AoA和AoD：通過位置推動業(yè)務(wù)價值

隨著物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 的不斷擴展，作為物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)推動者出現(xiàn)的關(guān)鍵特征之一是位置。公司正在從位置可以提供的信息中獲得真正的業(yè)務(wù)價值。這包括他們收集和分析的數(shù)據(jù)，以及通過了解人或事物的精確位置而創(chuàng)造的效率。

位置正在成為數(shù)十個行業(yè)的王道：

在醫(yī)療保健領(lǐng)域，準確知道最近的急救車在哪里可以使護士更有效率，并幫助患者在緊急情況下更快地接受治療;位置幫助醫(yī)務(wù)人員保持衛(wèi)生法規(guī)，因為他們能夠輕松找到消毒站

在田徑運動中，了解球員和設(shè)備之間的相對位置對于表征比賽動態(tài)、通過數(shù)據(jù)分析改進教練以及使用實時跟蹤和數(shù)據(jù)分析隔離特定事件至關(guān)重要。

在施工中，準確了解貴重設(shè)備的位置既可以節(jié)省尋找它所花費的時間，又可以確保它沒有被帶離現(xiàn)場或被盜

在制造環(huán)境中，了解工人的位置（并確保他們不在限制區(qū)域）有助于提高工人的安全和生產(chǎn)力

在供應(yīng)鏈和物流中，快速確定擁擠的造船廠中特定托盤或集裝箱的位置有助于更快地將它們移動到正確的目的地，而不會出錯

位置已成為有價值的業(yè)務(wù)推動因素的用例列表不勝枚舉。藍牙已成為定位的首選技術(shù)，并在 1 月份得到了進一步的推動，當時藍牙特別興趣小組 （藍牙 SIG） 宣布了一項新的測向功能，作為藍牙核心規(guī)范 5.1 版的一部分。新版本正式增加了藍牙接近解決方案的定向功能， 目標是為基于藍牙的實時定位系統(tǒng) （RTLS） 提供更高的準確性。

物聯(lián)網(wǎng)所需的精度水平是相對的，當然，這取決于每個用例的特定需求。在某些情況下，例如在運動環(huán)境中跟蹤快速移動的球員和設(shè)備，需要十幾厘米以內(nèi)的精度。在物流環(huán)境中，公司希望快速確定特定托盤或集裝箱的位置，了解幾米內(nèi)的準確性可能就足夠了。

然而，在許多情況下，準確性和延遲的結(jié)合是如此有價值。由于許多這些環(huán)境中存在的基礎(chǔ)設(shè)施，實時了解事物的精確位置很復(fù)雜?；炷翂偷匕濉撝瘟汉推渌A(chǔ)設(shè)施經(jīng)常干擾或阻擋無線信號，使實現(xiàn)定位精度變得困難。但是，新的藍牙測向功能包含兩種有助于減輕這些損失、降低系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜性和提高定位功能的方法：到達角 （AoA） 和出發(fā)角 （AoD） 方法。

AoA 和 AoD 各自利用角度方向估計來確定定位，但針對不同的市場。如今，AoA 已經(jīng)在廣泛的行業(yè)和用例中投入商業(yè)使用，例如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT） 用例中的資產(chǎn)跟蹤。與此同時，AoD可能很快就會開始在機器人、AGV和人工智能應(yīng)用中獲得跟蹤，在這些應(yīng)用中，移動物體有能力計算自己的位置。全面的AoD將通過在軟件操作系統(tǒng)（OS）和硬件原始設(shè)計制造商（ODM）提供商的參與下進入消費市場來實現(xiàn)。

到達角

AoA 方法采用以網(wǎng)絡(luò)為中心的架構(gòu)，其中標簽或智能手機（或幾乎任何帶有藍牙發(fā)射器的東西）都按其位置進行跟蹤。每個設(shè)備使用單個天線，通過傳輸支持測向的數(shù)據(jù)包，使其位置可供定位服務(wù)應(yīng)用程序使用。多天線設(shè)備（又名定位器）接收無線電信號并預(yù)處理數(shù)據(jù)以進行角度估計。然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到定位引擎，該引擎進一步處理來自一個或多個定位器的數(shù)據(jù)，并計算標簽的位置坐標。

如果需要，位置坐標可以進一步傳遞回傳輸設(shè)備，例如，這樣它就可以顯示自己的位置。請注意，對于大多數(shù) IIoT 應(yīng)用程序，位置坐標信息僅保留在本地網(wǎng)絡(luò)或云中，以便為基于位置的服務(wù) （LBS） 應(yīng)用程序軟件提供信息。

由于智能位于網(wǎng)絡(luò)端而不是設(shè)備上，因此對于需要始終如一的可靠定位功能且必須控制標簽成本的工業(yè)和企業(yè)用例，AoA 是最有效的解決方案。一個很好的例子是工業(yè)環(huán)境中的資產(chǎn)跟蹤，其中知道大型倉庫中特定設(shè)備的精確位置可以節(jié)省與手動搜索相關(guān)的時間和生產(chǎn)力損失。事實上，甚至在測向功能正式化之前，基于AoA的系統(tǒng)就已經(jīng)在數(shù)十個行業(yè)和企業(yè)用例中使用，從制造，石油和天然氣和物流等工業(yè)環(huán)境中的資產(chǎn)跟蹤和安全應(yīng)用，到智能建筑和智能醫(yī)院的生產(chǎn)力用例。

出發(fā)角度

使用 AoD，智能存在于單個設(shè)備中，例如智能手機、平板電腦或機器人。每個移動設(shè)備都有一個天線，直接運行定位引擎。該設(shè)備接收由多天線設(shè)備（也稱為定位器）傳輸?shù)臒o線電信號。請注意，原則上，同一定位器可用于同時啟用 AoA 和 AoD。

在這種以移動為中心的架構(gòu)中，功耗在設(shè)備端。這適用于智能手機等可以頻繁插入和充電的設(shè)備。在 AoD 中，定位器可能配置為低功耗設(shè)備，可以電池供電數(shù)年，類似于 AoA 系統(tǒng)中的標簽，后者的電池壽命很長。由于智能駐留在設(shè)備中，并且只需要少數(shù)活動傳輸設(shè)備（定位器）即可覆蓋跟蹤區(qū)域，因此 AoD 可提供消費者 （B2C） 用例所需的系統(tǒng)容量和規(guī)模。

換句話說，定位器可以被視為“多天線信標”;即，今天用于基于功率（RSSI）的接近定位的下一代常用BLE信標。在 AoD 中， 定位器是一個多天線 BLE 信標， 它不是使用單個天線來傳輸信號， 而是使用天線陣列。

AoD仍處于早期階段，但由于它為以前未開發(fā)的消費市場創(chuàng)造了廣泛的潛在新精確定位服務(wù)，因此它在許多公司的觀察名單上。憑借從AoA中吸取的經(jīng)驗教訓(xùn)，以及它在企業(yè)和工業(yè)市場開辟的潛力，AoD有望獲得大規(guī)模的成功。有兩件事將有助于顯著加速 AoD：

軟件操作系統(tǒng)和硬件ODM提供商（如蘋果和谷歌）的參與，他們將AoD整合到未來的移動設(shè)備中

加快互操作性方面的工作，以便多個智能手機品牌和型號可以從不同硬件供應(yīng)商創(chuàng)建的定位器接收藍牙信號

藍牙 5.1 規(guī)范提高了行業(yè)對位置的興趣和動力。它定義了無線電接口，直至低級 IQ 數(shù)據(jù)樣本。然而， 個別 RTLS 供應(yīng)商只能自己解釋定位系統(tǒng)架構(gòu)并在標準之上構(gòu)建其他功能。一些已經(jīng)成功地將IQ數(shù)據(jù)與他們自己的算法，軟件工具和定位引擎相結(jié)合。藍牙 SIG 創(chuàng)建了規(guī)范，以便 AoA 和 AoD 可以在同一 RTLS 系統(tǒng)中工作， 但功能齊全的 AoD 解決方案需要操作系統(tǒng)供應(yīng)商的參與，如上所述。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷擴展， 位置正在成為關(guān)鍵的業(yè)務(wù)推動因素，RTLS 和基于位置的服務(wù)市場正在蓬勃發(fā)展， 特別是在企業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場。展望未來，幫助公司實現(xiàn)業(yè)務(wù)目標的開放、靈活的系統(tǒng)不僅會達到目標，而且會超過目標。

AoA 和 AoD 的共存

AoA 和 AoD 方法并不相互排斥，系統(tǒng)架構(gòu)師可以同時使用其中一種或兩種技術(shù)設(shè)計工程解決方案。

例如，可以為IIoT構(gòu)思一種解決方案，其中定位器安裝在環(huán)境中并用作AoA / AoD使能器。這意味著對于 AoA，定位器正在接收標簽或手機傳輸?shù)男盘枴Ｕ麄€系統(tǒng)可以被認為是一個單輸入多輸出（SIMO）系統(tǒng)，其中單個天線標簽正在發(fā)射，多天線設(shè)備正在接收。另一方面，對于 AoD，定位器使用多天線無線電接口傳輸信號，移動設(shè)備使用單個天線接收信號。在這種情況下，可以將整個系統(tǒng)視為多輸入單輸出（MISO）系統(tǒng)，其中多個天線正在發(fā)射，單個天線正在接收。

如果設(shè)計得當，定位器可以同時執(zhí)行 AoA 和 AoD 操作 - 它可以用于跟蹤標簽，同時使移動設(shè)備能夠自主計算自己的位置。這一切使 AoA 和 AoD 方法成為支持大量用例的強大組合 — 所有這些都在同一基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備中實現(xiàn)。

審核編輯：郭婷