店铺
GPS等户外定位技术, 北斗, GNSS 如今风靡一时，应用广泛. 突出的集成可以在 Google 地图等应用程序中看到. 尽管如此, 我们几乎花了 90% 我们在室内的时间, GPS 信号无法正常工作的地方. 这就是 RSSI 定位在室内场所流行的原因. 用于蓝牙通讯, RSSI 值显示信号强度和连接质量. 这里, 我们将详细解释蓝牙 RSSI, 包括其正常范围和对蓝牙通信的影响.
了解蓝牙 RSSI
RSSI, 这是接收信号强度指示的缩写, 指评估无线设备接收到的信号强度的测量. 在蓝牙通讯中, 很容易理解蓝牙RSSI值, 它代表蓝牙设备接收信号的强度，直接影响通信质量和距离. 蓝牙 RSSI 值通常显示为负 dBm 值. 更高的价值 (更接近 0) 表明信号强度更好. 理论上, RSSI 范围是从 0 至-100dBm.
常用的公式是
RSSI 值 = 接收信号功率 – 本底噪声 + 校准系数.
蓝牙 RSSI 的优势怎么强调都不为过, 从其广泛的室内应用我们可以看出. 随着蓝牙版本的更多迭代, 尤其是随着蓝牙低功耗技术的发展, 蓝牙 RSSI 定位将变得更加容易.
蓝牙RSSI定位方法的类型
蓝牙RSSI定位方法主要分为网络侧定位和终端侧定位.
网络侧定位
网络侧定位主要包括手机, 蓝牙信标, 蓝牙网关, 和服务器. 我们需要在目标区域部署蓝牙信标和网关. 当终端设备进入该区域时, 它将接收来自信标的 RSSI 数据. 然后网关将收集到的数据发送到云端服务器, 然后服务器会使用定位算法计算出设备的位置. 如果发射器和接收器之间的距离较近, 信号强度会更好.
这种方法的优点是云服务器集中计算, 移动设备只需扫描并上报数据. 缺点, 当然, 就是需要预先部署相关的基础设施来进行定位.
终端侧定位
终端侧定位的架构要简单得多，主要涉及设备本身和目标区域的蓝牙信标. 智能手机等终端设备从不同信标接收 RSSI 数据，然后使用其内置定位算法来估计其位置.
无疑, 这两种方法都需要我们在目标区域部署一定数量的蓝牙信标. 在应用方面, 网络侧定位主要用于对人员、资产的位置进行跟踪定位, 而终端侧定位更适合室内导航.
蓝牙RSSI定位算法
不言而喻，蓝牙RSSI定位的关键是如何准确地将RSSI数据转换为位置坐标. 这里, 我们将蓝牙 RSSI 定位算法分为基于距离测量或不基于距离测量的两大类: 需要距离测量的算法和不需要距离测量的算法.
需要测量距离
我们首先看一下需要距离测量的定位算法, 此类算法需要首先估计目标设备与参考节点之间的距离 (IE。, 一个灯塔) 使用 RSSI 值. 然后, 根据获得的距离信息, 然后计算目标设备的最终位置坐标.
(1) 三边测量
三边测量是一种基于三角形几何原理的相对简单的定位算法. 假设有三个不共线的蓝牙信标AP1, AP2, AP3, 到目标M点的距离为d1, d2, d3, 分别. 我们可以以这三个信标的位置为中心画三个圆圈, 和 d1, d2, d3 为半径, 分别. 这三个圆的交点也就是目标M点的坐标.
(2) 最小二乘法
事实上, 我们通常部署超过 3 目标区域内的蓝牙信标. 这一点, 我们需要使用最小二乘法来估计目标节点的位置. 假设我们测量每个信标到目标节点M的距离, 我们可以根据每对已知距离和信标位置得到一个方程. 通过结合所有方程, 我们可以得到一个超定方程组. 最后, 使用最小二乘法求解该方程组可以估算出未知节点 M 的最佳位置坐标.
无需距离测量
这些算法直接利用RSSI指纹数据进行定位. 我们不需要先计算距离, 这样可以有效避免距离估计的误差.
(1) 质心确定
质心是一个假想的点，系统的质量被认为集中在该点. 质心定位方法利用其接收到的周围信标的位置来估计其几何形状的质心位置. 该方法的算法很容易理解, 计算量小, 定位精度取决于部署的信标的密度.
(2) RSSI 指纹识别
RSSI 指纹识别是一种基于场景分析的非参数定位技术. 它通过将实时信号与 RSSI 指纹数据库进行匹配来进行定位. 指纹定位分为两个阶段: 1) 离线阶段根据室内 RSSI 数据构建指纹库. 2) 在线定位阶段找到与接收信号的最佳指纹匹配, 使用其位置作为目标的位置估计. 其优点是精度高、参考点少, 但缺点是指纹数据库创建繁琐，难以适应环境变化.
RSSI 测量和蓝牙通信
在上一节中, 我们讨论了测量蓝牙 RSSI 值的各种方法和算法. 在实践中, 塑造最佳环境很难, 因此蓝牙信号强度会随着通讯距离的增加而衰减. RSSI 信号范围为 0 〜 100, 与 0 是理想的情况, 实践中不存在. 当RSSI值接近 -50, 蓝牙连接信号良好.
– 高于-50dBm: 信号极强，适合近场通信
– -50dBm 至 -80dBm: 正常短距离使用的理想信号强度
– 低于-80dBm: 信号非常弱，存在丢包和间歇性断开连接的风险
在 低功耗蓝牙, RSSI是必须上报的参数之一. 周期性广告频道的 RSSI 对于定位非常重要，因为移动设备在没有连接的情况下扫描它们. 对于 BLE 设备, 由于它们的功率较低, 在相同距离下，它们的 RSSI 值将低于经典蓝牙. 为了实现低功耗通信, BLE RSSI 的一般值保持在 -50 〜-80dBm.
如何 C哎呀，蓝牙 RSSI 已打开 s智能手机
由于蓝牙技术的普及, 我们在日常生活中经常使用智能手机蓝牙进行室内导航. 现在几乎所有的智能手机都提供了查看所连接设备的蓝牙RSSI值的功能. 这里我们以Android系统为例, 步骤如下:
- 打开 “设置” 并前往 “连接设备” 要么 “连接首选项”.
- 启用蓝牙.
- 手机将扫描并显示附近可连接的蓝牙设备.
- 在设备列表中, RSSI 值介于 -100 和 0 为每个设备显示, 代表手机和该设备之间的信号强度.
如果您想查看和监控全面的蓝牙RSSI值记录, 我们可以使用BLE Scanner和BLE Tool等专业工具. 通过观察设备的RSSI值变化, 我们可以非常直观的了解手机与各个设备之间的大概距离和信号强度. 如果我们移动手机, RSSI值也会改变. 有趣的是, 相同距离的设备之间的 RSSI 读数可能不同.
蓝牙RSSI的应用 r真实世界 s场景
尽管需要克服一些挑战, 基于RSSI的蓝牙定位技术仍有广阔的应用前景. 与任何进步一样，蓝牙 RSSI 定位有望在更多领域实现. 目前, 一些典型的应用场景包括但不限于:
室内定位导航
商场等大型室内场所, 展厅, 博物馆, 等等, 蓝牙RSSI定位可为客户提供导航路线和位置信息服务. 除了, 可以引导大型展览参观者参观的顺序, 避免拥挤问题.
资产和人员管理
在工厂, 公园, 和医院, 我们可以安装 蓝牙信标和标签 关于重要资产和人员. 结合蓝牙RSSI定位系统, 我们可以实现实时监控和管理.
智能零售和商业分析
零售业, 使用蓝牙 RSSI 定位可以为零售商带来新的商业价值. 通过追踪顾客的移动轨迹和停留时间, 零售商可以分析顾客的购物行为. 所以, 有效帮助商家识别热门产品和高流量区域, 制定晋升计划并安排员工安置.
智能家居和室内定位
通过在家庭中部署少量蓝牙信标, 房主可以实现人员和宠物的室内位置跟踪, 例如了解老人或小孩的当前位置，防止他们发生意外. 另外, 房主可以自动调节灯光等家电, 温度控制, 等等, 根据用户的位置, 实现真正的智能家居体验.
蓝牙RSSI与比较 蓝牙 协议
除了基于RSSI的定位, 最近在蓝牙定位中出现了另一种定位技术, 作为。。而被知道 蓝牙迎角. 它通过三角测量测量无线电信号到达天线阵列的角度来确定移动设备的位置. 潜在迎角定位理论上可以达到一米甚至更高, 大大超越传统RSSI技术的定位精度.
因此, RSSI定位的主要好处是没有复杂的基础设施以及相当低的成本. 然而, 我可以注意到, 主要缺点是对条件的敏感性差. 以其高精度而闻名, 与 RSSI 定位相比，AoA 定位更准确. 当然, 它还具有基础设施成本高等缺点.
此外, 我们可以一起应用这两种技术. 例如, 通过RSSI估计出目标所在的具体区域后, 我们可以采用AoA方法在一定区域内进行精确定位. 很快, 我们能够整合许多讨论过的技术，例如 RSSI, 协议, 等等, 与 UWB 等其他技术一起，充分利用每种技术的优点，开发出更加准确和可靠的定位解决方案.
蓝牙RSSI定位的未来发展
蓝牙 5.2 版, 发布于 2020, 定位能力显着增强, 包括对 AoA/AoD 定位和 RSSI 校准的支持. 与此同时, 这些改进将进一步增强蓝牙定位的准确性和可靠性. 毫无疑问，未来版本的蓝牙将继续加强定位能力.
使用单一无线技术进行定位有其局限性. 因此, 融合多种技术优势是未来趋势. 例如将蓝牙 RSSI 与 WiFi 指纹定位相结合，或与 UWB 等更精确的技术结合使用 (超宽带).
如果您想考虑采用任何蓝牙 RSSI 定位解决方案, 只需与我们的蓝牙专家交谈即可!
