在封閉的房間裡, 像交易會, 購物中心或機場, GPS 信號太弱，無法進行有針對性的室內導航. 然而, 藍牙信標室內導航將有助於您前往目的地. 在本文中, 我來講解藍牙信標室內定位. 我還向您介紹了我們可以體驗這個概念的應用程序.
處理藍牙信標室內導航的動機
每次我參觀交易會, 展覽, 或類似事件, 我陷入了以下情況: 在入口, 我收到了一份傳單，上面有活動的場地計劃和每個展台的簡要說明.
我嘗試的第一件事是在地圖上找到自己的位置. 然後我尋找我感興趣的展台. 最後, 我想出了一條最佳路線，以便我可以通過最短路線參觀所有看台.
您是否通過參觀您自己的展會了解這些注意事項?
在這種情況下, 我一直在想，如果有一個移動應用程序可以接管封閉房間/建築物中的導航，那該有多好. 問題一直存在, 為什麼沒有這樣的室內導航應用? 這些功能的實現是否極其複雜, 昂貴或不可能?
我與同事 Jan Winter 分享了我對室內導航的看法, 我們開始研究如何為任何事件實現帶有交互式地圖的導航應用程序.
藍牙信標室內導航挑戰
為事件創建帶有交互式地圖的導航應用程序時, 有兩個基本問題需要解決: 導航和地圖數字化的實施.
導航
導航對於確定自己的位置很重要, 用於規劃路線和導航自己. 這 “經典的” 導航版本基於全球導航衛星系統 (全球導航衛星系統) 例如 GPS, 格洛納斯, 伽利略或北斗，在建築物外的開放空間完美工作.
GNSS 信號在建築物內部分存在或根本不存在, 所以導航非常不精確或根本不可能. 此處使用了用於自動定位的其他定位技術.
由於大多數貿易展覽會和展覽都是在封閉的房間內進行的，因此室內導航本身提供了非常廣泛的應用, 我們決定專注於這種技術.
正如已經提到的, 建築物內的導航稱為室內導航或室內位置跟踪. WLAN 或藍牙技術主要用於位置確定. 在這兩種情況下, 當前位置可以根據不同信號源（例如 WLAN 路由器或藍牙信標）的信號強度和坐標來計算 (BLE信標) 以及與他們的距離.
經過進一步研究和權衡利弊, 我們決定採用藍牙技術. 我們使用藍牙信標和 iBeacon 導航作為信號源. 這些是低能耗的藍牙設備 (低功耗藍牙, 縮寫 BLE).
室內定位信標可以將其識別數據發送到附近的其他電子設備. 在我們的情況下, 這些是智能手機. 識別數據因協議而異, IE. Eddystone 或 iBeacon.
藍牙信標 室內導航相比WLAN有以下優勢:
• 低能耗: 藍牙信標定位不必連接到市電. 電池壽命平均為兩到五年.
• 降低採購成本: 一個低功耗藍牙信標的成本約為 20 至 30 歐元.
• 安裝靈活性: 由於尺寸小和形狀不同, 藍牙低功耗信標可以放置在任何地方並且通常不會被發現.
地圖轉換
我們希望卡片能夠響應用戶交互. 點擊特定位置時, 該應用程序必須清楚地標識此位置. 這使他們能夠顯示關於展台或房間的描述或附加信息, 例如. 此外, 應該可以在地圖上標記特定位置, 例如, 顯示用戶的當前位置.
從上面描述的用例可以得出, 除了站點計劃的圖像, 需要包含坐標的元數據, 尺寸, 和地圖元素的形狀.
尋找可以分析和評估地圖圖像或場地規劃的軟件一無所獲.
我們, 所以, 決定找一個程序代替, 您可以使用它在地圖上手動標記和命名對象，並以開放數據格式導出結果數據. 我們注意到 LibreCAD.
這個免費的 CAD 軟件滿足了我們的所有要求，並且可以將項目數據導出為 SVG 文件.
原型信標位置跟踪
為了實現我們的想法，同時進行現場實驗, 我們決定為我們的萊比錫辦公室開發一個原型移動導航應用程序.
它是一個適用於 Android 和 iOS 的單屏應用程序，具有以下功能:
飛漲: 用戶可以放大和縮小地圖.
房間描述: 當您點擊辦公室房間或區域時, 相應的描述顯示在新屏幕中.
過濾功能: 在過濾器彈出窗口中激活某些過濾器類別時, 地圖上標出了相關的房間和區域.
定位: 當您點擊位置按鈕時, 導航應用顯示用戶當前所在的辦公空間或區域.
為了能夠確定位置, 我們在每個辦公室房間安裝了一個或兩個藍牙信標, 取決於它的大小.
iBeacon 協議用於信標和智能手機之間的通信, 因為它與 iOS 和 Android 兼容.
室內定位信標的工作
將藍牙信標分配給特定房間, 我們使用 iBeacon 協議的識別數據, 其中包括 UUID, 以及設備的主要和次要值. UUID 表示它屬於某個超級組 (例如某個建築物).
主要值將信標分配給子組, 例如, 建築物的一層, 次要值標識了信標本身，因此, 例如, 一個特定的房間.
我們開發了一種快速且用戶友好的地圖數字化方法: 您在 LibreCAD 中加載地圖圖像, 標記各個辦公室房間和區域的輪廓, 為每個輪廓分配一個 ID 並將結果導出為 SVG 文件.
我們手動將房間的名稱和描述以及過濾器功能的數據寫入一個 JSON 文件，然後將它們與地圖圖像和關聯的 SVG 文件一起插入到 Android 和 iOS 項目中.
什麼時候開始, 該應用程序讀取所有元數據並使用它來構建交互式辦公卡.
摩科智能 H2室內導航信標
結論
藍牙信標室內導航系統是一個有前途的多功能概念. 它可以用來確定你自己的位置, 確定展台, 博物館區域, 樓層, 和建築物的房間等等.
其他功能也是可能的. 例如, 您可以使用智能手機在進入閱覽室時將智能手機靜音或觸發特定位置的一般操作.
藍牙信標非常靈活. 它們易於安裝和配置, 可以放置在任何地方，不需要中央電源.
