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Com as pessoas passando mais de 80 a 90% do tempo em ambientes fechados, o posicionamento preciso em ambientes internos tornou-se uma necessidade para empresas e consumidores. Embora o GPS ofereça excelente cobertura em ambientes externos, tecnologias como o Bluetooth estão preenchendo a lacuna de posicionamento em ambientes internos. Em especial, o Bluetooth 5.1 introduziu novos recursos de localização por meio do Ângulo de Chegada (AoA) e do Ângulo de Partida (AoD) para permitir a localização precisa em ambientes internos. Este guia explorará como usar o AoA e o AoD do Bluetooth para obter uma localização precisa em diversos espaços.
Bluetooth AoA e AoD para localização de direção
O que é Bluetooth AoA e como funciona
O Ângulo de Chegada (AoA) do Bluetooth é um método para estimar a direção de um sinal Bluetooth de entrada usando conjuntos de antenas e diferenças de fase. O dispositivo que envia o sinal de localização de direção do Bluetooth LE usa uma única antena, enquanto o dispositivo receptor (chamado de localizador) possui um conjunto de antenas com pelo menos duas antenas.
O localizador realiza amostragem de QI no sinal recebido à medida que alterna entre as antenas do conjunto. Isso resulta em diferenças de fase entre os sinais recebidos em cada antena devido às diferentes distâncias da linha de visão do transmissor.
Ao analisar essas diferenças de fase, o localizador pode calcular o ângulo de chegada – a direção de onde o sinal Bluetooth chegou. Mais antenas no conjunto permitem estimativas de ângulo mais precisas.
À medida que o dispositivo transmissor se move, o localizador pode rastrear a mudança do ângulo de chegada ao longo do tempo. Isso permite que o sistema estime a posição e o movimento do transmissor com base nas mudanças de direção dos sinais Bluetooth recebidos.
O que é Bluetooth AoD e como funciona
O princípio básico do uso das diferenças de fase dos sinais para calcular o ângulo é o mesmo, mas AoD e AoA invertem os papéis dos dispositivos transmissores e receptores. Em AoD, o transmissor possui múltiplas antenas e o receptor possui uma única antena. Dispositivos com múltiplas antenas utilizam múltiplas antenas para enviar sinais, enquanto dispositivos receptores recebem todos esses sinais individuais por meio de uma única antena.
O dispositivo transmissor envia sinais de cada antena. Ao analisar as diferenças de fase entre esses sinais, o receptor de antena única estima o ângulo de partida – a direção de onde os sinais foram transmitidos. Isso permite o posicionamento em ambientes internos, com um transmissor AoD fixo enviando sinais direcionais para receptores AoD, como telefones. O receptor usa o ângulo para se localizar em relação ao transmissor. Assim como o AoA, o AoD usa diferenças de fase entre vários sinais de antena para calcular o ângulo.
Analisando a diferença entre esses sinais para estimar a direção relativa do sinal em que eles saem.
Benefícios do Bluetooth AoA/AoD dDireção fencontrar
A localização de direção Os recursos introduzidos no Bluetooth 5.1 oferecem aos consumidores e empresas novos e poderosos benefícios:
- Posicionamento e navegação internos precisos
A localização por GPS permite uma precisão de até 0.5-1 metro no rastreamento de dispositivos Bluetooth em ambientes internos, onde o GPS tem dificuldades. Isso facilita o mapeamento e a navegação detalhados em ambientes internos.
- Rastreamento de localização em tempo real
Como os sinais Bluetooth estão disponíveis continuamente, eles permitem o rastreamento de localização em tempo real de ativos, inventário e até mesmo pessoas para aplicações como marketing de proximidade.
- Experiências aprimoradas baseadas em localização
O posicionamento preciso abre oportunidades para que as empresas enviem ofertas geocontextuais, permitam a navegação curva a curva em ambientes internos ou ajudem pessoas com deficiência visual a navegar com segurança.
- Casos de uso versáteis
A localização por Bluetooth se aplica a uma ampla gama de usos, como rastreamento de ativos, identificação de pontos de interesse, detecção de proximidade, análise espacial e muito mais. As possibilidades são ilimitadas e exploraremos mais adiante.
Real-world use cases do Bluetooth AoA
À medida que mais dispositivos integram a tecnologia Bluetooth, a localização AoA/AoD por Bluetooth permitirá interações mais fluidas entre o físico e o digital. Aqui estão alguns casos de uso reais possibilitados pela localização AoA e AoD por Bluetooth:
– Encontrar dispositivos perdidos, como rastreadores Bluetooth ou fones de ouvido, usando proximidade e direção.
– Navegação e sinalização em aeroportos, museus e outros espaços internos.
– Jogos baseados em localização, proporcionando experiências que se adaptam conforme você se move pelo espaço físico.
– Marketing e análise baseados em proximidade em lojas de varejo.
– Navegação robótica e prevenção de colisões usando inteligência espacial.
– Acompanhamento logístico e gestão de estoque em armazéns.
– Gestão de ativos fixos e cercas eletrônicas para empresas
– Aplicações de segurança como alertas de reuniões socialmente distanciadas com base em dados de localização em tempo real.
– Experiências de conectividade aprimoradas, pois os dispositivos interagem de forma inteligente usando o contexto de posicionamento.
Desafios de adotar o Bluetooth AoA localização de direção
Embora a detecção de direção Bluetooth AoA e AoD represente um grande avanço, certos desafios precisam ser enfrentados à medida que a tecnologia evolui. Alguns problemas importantes a serem superados incluem:
- Interferência de sinais refletidos: Superfícies reflexivas lisas, como metal e vidro, podem refletir sinais BLE AoA, causando interferência e medições de ângulo imprecisas.
- Desvio do conjunto de antenas: Matrizes de antenas de comutação RF de baixo custo e acoplamento mútuo, erros de centro de fase e erros de orientação podem introduzir erros de posicionamento que precisam ser compensados.
- Ambiente de piso ou área complexo: Pisos ocos, vários cômodos e separações físicas entre áreas tornam o posicionamento de alta precisão desafiador.
- Perturbação da direcionalidade da antena: Diferentes posições e orientações dos dispositivos perturbam a direcionalidade da antena, afetando a detecção do ângulo. As antenas precisam se adaptar a diferentes posicionamentos dos dispositivos.
AoA vs AoD: the ddiferenças, sforças e senergias
Tanto o Bluetooth AoA quanto o Bluetooth AoD facilitam a localização, mas existem diferenças notáveis. Atualmente, o Bluetooth AoA é a solução predominante no mercado, enquanto a solução AoD ainda está em fase de desenvolvimento.
| Transmissor | recebedor | |
| Bluetooth AoA | Terminal de posicionamento, antena única, processamento simples | Posicionamento de estações base, amostragem IQ, processamento complexo |
| Bluetooth AoD | Posicionamento da estação base, conjunto de antenas, processamento simples | Terminal de posicionamento, amostragem IQ, processamento complexo |
Abordagem de medição: O AoA Bluetooth mede o ângulo do sinal de chegada, enquanto o AoD mede o ângulo do sinal de partida. Um rastreia os receptores, o outro rastreia os transmissores.
Hardware: O Bluetooth AoA requer um conjunto de antenas no receptor, enquanto o AoD precisa de um conjunto de antenas no transmissor. O ideal seria que ambos os dispositivos tivessem conjuntos.
Pontos fortes: O Bluetooth AoA é melhor para rastrear dispositivos móveis, enquanto o AoD se destaca na cobertura de transmissores fixos espalhados por um espaço.
Seu uso sinérgico melhora a precisão e a confiabilidade da localização. AoA e AoD se complementam bem, em vez de competir.
Bluetooth AoA vs UWB para posicionamento interno
A banda ultralarga (UWB) é outra tecnologia que vem ganhando força para posicionamento interno de alta precisão. Como ela se compara à detecção de direção Bluetooth AoA? A UWB oferece altíssima precisão, de até 10 a 30 cm, em comparação com cerca de 0.5 a 1 metro do Bluetooth. No entanto, a UWB tem maior consumo de energia e custos de hardware.
Dadas as distintas demandas tecnológicas em diferentes cenários, o Bluetooth AoA e o UWB encontram seus próprios nichos de aplicação. Por exemplo, a tecnologia UWB é mais adequada para ambientes abertos, enquanto a tecnologia AoA se destaca em salas densamente povoadas. Em áreas com pilares de grande porte, a solução AoA se mostra mais adequada, enquanto em ambientes unidimensionais de longa distância, a tecnologia UWB prevalece. Consequentemente, a ideia de fundir e integrar os pontos fortes dessas duas tecnologias ganhou força.
A abordagem para integração tecnológica também depende das necessidades específicas da aplicação. Setores como processos de produção industrial, assistência médica inteligente, prisões inteligentes e plantas químicas exigem a integração de UWB, Bluetooth AoA e até mesmo outras tecnologias como Zigbee, Wi-Fi, LoRa, entre outras.
Kit MOKOSmart Bluetooth AoA para localização interna
O MOKOSmart oferece uma maneira rápida e acessível de adicionar recursos de localização por Bluetooth aos serviços de localização. Nosso Kit de Localização de Produtos Bluetooth AoA integra vários Beacons Bluetooth e localizadores AoA para simplificar o posicionamento e a navegação em ambientes internos.
Principais características do AoA o kit inclui:
- Fornece uma série de etiquetas Bluetooth AoA para rastrear pessoal, ativos e equipamentos
- Gateway Bluetooth compacto com múltiplas antenas e suporte Bluetooth 5.1 AoA que pode cobrir áreas de até 500 m2
- Conecte-se a serviços de nuvem via WiFi ou Ethernet para análise e visualização de dados
- Forneça SDKs iOS e Android para fácil integração
- Obtenha precisão de posicionamento de até 0.1~1m para localização precisa
Com histórias de sucesso em diversos setores, a MOKOSmart dedica-se à inovação da tecnologia Bluetooth AoA para aplicações avançadas de rastreamento interno. Nosso kit AoA permite o desenvolvimento rápido de serviços de localização precisos.
A fo futuro é eemocionante para Bluetooth local
A localização por Bluetooth via AoA e AoD proporciona rastreamento interno preciso em tempo real. Essa precisão cria oportunidades para experiências espaciais perfeitas em ambientes internos. Com precisão de nível de medidor, a localização por Bluetooth impulsiona a próxima geração de conectividade interna inteligente e contextual. Embora o RSSI tenha impulsionado os serviços de localização até agora, o Bluetooth 5.1 AoA traz um posicionamento mais preciso. Como empresas como MOKOSmart Com o avanço do hardware e dos padrões, a detecção de direção do Bluetooth continuará avançando, impulsionando o futuro da localização interna perfeita.
