無線技術(shù)對(duì)談系列博文－了解藍(lán)牙AoX的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

本系列博文為根據(jù)Silicon Labs Live: 亞太區(qū)無線連接技術(shù)對(duì)談（Wireless Connectivity Tech Talks）主題演講的摘要文章，首篇內(nèi)容聚焦“藍(lán)牙AoX解決方案”，以幫助行業(yè)人士進(jìn)一步了解藍(lán)牙新版標(biāo)準(zhǔn)的功能特性與應(yīng)用。 隨著藍(lán)牙5.1規(guī)范的發(fā)布，藍(lán)牙測向功能已經(jīng)成為一種性價(jià)比高、低功耗的定位服務(wù)解決方案。Silicon Labs通過先前舉辦的無線技術(shù)對(duì)談在線直播解釋了使用藍(lán)牙AoX測向功能比其他基于Wi-Fi或接收信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)等解決方案的優(yōu)勢。

AoX位置服務(wù)的用例資產(chǎn)管理和室內(nèi)導(dǎo)航日益成為企業(yè)的需求。以下是藍(lán)牙AoX(到達(dá)角或離開角)解決方案提供最佳鄰近和位置服務(wù)的使用案例：

醫(yī)院資產(chǎn)管理

室內(nèi)導(dǎo)航(商場、機(jī)場、雜貨店)

興趣點(diǎn)(PoI)營銷和信息服務(wù)

博物館導(dǎo)覽：將信息發(fā)送到游客的智能手機(jī)上。

智能零售：直接市場附近的客戶與優(yōu)惠券。

訪問控制：限制某些區(qū)域的訪問，并允許授權(quán)人員自動(dòng)進(jìn)入。此外，建筑物和汽車的無鑰匙進(jìn)入。

為什么使用藍(lán)牙測向?藍(lán)牙測向具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

無所不在，大多數(shù)智能手機(jī)和電子產(chǎn)品已經(jīng)集成了低功耗藍(lán)牙(LE)

可實(shí)現(xiàn)較低功率的無線標(biāo)簽技術(shù)，使用硬幣電池5到10年

可實(shí)現(xiàn)較低的材料清單(BOM)成本標(biāo)簽

其他的測向技術(shù)也可用，比如超寬頻帶(UWB)，但這些技術(shù)能耗大，增加了額外的無線電、無源器件和天線等部件的BOM成本。 到達(dá)角(AoA)和離開角(AoD)如何實(shí)現(xiàn)測向?藍(lán)牙測向依靠兩種方法來計(jì)算位置：到達(dá)角(AoA)和離開角(AoD)。使用AoA，一個(gè)移動(dòng)發(fā)射器，它是一個(gè)帶有單個(gè)天線的簡單標(biāo)簽，向由多個(gè)天線組成的接收器發(fā)送信號(hào)，這些天線被稱為“定位器”，位于固定位置。當(dāng)信號(hào)傳遞到每個(gè)天線時(shí)，會(huì)發(fā)生相移的差異，這可以用來計(jì)算發(fā)射機(jī)的方位角和仰角。通過收集這些角度，與定位器相關(guān)聯(lián)的位置引擎可以計(jì)算出標(biāo)簽的絕對(duì)位置。 使用AoD時(shí)，測向過程是相反的。在這種情況下，天線是發(fā)射器，而無線標(biāo)簽是接收器。每個(gè)接收器根據(jù)來自發(fā)射機(jī)的計(jì)算數(shù)據(jù)計(jì)算自己的位置。由于AoD接收機(jī)所需的計(jì)算能力比AoA要高得多，所以這種技術(shù)在今天沒有得到廣泛應(yīng)用。 Silicon Labs領(lǐng)先的藍(lán)牙測向解決方案我們?yōu)橘Y產(chǎn)標(biāo)簽、定位器和信標(biāo)提供了幾種硬件和軟件定向解決方案。

EFR32BG21是一種簡單的RSSI通用網(wǎng)關(guān)解決方案，并優(yōu)化了最佳性能。

EFR32BG22 SoC (BG22)是我們最具性價(jià)比的藍(lán)牙AoX設(shè)備。它具有超低的發(fā)射和接收功率，達(dá)到1.4uA與全RAM保留在睡眠模式。BG22還具有高級(jí)的安全特性，如安全引導(dǎo)與信任根，一次性可編程密鑰，安全調(diào)試鎖和解鎖。即將到來的BG22參考設(shè)計(jì)將包括原理圖，PCB和BOM，和一個(gè)4x4天線陣列，提供AoA性能下降到1度的精度。

用于標(biāo)簽和信標(biāo)的軟件包括我們的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧，以及添加的CTE實(shí)現(xiàn)和用于收集IQ樣本和進(jìn)行計(jì)算的實(shí)時(shí)位置庫。 Silicon Labs攜手Quuppa推動(dòng)藍(lán)牙定位應(yīng)用許多客戶對(duì)AoA技術(shù)非常感興趣，但缺乏部署它的基礎(chǔ)設(shè)施和資源?；谶@個(gè)原因，我們與Quuppa合作，Quuppa是一家擁有超過15年定位服務(wù)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)公司，它提供了一種可隨時(shí)安裝的AoA基礎(chǔ)設(shè)施，包括定位器和定位引擎。Quuppa定位器和定位引擎可以跟蹤任何EFR32BG22設(shè)備，幫助客戶更快地進(jìn)入市場，而不必自己開發(fā)所有的基礎(chǔ)設(shè)施。