,缺點是工卡不能上傳健康資訊,隻能上報位置和報警。而藍牙手環既可以上報位置和報警,又可以上傳健康資訊。

目前基于SKYLAB 藍牙信标Beacon的主動定位,藍牙網關的網絡側定位及藍牙5.0主被動一體定位方案已經運用于醫院、養老院以及監獄等場所,并提供一整套的室内定位解決方案,完善其人員管理機制。更多有關藍牙室内定位方案應用可直接通路SKYLAB官網及阿裡店鋪。