為什么應(yīng)用需求已超越了信標(biāo)所能提供的

隨著對(duì)了解人或事物位置的需求不斷增長(zhǎng)，關(guān)于潛在室內(nèi)解決方案的對(duì)話不可避免地從藍(lán)牙信標(biāo)開始。藍(lán)牙信標(biāo)是一個(gè)眾所周知的簡(jiǎn)單系統(tǒng)，適用于室內(nèi)應(yīng)用，如零售客戶參與或一般倉庫本地化，基于在特定位置設(shè)置的藍(lán)牙低功耗（BLE）芯片網(wǎng)絡(luò)，可傳輸獨(dú)特的信號(hào)。該地區(qū)的智能手機(jī)可以接收這些信號(hào)，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度確定信標(biāo)的位置，并使用來自多個(gè)信標(biāo)的信息來估計(jì)智能手機(jī)的位置。

藍(lán)牙信標(biāo)的障礙

雖然藍(lán)牙信標(biāo)的簡(jiǎn)單性對(duì)某些應(yīng)用程序很有吸引力，但在許多情況下，它們過于簡(jiǎn)單。首先，藍(lán)牙信標(biāo)只能與智能手機(jī)一起使用，而不能與標(biāo)簽一起使用，因此不適用于基于ID徽章的資產(chǎn)或人員跟蹤等應(yīng)用程序。此外，雖然信標(biāo)通常提供3-4米內(nèi)的精度，但對(duì)于需要遠(yuǎn)距離的應(yīng)用來說，它們根本不夠精確。例如，信標(biāo)可能能夠確定智能手機(jī)在商場(chǎng)中的位置，但不能確定用戶是在咖啡店還是鞋店前面。因此，即使是基本的歡迎消息或廣告特價(jià)也可能不正確地傳遞。

從操作角度來看，藍(lán)牙信標(biāo)也可能具有挑戰(zhàn)性。當(dāng)然，信標(biāo)主要是電池供電的設(shè)備，它們的主要賣點(diǎn)之一是它們的不受束縛的性質(zhì)。它們很容易安裝且相對(duì)便宜。然而，這需要不斷的維護(hù)，隨著時(shí)間的推移，使信標(biāo)的成本效益降低。在機(jī)場(chǎng)、購物中心甚至大型零售店等大型部署中，將需要大量的信標(biāo)才能獲得合理的位置精度，這凸顯了這一挑戰(zhàn)的復(fù)雜性。電池性能取決于許多因素，包括設(shè)置、環(huán)境、電源模式以及確定信標(biāo)傳輸信號(hào)的頻率的規(guī)則。這些變量可能導(dǎo)致信標(biāo)的電池壽命僅為幾個(gè)月，從而導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)費(fèi)用經(jīng)常破壞業(yè)務(wù)案例。

電池還會(huì)影響許多設(shè)備所需的位置服務(wù)的實(shí)時(shí)性。藍(lán)牙信標(biāo)僅定期傳輸，因?yàn)閷?shí)時(shí)位置會(huì)耗盡電池壽命。例如，導(dǎo)航應(yīng)用程序在位置更新中不能超過 1 到 2 秒的延遲運(yùn)行。否則，該應(yīng)用程序會(huì)說“您應(yīng)該向右轉(zhuǎn)”而不是“向右轉(zhuǎn)”。

超越藍(lán)牙信標(biāo)

那么，如果藍(lán)牙信標(biāo)對(duì)于新興應(yīng)用來說還不夠，那么什么可以提供更高，更可靠，更實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確性呢？

物聯(lián)網(wǎng)的世界很大程度上是關(guān)于跟蹤移動(dòng)資產(chǎn)的。因此，以智能手機(jī)為中心的信標(biāo)正在讓位于由“智能”接收器天線構(gòu)建的以網(wǎng)絡(luò)為中心的系統(tǒng)。在這樣的配置中，智能位于接收器天線和集中式軟件應(yīng)用程序中，而不是智能手機(jī)應(yīng)用程序，從而使被跟蹤（或定位）的設(shè)備變得更加簡(jiǎn)單。這開辟了使用各種具有極長(zhǎng)電池壽命的低成本標(biāo)簽的可能性。對(duì)于涉及跟蹤數(shù)百、數(shù)千或數(shù)十萬資產(chǎn)的系統(tǒng)，此類標(biāo)簽的成本和預(yù)期壽命至關(guān)重要。

角度估計(jì)的新方法

以網(wǎng)絡(luò)為中心的解決方案可以啟動(dòng)具有極長(zhǎng)電池壽命的有源低成本BLE標(biāo)簽，同時(shí)還可以改變測(cè)量信號(hào)以確定位置的方式。

如前所述，信號(hào)強(qiáng)度已被用作傳統(tǒng)藍(lán)牙信標(biāo)部署中估計(jì)設(shè)備位置的主要機(jī)制，這未能考慮物理環(huán)境（如建筑物的布局或混凝土墻）的影響。因此，如果距離是從信號(hào)功率派生出來的，并且功率受到衰落的影響，則信號(hào)強(qiáng)度不能準(zhǔn)確表示物理距離。

這導(dǎo)致了思考藍(lán)牙特殊興趣組（BT SIG）內(nèi)如何計(jì)算位置的新方法，并且該組織已開始基于兩種新方法制定BLE角度估計(jì)的新標(biāo)準(zhǔn)：

第一個(gè)使用信號(hào)的到達(dá)角（AoA），這是設(shè)備從接收器天線陣列的確切方向。AoA接收器利用同一設(shè)備中的多個(gè)天線來更好地測(cè)量信號(hào)，允許天線將智能手機(jī)或標(biāo)簽定位在10-20厘米以內(nèi)。這比大多數(shù)藍(lán)牙信標(biāo)系統(tǒng)準(zhǔn)確約20倍。使用AoA比信標(biāo)更快地計(jì)算位置，因?yàn)樾盘?hào)強(qiáng)度的變化要求基于信標(biāo)的系統(tǒng)在幾秒鐘內(nèi)平均讀數(shù)才能獲得良好的結(jié)果。突然之間，需要精確實(shí)時(shí)定位功能的應(yīng)用程序成為可能，例如倉庫環(huán)境中機(jī)器和人員之間的用戶導(dǎo)航和防撞服務(wù)。

第二種方法在對(duì)應(yīng)用程序有意義時(shí)將位置智能移回智能手機(jī)和移動(dòng)設(shè)備。這些智能設(shè)備測(cè)量“出發(fā)方向”或DoD。這的工作原理與以AoA網(wǎng)絡(luò)為中心的方法非常相似，并且可以測(cè)量更多設(shè)備的位置，因?yàn)楣ぷ魇窃谠O(shè)備本身上完成的。

下一代精確定位

這些創(chuàng)新的新方法提供了一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的定位方法，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了藍(lán)牙信標(biāo)，進(jìn)入了下一代室內(nèi)定位技術(shù)。反過來，這將催生更多受益于精確定位能力的行業(yè)。

審核編輯：郭婷