蓝牙定位技术应用场景

蓝牙定位技术背景：

 

 

位置信息在人们的日常生活扮演着重要作用，典型的位置服务（Location Based Services, LBS）包括对周边人物和资源查找、兴趣点推荐、旅游导航、会议指南等。LBS的核心任务是目标人或物的定位，无论是在空旷的室外环境还是遮挡的室内环境下，都要求LBS能够快速准确地获得移动终端位置并继而提供相应定制化、高质量的信息和服务。

全球定位系统（Global Positioning System, GPS）是迄今应用最为成功的定位系统，它通过GPS卫星信号接收机捕获、测量来自在轨卫星的广播信号，可以在全球范围提供高精度、全天候的连续定位能力。但在室内和高楼密布的城区等信号遮挡严重的密集环境中，由于接收机捕获不到足够强度的卫星信号，GPS的定位质量难以得到保证甚至无法完成定位，使其可用性受到严重制约。

蓝牙技术已经普遍应用于智能手机、健康手环和电脑等电子设备，得到广泛的关注。据蓝牙组织统计，目前有不少于80亿蓝牙设备，在未来，物联网高速发展中，蓝牙设备的数量会越来越庞大。由于卫星信号受到遮挡后衰减，室内定位一直是卫星定位的死角。近年来，基于现有的无线技术，人们进行了一些室内定位的研究和开发。其中，由于技术成本低，易部署、易施工、定位精度3-5米、基于低功耗蓝牙的定位方案受到人们的追捧，已经在市场上得到实际广泛应用

蓝牙信标定位技术基于蓝牙的RSSI信号强度值的三角定位技术原理实现定位，

AOA 定位一般是基于相位差的方式计算出到达角度，由于 AOA 涉及到角度分辨率的问题，若单纯 AoA 定位， 若离基站越近，定位精度就越高。

 

系统架构——蓝牙信标+LORA方案

 

• 蓝牙信标：铺设在室内需要定位的场所，普通精度定位区域。
  1. 21. 室内一般部署在场所内的天花板，距离地面4-6米，作为定位基础网络设施。
     21. 室外道路采用地贴式防牙信标，部署在地面道路上，间隔7-8米，设备支持3年长续航，
• 定位标签（胸牌或安全帽终端）：
  1. 21. 在定位区域，接收蓝牙信标信号，将信号测量结果通过LoRa协议或蓝牙5.0的通信协议进行定位数据回传；支持一键SOS报警。
     21. 手环支持消息指令下发、健康数据采集上报。
• 蓝牙LORA基站（通信）：基于510M和2.4G的双模物联网基站，室外支持500m覆盖半径，室内支持蓝牙5.0通信，与定位标签（如胸牌）通信，通过有线网络或4G网络将信息回传至服务器；
• 融合定位引擎：定位引擎，包含数据汇聚中间件和云端的定位解算等，支持将定位数据推送给第三方平台，包括定位数据、告警数据、状态数据等。
• 位置安全管理平台：提供地图信息，完成管理功能，具体包括业务管理信息模块（含地图管理）、人员资产管理、定位标签管理、历史轨迹、告警管理、统计模块等业务功能。

方案优势：

因为采用了低功耗蓝牙、LORA物联网定位技术，本方案具备造价低、部署简单快速等优点。

方案优势：

1. 采用云端/本地服务器兼容，B/S体系结构，具有高可靠性、稳定性、拓展性；
2. 软硬件一体化高度集成，安全管理一张图，支持2D/3D地图效果；
3. 资源共享，一套数字地图+传感器硬件，支持人车定位、智慧巡检；
4. 基于蓝牙定位技术以及低功耗远距离物联网通信技术，实现人员和车辆定位；
5. 根据不同场景按需定位，实现亚米级和1-3米的融合定位精度，延时低；
6. 轻量级定位系统，设备长续航，仅需要少量弱电施工，快速部署和交付。

系统架构——蓝牙信标+蓝牙AOA融合定位方案

 

 

 

• 蓝牙信标：铺设在室内需要定位的场所，普通精度定位区域。
  1. 21. 室内一般部署在场所内的天花板，距离地面4-6米，作为定位基础网络设施。
     21. 室外道路采用地贴式防牙信标，部署在地面道路上，间隔7-8米，设备支持3年长续航，
     21. 蓝牙AOA基站：部署在层高高于5米的位置或者对精位要求高的定位区域
• 定位标签（胸牌或安全帽终端、手机终端）：
  1. 21. 在定位区域，接收蓝牙信标信号，将信号测量结果通过LoRa协议或蓝牙5.0的通信协议进行定位数据回传；支持一键SOS报警。
     21. 手环支持消息指令下发、健康数据采集上报。
• 蓝牙LORA基站（通信）：基于510M和2.4G的双模物联网基站，室外支持500m覆盖半径，室内支持蓝牙5.0通信，与定位标签（如胸牌）通信，通过有线网络或4G网络将信息回传至服务器；
• 融合定位引擎：定位引擎，包含数据汇聚中间件和云端的定位解算等，支持将定位数据推送给第三方平台，包括定位数据、告警数据、状态数据等。
• 位置安全管理平台：提供地图信息，完成管理功能，具体包括业务管理信息模块（含地图管理）、人员资产管理、定位标签管理、历史轨迹、告警管理、统计模块等业务功能。
• 定位导航管理平台：路径规划、语音播报、地图2D/3D可视化、路径指引、等
• 定位精度：蓝牙信标定位精度：1-3米，蓝牙AOA定位精度：1米左右

方案优势：

因为采用了低功耗蓝牙、蓝牙AOA基站、LORA物联网定位技术，本方案具备造价低、部署简单快速等优点。

方案优势：

1. 采用云端/本地服务器兼容，B/S体系结构，具有高可靠性、稳定性、拓展性；
2. 软硬件一体化高度集成，安全管理一张图，支持2D/3D地图效果；
3. 资源共享，一套数字地图+传感器硬件，支持人车定位、智慧巡检；
4. 基于蓝牙定位技术以及低功耗远距离物联网通信技术，实现人员和车辆定位；
5. 根据不同场景按需定位，实现亚米级和1-3米的融合定位精度，延时低；
6. 轻量级定位系统，设备长续航，仅需要少量弱电施工，快速部署和交付。

7）采用融合定位，在满足客户对高精度和普通精度要求，性价比高

8）支持手机端定位导航

 

应用场景

 

1. 实时定位系统 RTLS¶

实时定位系统（Real Time Localization Systems: RTLS）常采用蓝牙RSSi三角定位技术或者蓝牙AOA定位技术，在工业界用途广泛。基于蓝牙的 RTLS 系统已经能够实现1-3或者1米左右的实时定位，用以定位和追踪物体，机器人或人的位置和轨迹。在制造业中，可以追踪流水线上的工件；在物流业中可以追踪货物，或为自动化仓管机器人提供导航；在餐饮业中，可以定位每个用户的位置，方便上菜等服务；监控人流或物流，为流程优化提供数据支持，等等。RTLS 系统的主要特点是：

1) 环境：RTLS 系统往往处于室内环境中，环境较为复杂，常常包含大量障碍物（例如货架或流水线）；另一方面，环境陈设较为固定，允许在环境中事先部署多个定位装置，且对该环境的情况也有一定掌握；

2) 定位精度：蓝牙信标1-3，蓝牙AOA：1米左右，且不同于导航系统等，RTLS 往往只需知道位置，而无需朝向信息。

3) 实时性：RTLS 系统经常用于人或物的追踪，因此需要提供实时的位置信息；

4) 空间和能耗：RTLS 系统中往往需要在被定位物体上放置无线 tag，这种 tag 的体积不能过大，同时能源供应也来源于自身的微型电池，因此能耗也有限制。不过，有些场景中被定位物为机器人或用户的手机，可以接受更高的能耗。

RTLS人员定位应用场景如下：

实时位置、历史轨迹、电子围栏、SOS告警等功能应用

 

2. 室内导航系统¶

室内导航系统常用于人的定位，在复杂的室内环境下，用户只需打开手机小程序或 app 即可精确导航到其目的地。这与 RTLS 的最大区别在于其要求方向性，因为在复杂的室内环境中，用户很容易失去方向感，地图上的东南西北很难对应到前后左右上去；而且，室内环境中，音响等电磁设施也会干扰指南针的运作。基于蓝牙的室内导航系统采用 蓝牙RSSI三角定位技术或者蓝牙AOA定位技术，可以为用户提供实时的，带有方向性的指引，用户只要持平手机并朝向屏幕上的箭头方向行走即可。另外，蓝牙定位导航 技术也可以支持海量目标的同时定位，例如帮助体育场的观众找到他们的座位等。

1）智慧园区办公

2D/3D数字导览

用户可以在室内地图页快速查询目标藏品/办公室或者各种公共设施的位置，用户可以任意切换2D或 者3D地图展示方式

展位的展品信息自动推送

用户在博物馆导览过程中，每走到一处藏品，系统会自动语音播报相应藏品详情信息，用户可以轻松地沉浸于展品文化之中

逃生路线

在办公园区或者博物馆内，如遇意外事件，可根据用户位置快速规划出逃生路线，引导用户到达安全区域

场内热点区域统计

可在移动端或后台展示场内人员热力分布，帮助游览人员避开人流拥挤区域，方便管理人员疏散密集人群

2）大型车场服务

空车位引导

停车场室内地图页突出显示空车位位置，让用户快速锁定车位，并导航到达空车位停车

反向寻车服务

用户可以使用反向寻车功能快速导航找到自己的车，解决了由于停车场比较大导致的停车找车难得问题，大大节省了用户时间，提升用户体验

预定服务

提供车位预定服务，顾客可以提前在地图页查看空车位并进行车位预定

车辆停放位置管理

用户在停车成停车后，系统会帮用户记录停车位置

3）智慧商业

2D/3D数字导览

用户可以在室内地图页快速查询到目标店铺或者各种公共设施的位置

室内定位导航

用户选定将要去往的目标店铺或者公共设施后，系统会根据用户当前位置规划出到达终点的最 短路线，为用户导航到终点

店铺详情展示

在地图页展示店铺logo、品类、优惠活动信息等内容，让用户方便快捷地获取店铺信息

停车找车

在室内停车场地图页突出显示空车位位置，让用户快速锁定车位，并导航到相应停车位停车，  系统会帮用户记录下准确的停车位置，当用户想要开车驶离商场时，可以快速导航找到自己的车

4）智慧展会

展会2D/3D地图导览

参展商可以在室内地图页快速查询到目标展位地位置

室内定位导航

参展商选定将要去往的目标展位后，系统会根据用户当前位置规划出到达终点的最短路线，为用户导航到终点

展位详情展示

在地图页展示展商公司详细信息，让参展商方便快捷地获取展商信息

5）智慧医院导医导诊、智慧交通枢纽导航换乘等等应用

 

 

3. 寻物系统¶

寻物系统指在小物件上安装无线 tag，在丢失时，用手机和这些 tag 交互以定位它们的位置。寻物系统最大的特点是场景中只存在两个设备；因此，往往通过信号幅度和飞行时间计算距离，用 蓝牙定位技术。寻物系统中的 tag 对体积和能耗都有极其严苛的限制，既要求体积小巧，又要求续航时间足够长；另外，寻物系统对精度也有较高的要求。而由于丢失的小物件常常置于十分复杂的室内环境中，这一场景的多径干扰也很严重。基于蓝牙的寻物系统往往只能提供较为精确的方向；关于距离，只能通过信号幅度进行估算，用户可以在环境中移动并观察信号强弱，以判断距离的远近变化。有些寻物系统会结合蓝牙AOA 等技术进一步提升精度，或是安装蜂鸣器，需要时可以发出声音，帮助用户手动定位。

 

 

4. 兴趣点信息场景¶

兴趣点信息场景（Point of Interest Information Solutions）主要用于博物馆或高端商店等。每个展品或商品都是一个兴趣点，当用户将手机指向某个展品或商品时，手机上或附近的显示屏上就会显示该物品的信息，辅助用户理解。或者，用户可以戴上带有定位模块的耳机，当其看向某个展品时，耳机就会播放相关解说词。这一场景的特点是，如果在每个展品上放置信标的话，只需要计算相对于每个信标的用户朝向即可，而不需要用户的确切位置。这一应用可用蓝牙 RSSi定位技术实现。在万物互联的信息时代，这一场景在成为研究的热点，也为蓝牙定位系统开辟了新的方向。

应用功能如下：

1. 嵌入地图的展品POI信息

地图可嵌入公众号和小程序，观众不在展馆内也可随时随地了解展品详情，便于展前、展后对展品知识进行预览和回顾。

展品如有第三方链接，如360全景、VR全景等，可支持无缝嵌入。

 

 

2. 展品智能讲解

参观过程中，系统会自动将游客周边的展品信息推送到其手机上，游客可通过文字、语音以及360度全方位的视频信息对展品进行了解。

 推送内容可在系统后台配置为用户可见或不可见，支持更加灵活的运营需求。

 

3）符合用户使用习惯的定位导航功能

基于低功耗蓝牙与惯性导航技术，结合2/3D地图

50. 精度1-2米
50. 路径规划
50. 支持跨楼层导航
50. 当前位置分享
50. 模糊POI搜索功能
50. 公共设施快速查找
50. 支持地图选点