BLE蓝牙模块功能应用②——定位功能

【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。本文将从iBeacon概述、定位技术原理以及行业应用来展开介绍，带大家熟悉了解BLE蓝牙模块的定位功能。

iBeacon概述

iBeacon是苹果公司于2013年9月发布的一种基于低功耗蓝牙的通信协议，是一个低功耗的蓝牙信标。它基于BLE技术，工作在广播模式，利用BLE的广播帧定期发送通告帧（Advertising），支持BLE的设备可以接收到。广播的发射功率可以调整，不停广播蓝牙设备的mac地址、UUID等固定字节的字符串信息。iBeacon蓝牙定位技术具有低功耗、低成本、易部署的特点。

ZLG52810是广州致远电子股份有限公司推出的一款低功耗、低成本和小尺寸的BLE透传模组。其内部预设丰富AT指令集，支持使用AT指令调整发射功率、切换工作模式、复位模组等，还支持iBeacon自定义广播包，可实现室内定位等应用。

定位技术原理

基于RSSI的定位原理：以发信设备作为定位节点，受信设备接收到发信设备信号，将信号强度转化为到节点之间的距离，再根据其几何关系确定受信设备位置。

图1 RSSI定位示意图

上述的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AOA和AOD寻向算法，实现厘米级定位。

AOA称到达角度定位，发信方为单天线，受信方为多天线。发信方的连续波信号到达受信方后，由于受信方每个天线与发信方的距离差异，到达时间有差异，造成电磁波的相位差异。此时每个天线得到不同的相位信息，利用天线间的相位差，计算得到到达角度。

图2 AOA定向模型

AOD称出发角度定位，发信方为多天线。分时发送同一个连续波信号。由于每个发射天线和接收的天线距离不同，信号到达受信方后形成相位差，利用相位差，计算得到出发角度。

图3 AOD定向模型

行业应用

融合了AOA和AOD的iBeacon定位技术使蓝牙定位精度更高，更加符合市场需求。

1. 追踪管理

应用于贵重资产和人员追踪，例如医院对贵重医护设备和病人进行实时定位，通过后台服务器实现更安全便捷的管理。

图4

2. 室内导航

应用于商场店铺、停车场等大型建筑或室内场所导航，人们可以通过APP或小程序来获取蓝牙定位系统计算获得的精确定位，并获取最优的导航指引，便于人们快速抵达目的地。

图5

3. 室内导航

应用于电子围栏构建，例如在共享单车允许停车区域部署蓝牙道钉，它会侦测区域内符合要求（特定名称和UUID）的共享单车，管理者能够实时监控相关车辆的动态，及时作出相应的处理措施，减少共享单车乱停乱放现象。

图6

结语

可以发现BLE蓝牙模块的定位功能可应用在多种场景和行业中，尤其在蓝牙5.1新增了AOA和AOD定向技术之后，蓝牙定位精度越来越高，应用越来越广泛。它可以解决GPS室内定位的缺陷问题，促进行业的发展，提高用户体验。

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