SiliconLabs：探讨蓝牙定位技术（11页）.pdf

1、 蓝牙定位技术 作者：Silicon Labs无线产品经 Priyanka Sukumar 2 随着近来蓝牙技术的普及，个人和行业都选择蓝牙而非传统的RF设备作为定位技术，并从中受益。蓝牙技术由蓝牙技术联盟(SIG)认证，蓝牙技术提供标准化的无线技术解决方案，可在许多现有产品中轻松获得，这些产品（例如智能手机）可以用作通用接收器。因此，许多组织都在大投资蓝牙领域以扩展其功能、进一步延长电池寿命并提升产品销量。蓝牙测距技术是通过信号属性或包传输特征，对两个或更多设备之间的距离进行测量。现在蓝牙测距技术开始替代RFID或NFC用于各种目标测距应用。这些应用可以分为两类：接近感知系统（例如数字钥匙）

2、和定位应用，在定位应用中可以使用三边测或三角测来跟踪对象。定位应用的例子包括资产跟踪、个人物品查找和室内导航等。本白皮书探讨了目前这些定位应用采用蓝牙技术带来的好处，并将深入探讨如何使用同的测距技术扩展蓝牙测距技术。此外，本白皮书还着眼于一些新兴的蓝牙技术，并探讨了Silicon Labs如何提供一个生态系统以开发强大、可靠和安全的蓝牙连接技术。3 访问控制 入门控制 蓝牙位置服务的主要应用 许多基于位置的接近感知系统和定位系统，例如医疗业、制造设施和政府机构的相关系统，都可以通过使用蓝牙进定位并从中获益。例 如 图 1中的医院。在这所医院中，出于健康和安全考虑，某些场所仅限某些患者和医生进入

3、。借助蓝牙数字钥匙技术，可以轻松实现进入权限管理和进入安全警报。蓝牙智能资产管使跟踪诸如携式医疗设备等关键资产成为可能，例如病床和各种急救设施。智能资产管仅可以提高工作效率，还可以通过降低寻找正确设备所需的时间来挽救生命。此外，由于医院是大型基础设施，因此还可以通过蓝牙技术实现室内导航。图1.蓝牙定位技术在医院不同场景中的应用示例 资产管理 医院资产库存初级定位 提高工作效率 下面让我们详细地了解这些定位技术是如何通过蓝牙实现的。4 室内资产追踪 为了提高效率、生产和员工安全性，大型机构如医院和工厂都需要配备能够准确跟踪其重要资产的系统。本白皮书的后续部分探讨了蓝牙实时定位系统(RTLS)的几

4、种同实现方式，这些实现方式为资产跟踪提供了同级别的跟踪精度和接近度详细信息。对于需要精确定位的应用，当今最常见的解决方案是使用接收信号强度指示(RSSI)，这是衡接收器蓝牙信号功率级别的指标。简而言之，RSSI数据允许仅通过查看接收信号的强度来确定资产的大致位置。由于RSSI值是负的，因此当RSSI值越接近零时，资产也越接近接收器。如今，由于大多数企业级WiFi接入点都内置了能够测RSSI的蓝牙无线电，因此如需了解资产的大致位置，RSSI是非常不错的低成本方案，通常可实现五米左右的测量精度。要实现精确的定位则需要测向技术。蓝牙5.1中发布的到达角(AoA)可实现亚米级精度定位资产。为了通过Ao

5、A跟踪资产，蓝牙发射器芯片需要连接到资产上并断发送蓝牙数据包。数据包由天线阵列捕获，天线阵列可以安装在天花板上。资产标签发送的蓝牙信号在蓝牙数据包的末尾添加了连续波扩展(CTE)。一旦天线阵列接收到这些数据包，天线阵列就会利用所有天线捕获信号的相位差。然后将天线捕获的数据发送到实时定位(RTL)库，在该库中执三角测以计算资产的x、y、z坐标。为了实现蓝牙设备间的高精度距离测(HADM)(具备厘米级精度)，蓝牙技术联盟目前正在制定一项相关规范。虽然该规范尚未正式发布，但是它将可能利用HADM技术实现准确的资产跟踪。5 室内导航 虽然如今使用GPS进户外导航十分普遍，但在诸如医院或机场这样的大型、

6、复杂的室内空间中进行定位导航却具有挑战性，因为这些场合缺乏导航基础设施来确定人员的当前位置。然而，蓝牙技术提供了多种方案来实现可靠的室内导航。方案之一是将蓝牙信标技术整合到现有的基础设施中。信标可以提供持续的无线电传输，可以被信标半径内的任何蓝牙扫描仪发现。对于大多数商业设施而言，一种方案是将信标添加到现有的WiFi接入点和网关。另一种方案是将无线或蓝牙连接整合到照明系统，之后发送信标，这样做还有另一个好处，那就是降低电缆使用的数。一旦信标就位并且访客可以在智能手机等支持蓝牙的设备上访问室内楼层地图，蓝牙信标系统就可以像在室外使用GPS一样轻松地用于室内导航。信标技术的准确性取决于安装的信标数