蓝牙实时定位技术的2种实现方式及相关开发需求推荐

发布时间:2024-02-23 阅读量:1219 来源: 我爱方案网 作者: wenwei

【导读】蓝牙定位是BLE蓝牙模块的重要功能,可以弥补GPS无法覆盖室内定位的场景。例如,应用于贵重资产和人员追踪,室内导航,电子围栏构建等。工业 4.0时代,有各种技术可用来部署实时定位服务 (RTLS) ,而RTLS 装置正越来越多地转向蓝牙 5.1 测向技术,因为它结合了高精度室内定位和低功耗蓝牙硬件的低成本、低部署成本优势。在快包平台的蓝牙定位相关开发需求也朝着更高精度、更低功耗的方向发展。今天快包分析师将推荐相关开发需求以及满足开发需求的低功耗、低成本蓝牙模块。同时也介绍了蓝牙实时定位技术的2种实现方式。



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项目名称:幼儿园蓝牙定位手环方案

项目详情


1、幼儿园蓝牙定位手环方案;

2、低功耗;

3、定位精度高;

4、方案细节、预算详谈。


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蓝牙实时定位技术的实现方式


蓝牙可以通过以下2种方式实现室内 RTLS 技术:


1、蓝牙接收信号强度指示器 (RSSI)


Received Signal Strength Indication(RSSI) 蓝牙接收信号强度指示器支持 RTLS,通过比较接收信号强度和已知的信标位置,使设备能够确定与其附近的蓝牙信标的大致距离。与 Wi-Fi 指纹或 ToF 相比,RSSI 所需的能耗量更少,成本更低,但其精确度有限。RSSI 的准确性会因环境因素的影响而进一步降低,如湿度和机器人,或者人在设施中移动将干扰蓝牙信号水平。


如果室内定位精度要求不高,基于RSSI的定位技术完全可以满足。而且,现阶段对于作为节点的传感器,都能够完成发射测试信号功率的任务。主要进行实验时,节点发送数据包,也获取RSSI的测量值。该定位技术既无需额外硬件,又能完成复杂信息的分析处理,减小通信消费,节约成本,比较适用于无线传感器网络的定位系统。


上述定位方式通过信号强度估算距离,其精度一般为1到10米,该精度无法满足市场要求,针对该问题,蓝牙5.1引入了到达角(AoA)和出发角(AoD)寻向算法,实现厘米级定位。AoA 通常用于跟踪资产的位置,而 AoD 则是使机器人能够以高精确度、低延迟来确定其在设施中的位置的首选技术。AoD相比于AoA,实现起来也更复杂,目前主要的还是应用AoA方案来实现定位。


2、AoA定位


即蓝牙接收器拥有复数个天线,发射天线与每个接收天线距离有差异,故发射出的信号在每个接收天线有接收时差,就可以计算出相位差。


蓝牙 AoA 是最新、最准确的室内 RTLS 技术。定位精度10~30cm;除了高精确度外,其能耗相对较小且成本低。然而,与其他替代方案相比,这种方法的实施更为复杂。适合资产标签定位,体育场人员定位及养老院定位系统。


对于开发者来说,利用射频信号来获得计算收发器位置所需的AoA和AoD数据的射频 (RF) 同相和正交 (IQ) 信息极具挑战性,并且需要整合多个天线。即使能够捕获 AoA 和 AoD 数据,在准确判定被追踪物品的位置之前,位置计算也会因众多因素而变得复杂,这些因素包括多路径传播、信号极化、传播延迟、抖动、噪声等等。


对开发者来说,幸运的是完整的蓝牙 AoA 和 AoD 解决方案包括了 IQ 数据收集和预处理、多路径成分抑制、环境因素补偿和天线间的相互耦合。快包分析师推荐TI CC2642R蓝牙模块 串口透传蓝牙5.2主从一体机。


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RF-BM-2642B2 是基于TI CC2642R 为核心自主研发的蓝牙 5.2模块。模块除了集成负责应用逻辑的高性能 ARM Cortex-M4F 处理器与一个专用于负责射频核心的ARM Cortex-MO 处理器之外还具有非常有特色的 16bit 低功耗传感器处理核心。具有 352KB 的可编程闪存和 88KB 超低泄漏 SRAM。支持AOA/AOD,定位精度最高30 cm;支持低功耗蓝牙5.2并向下兼容低功耗蓝牙5.0等。



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