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如何计算蓝牙BLE信标接近距离?

最新更新时间:2016-11-24
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蓝牙信标(Bluetooth Beacon)可以结合室内导航、即时推播广告等创新应用,因此市场需求正日益涌现,然而其实现的技术上仍有一定的挑战,举例来说,计算用户和信标之间距离就是一项极大的挑战。因为,1) RF信号根据不可预测的环境因素衰减,2)蓝牙信标不使用一致的RF发射功率,以及3)现有技术的限制。有鉴于此,芯科科技(Silicon Labs)蓝牙无线解决方案技术团队撰写了一篇题为“开发低功耗蓝牙信标”白皮书,帮助设计人员了解蓝牙信标设计,欢迎点击“阅读原文”Silicon Labs中文论坛观看完整文章并下载白皮书。

定位蓝牙信标的关键

今天,定位信标的唯一可行方案,在没有地理信息定位的前提下,是根据RSSI(信号接收强度指示)和RF传播功率,估算其到接收器的距离。该方法只可以近似的估算接近事件,部分原因是RF在环境中根据无数的变量(湿度,人口密度,墙,墙体材料,传播功率,临近的障碍物,树木,金属)而衰减。


另一部分原因是,蓝牙信标没有单一的标准RF输出功率,因此其距离可以是小于1米,几米,多达500米。最后的原因是RSSI几乎不能指示方向。所以在实践中,接收和解码的信标数据包,并没有包含足够的信息来计算距离。


这里有一些有用的信息和技术。信标的发射功率包含在数据包结构里,而多数接收器拥有RSSI。使用这两个作为输入,RSSI+TX功率,接收器可以大致的估计到信标的距离。更进一步,如果可以计算多重接近,那么就可以开发判断接收器是在远离还是接近信标的应用。


一旦信标位置确定,智能手机应用就可以储存信息,用于下一次相遇事件。当信标识别码和服务被解码,智能手机或者相应的应用已经有了储存的位置。

 

在未来的蓝牙规范版本中,很可能会包括Angle-of-Arrival (AoA)和Angle-of-Departure (AoD)功能,其允许使用多个天线的蓝牙设备来决定另一台蓝牙设备的空间位置。AoA和AoD将支持高精度的定位功能,从而可以精确的确定位置,其精度科达到十数厘米

 

但标准的改进比较缓慢。在AoA和AoD被收录进标准之前,RSSI+ TX功率计算是最好的接近测量方式,因为真实状况下的墙,天气,人等因素,其变化很难预测。

 

为了帮助设计人员深入了解新一代的低功耗蓝牙标准,Silicon Labs的无线协议专家已经撰写了一篇白皮书,并在其中讨论了很多关于使用低功耗蓝牙技术来进行信标开发的信息。其目的是帮助你以正确的,稳定的解决方案快速到达市场。

 

其内容包括:

  • 测试信标应用来帮助你开发属于你自己的应用。

  • 提供了关于蓝牙技术的简短历史及其分支,包括蓝牙低功耗和信标。

  • 包括领先的信标伪标准及其细节。

  • 提供现场示例代码参考,和开发及部署的工具。

  • 提供终端到终端解决方案的信息,来帮助你开始开发。

 

欢迎点击下方链接,下载完整的“开发低功耗蓝牙信标”白皮书:http://www.silabs.com/products/wireless/bluetooth/pages/developing-beacons-with-bluetooth-low-energy-ble-technology.aspx

 

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