隨著物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)鏈逐漸走向成熟,各行各業(yè)對定位的需求也大大增加。由于GPS衛(wèi)星信號在室內(nèi)無法定位,且容易受到各種無線電信號的干擾,為實現(xiàn)“最后一公里”的室內(nèi)位置服務(wù),目前主流的室內(nèi)定位你技術(shù)多依賴于熱門的無線通信技術(shù),比如藍(lán)牙技術(shù)、WiFi技術(shù)、超寬帶技術(shù)等,其中藍(lán)牙定位和UWB定位應(yīng)用相對成熟。著重介紹一下應(yīng)用較廣的藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)和UWB室內(nèi)定位技術(shù)。
一、藍(lán)牙定位
藍(lán)牙定位:藍(lán)牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication,信號場強(qiáng)指示)定位原理。藍(lán)牙室內(nèi)技術(shù)是利用在室內(nèi)安裝的若干個藍(lán)牙局域網(wǎng)接入點,把網(wǎng)絡(luò)維持成基于多用戶的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接模式,并保證藍(lán)牙局域網(wǎng)接入點始終是這個微微網(wǎng)的主設(shè)備,然后通過測量信號強(qiáng)度獲得用戶的位置信息。
根據(jù)定位端的不同,藍(lán)牙定位方式分為主動定位和被動定位和主被動一體定位。
1.主動定位-基于藍(lán)牙Beacon的終端側(cè)室內(nèi)定位方案
主動定位,又叫終端側(cè)藍(lán)牙定位系統(tǒng)。采用高性能藍(lán)牙定位算法,基于低功耗ibeacon藍(lán)牙基站,定位精度在2米以內(nèi),支持多種移動終端室內(nèi)高精度定位導(dǎo)航,具備實時定位、路徑規(guī)劃、反向?qū)ぼ嚨裙δ?,可集成到微信公眾號、小程序、APP之中。此藍(lán)牙定位系統(tǒng)偏重于室內(nèi)路徑規(guī)劃和導(dǎo)航應(yīng)用。
系統(tǒng)構(gòu)成:由已嵌入或下載好SDK軟件包的智能終端設(shè)備(安卓iOS手機(jī)、平板電腦等)和ibeacon設(shè)備組成,也可以在線使用室內(nèi)地圖
工作原理:
在需要定位的區(qū)域內(nèi)部署藍(lán)牙beacon,一般至少需要鋪設(shè)3個藍(lán)牙beacon信標(biāo),定位算法要求至少知道三個點的RSSI值才能準(zhǔn)確地計算定位
1)藍(lán)牙Beacon會每隔100毫秒廣播一個數(shù)據(jù)包到周圍;
2)當(dāng)人攜帶終端設(shè)備比如智能手機(jī)進(jìn)入藍(lán)牙beacon信號覆蓋范圍內(nèi),智能手機(jī)在執(zhí)行掃描動作時,會間隔地接收到藍(lán)牙Beacon廣播出來的數(shù)據(jù)包
3)廣播包會指示來自于哪一個藍(lán)牙beacon從機(jī)的 MAC 地址和當(dāng)前的接收發(fā)送信號強(qiáng)度指示值RSSI。RSSI值是確定藍(lán)牙主機(jī)位置和藍(lán)牙Beacon 之間遠(yuǎn)近距離的依據(jù)。
4)然后通過手機(jī)內(nèi)置的定位算法,以及和地圖引擎數(shù)據(jù)庫的交互,就可以測算出藍(lán)牙主機(jī)(智能手機(jī))當(dāng)前的具體位置。
3.安裝方式:藍(lán)牙Beacon單獨工作,紐扣電池供電,不需要聯(lián)網(wǎng),安裝方便;在室內(nèi)環(huán)境間隔6-8米的距離部署藍(lán)牙Beacon,電池供電,待機(jī)2-5年。
4.應(yīng)用場景:藍(lán)牙終端側(cè)室內(nèi)定位一般用于超市室內(nèi)定位導(dǎo)航和精準(zhǔn)位置營銷等用戶終端,比如一些大型超市的室內(nèi)定位導(dǎo)航和基于位置的推送商品優(yōu)惠券等。室內(nèi)定位、導(dǎo)航;營銷路徑規(guī)劃、導(dǎo)航;反向?qū)ぼ?;基于位置的精?zhǔn)營銷
2.被動定位-基于藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位方案
被動式藍(lán)牙定位系統(tǒng),又叫藍(lán)牙探測定位系統(tǒng)。依托于精準(zhǔn)的室內(nèi)定位引擎算法和強(qiáng)大而豐富的藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)、藍(lán)牙定位標(biāo)簽(手環(huán)、工卡、ibeacon等),可實現(xiàn)定位區(qū)域全天候不間斷人或物的位置探測!此定位系統(tǒng)多用于后臺定位監(jiān)控前臺人或物的使用,廣泛應(yīng)用于養(yǎng)老院老人定位、單位訪客管理等場景。
系統(tǒng)構(gòu)成:由藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)、藍(lán)牙定位標(biāo)簽(藍(lán)牙工卡,藍(lán)牙Beacon,藍(lán)牙手表等藍(lán)牙標(biāo)簽)、終端(手機(jī)等帶低功耗藍(lán)牙的終端)、無線局域網(wǎng)及后端數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)成。
工作原理:
1)藍(lán)牙定位標(biāo)簽工作在iBeacon廣播狀態(tài),將自身的MAC地址、電量、心率等信息進(jìn)行廣播;
2)藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)掃描到藍(lán)牙定位標(biāo)簽的廣播信息,將相關(guān)信息通過網(wǎng)線或者WiFi傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器,后臺服務(wù)器運行藍(lán)牙定位算法,對有關(guān)信息進(jìn)行計算,獲取到藍(lán)牙定位標(biāo)簽的位置信息;
3)終端顯示應(yīng)用軟件將藍(lán)牙定位標(biāo)簽的位置信息在顯示屏上進(jìn)行顯示,可以實現(xiàn)實時位置跟蹤、軌跡回放、電子圍欄、心率監(jiān)測等功能。
安裝方式:在室內(nèi)環(huán)境間隔6-8米的距離部署藍(lán)牙網(wǎng)關(guān),為需要定位的人或者重要資產(chǎn)配置藍(lán)牙定位標(biāo)簽,網(wǎng)關(guān)支持POE交換機(jī)和DC 5V直流供電,需要連接網(wǎng)絡(luò)(有線/無線網(wǎng)絡(luò));
應(yīng)用場景:
1)與APP結(jié)合,可用于室內(nèi)定位導(dǎo)航;
2)人員定位跟蹤;
3)與客流分析軟件結(jié)合,可用于會展客流統(tǒng)計分析;
4)O2O智能考勤和資產(chǎn)定位:與一些智能卡片結(jié)合,可用于資產(chǎn)管理和員工管理。
3.主被動一體定位-同步實現(xiàn)定位和導(dǎo)航
主被動一體藍(lán)牙定位系統(tǒng)采用微能信息先進(jìn)的藍(lán)牙定位引擎算法,藍(lán)牙5.0網(wǎng)關(guān)、藍(lán)牙定位標(biāo)簽和ibeacon等一系列硬件,可以最大限度減少藍(lán)牙5.0網(wǎng)關(guān)的使用,節(jié)省用戶部署定位硬件的成本,集主動定位的自主導(dǎo)航功能和被動定位的后臺定位監(jiān)測功能優(yōu)勢于一體。此定位方案廣泛應(yīng)用于貴重資產(chǎn)定位管理、景點、醫(yī)院、停車場定位導(dǎo)航(反向?qū)ぼ嚕?、養(yǎng)老院智慧養(yǎng)老、展館博物館、訪客管理等應(yīng)用場景。
系統(tǒng)構(gòu)成:由藍(lán)牙Beacon,藍(lán)牙網(wǎng)關(guān),藍(lán)牙工卡及藍(lán)牙定位引擎算法,路由器和定位服務(wù)器,終端顯示器構(gòu)成。
工作原理:
1)Beacon工作在廣播狀態(tài),將自身的MAC地址、電量等信息進(jìn)行廣播;
2)工卡掃描到Beacon的廣播信息,將Beacon信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);
3)藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)收集工卡信息,將工卡轉(zhuǎn)發(fā)出來的Beacon信息發(fā)送給定位服務(wù)器;
4)定位服務(wù)器根據(jù)工卡和Beacon信息,計算出工卡位置,終端顯示軟件將工卡的位置信息進(jìn)行顯示,可以實現(xiàn)實時位置跟蹤、軌跡回放、電子圍欄等功能。
安裝方式:在室內(nèi)環(huán)境間隔6-8米的距離部署藍(lán)牙Beacon,藍(lán)牙網(wǎng)關(guān),為需要定位的人或者重要資產(chǎn)配置藍(lán)牙定位標(biāo)簽,網(wǎng)關(guān)支持POE交換機(jī)和DC 5V直流供電,需要連接網(wǎng)絡(luò)(有線/無線網(wǎng)絡(luò))。
應(yīng)用場景
展會分析:可實現(xiàn)全面數(shù)據(jù)統(tǒng)計,查看區(qū)域?qū)崟r人員及設(shè)備數(shù)量、熱力分布、實時電子圍欄狀況,進(jìn)出時間等信息;
智慧博物館:為參觀游客提供導(dǎo)航服務(wù)的同時后臺監(jiān)控游客的實時位置;
智慧醫(yī)療:為來訪人員提供導(dǎo)航服務(wù)的同時實施監(jiān)控病院和來訪人員的位置;
智慧養(yǎng)老院:通過設(shè)置虛擬電子圍欄,可以防止老人走失,為老年人的安全提供保障。
4.三種藍(lán)牙室內(nèi)定位方案對比
相比基于藍(lán)牙Beacon的終端側(cè)定位方案和基于藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位方案,集合了藍(lán)牙Beacon、藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)和5.0藍(lán)牙工卡的方案可大大降低成本,將繁瑣安裝過程簡化,同時可用作主動定位和被動定位,性價比高,缺點是工卡不能上傳健康信息,只能上報位置和報警。而藍(lán)牙手環(huán)既可以上報位置和報警,又可以上傳健康信息。
目前基于SKYLAB 藍(lán)牙信標(biāo)Beacon的主動定位,藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位及藍(lán)牙5.0主被動一體定位方案已經(jīng)運用于醫(yī)院、養(yǎng)老院以及監(jiān)獄等場所,并提供一整套的室內(nèi)定位解決方案,完善其人員管理機(jī)制。更多有關(guān)藍(lán)牙室內(nèi)定位方案應(yīng)用可直接訪問SKYLAB官網(wǎng)及阿里店鋪。