基于LoRa+藍牙的室內(nèi)場景定位技術(shù),藍牙主要負責(zé)位置服務(wù),LoRa主要負責(zé)數(shù)據(jù)傳輸。
01、LoRa和藍牙技術(shù)
LoRa全稱 “Long Rang”,是一種成熟的基于擴頻技術(shù)的低功耗、超長距離的LPWAN無線通信技術(shù)。LoRa主要采用的是窄帶擴頻技術(shù),抗干擾能力強,大大改善了接收靈敏度。
藍牙Bluetooth 是一種短程 (<10m內(nèi)) 寬帶無線電技術(shù),是實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)無線傳輸的全球開放性標準,基于低成本的近距離無線連接,為固定和移動設(shè)備建立通信環(huán)境的一種特殊的近距離無線技術(shù)連接。藍牙5.0針對低功耗設(shè)備速度有相應(yīng)提升和優(yōu)化,可結(jié)合LoRa對室內(nèi)位置進行輔助定位,提高傳輸速度,增加有效工作距離。
02、LoRa + 藍牙室內(nèi)定位方案架構(gòu)
基于LoRa+藍牙的室內(nèi)場景定位技術(shù),藍牙主要負責(zé)位置服務(wù),LoRa主要負責(zé)數(shù)據(jù)傳輸。兩者各自充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢,避免弱勢,從而實現(xiàn)低成本、易部署的綜合解決方案。
在室內(nèi)大規(guī)模的部署無需供電及布網(wǎng)的藍牙信標(iBeacon),以一定的時間間隔(通常為300ms-900ms)的頻次來發(fā)送自己的位置信息,而定位標簽(胸卡,手環(huán),定位器等)通過藍牙來監(jiān)聽位標的信息,收到周邊的藍牙信標的信息后通過 LoRa 基站發(fā)送到定位服務(wù)器,定位服務(wù)器輸出計算后的設(shè)備位置坐標。
此種方案充分發(fā)揮 LoRa 具備傳輸距離遠、繞射能力強、抗干擾能力強等技術(shù)特點,在室內(nèi)定位時可以較少的布設(shè)網(wǎng)關(guān),一般情況下 3000 平米布設(shè)一個網(wǎng)關(guān)即可實現(xiàn)覆蓋,從而極大程度上減少施工成本。
在定位精度上,通過藍牙位標的密度來控制精度,因藍牙位標因無需布網(wǎng)與供電,從而施工極其簡單,安裝時僅僅黏貼即可。
完整交互過程如下:
①?iBeacon藍牙信標工作在廣播模式,周期性將自身UUID、MAC地址、major、minor、電量等信息進行廣播;
②?定位標簽(胸卡,手環(huán),定位器等)掃描采集到iBeacon信標的廣播信息;
③?定位標簽?以一定的周期將掃描采集到的iBeacon信標的信息通過 LoRa 發(fā)送到LoRa基站網(wǎng)關(guān);
④?LoRa基站網(wǎng)關(guān),將定位標簽自身ID以及轉(zhuǎn)發(fā)的iBeacon信息通過4G或者以太網(wǎng)發(fā)送至定位服務(wù)器;
⑤?定位服務(wù)器?根據(jù)定位胸牌以及iBeacon的信息,通過運行定位算法引擎計算出定位標簽的位置,并與地圖服務(wù)器進行信息處理后,在展示終端展示出來;
⑥?應(yīng)用服務(wù)器?可實現(xiàn)實時位置跟蹤、軌跡回放、電子圍欄等功能。
LoRa + 藍牙室內(nèi)高精度定位方案優(yōu)勢如下:
穿透性能強,可實現(xiàn)3層樓的有效覆蓋;
傳輸距離遠,視距可達500m+,室內(nèi)100m+
模式自動切換,根據(jù)網(wǎng)關(guān)的覆蓋范圍,節(jié)點胸牌自動切換傳輸模式
施工更簡單,一個網(wǎng)關(guān)即可實現(xiàn)1W+平米的覆蓋,施工更簡單
定位精度高,定位精度最高2m
?03、應(yīng)用場景
倉儲物流園區(qū)追蹤:物品與車輛或貨架等的高精度匹配,主要的應(yīng)用場景是物品進出、車輛搬運物品時計數(shù)等,此類的定位需求主要采用RFID的定位技術(shù)。核心的技術(shù)特點是短距離、無源供電并且標簽間基本無干擾。
室內(nèi)厘米級高精度定位:核心是對工業(yè)自動化控制、自動導(dǎo)航車輛控制以及部分特定場所的人員、物品或車輛的定位,此類定位的核心需求是大面積的精準定位,技術(shù)特點為定位精度高、成本也相對較高。
室外大范圍米級定位:環(huán)境復(fù)雜的場所的人員、物品的定位,受制于技術(shù)手段及成本,并沒有真正的實現(xiàn)大規(guī)模的市場推廣,而通過將兩種不同的技術(shù)進行充分融合,能給很好的解決這類問題,這就是適LoRa與藍牙相結(jié)合的定位技術(shù)。