浅谈蓝牙iBeacon室内定位方案

随着蓝牙定位技术的发展,蓝牙定位应用场景越来越广泛,商场、工厂、医院、养老院等。其中蓝牙iBeacon定位技术应用最广泛。iBeacon是苹果推出的一种蓝牙定位广播协议，主动广播自身ID号。iBeacon蓝牙信标采用低功耗蓝牙芯片，通常电池寿命可以达到2年以上，设备体积一般比较小，方便安装固定。定位系统中以iBeacon蓝牙信标作为定位基站，蓝牙设备（手机或蓝牙定位卡）接收到iBeacon蓝牙信标的信号ID和信号强度进行定位。如果设备只探测到一个定位基站的信号，以该基站的位置作为设备的定位坐标；如果设备探测到多个定位基站信号，将信号强度转换为设备到各个基站间的距离，再根据三角定位算法确定设备位置。如果在室内场所遍布足够多的基站，那么整个室内区域就可以形成一个能够进行室内精准定位的网络。根据iBeacon蓝牙信标的部署密度，定位精度可以达到1-5米，而实际环境中信号强度会受到人体、物体的干扰，位置会出现飘动。

室内定位应用分为主动定位和被动定位。主动定位是指手机或终端设备获取iBeacon蓝牙信标后计算自己的位置。这类应用主要包括手机定位导航，反向寻车等。被动定位是指定位卡或终端设备采集到iBeacon蓝牙信标的ID和信号强度，上传到后台服务器，由服务器上的定位引擎计算出该设备的位置，并在监控地图上显示。这类应用通过蓝牙定位胸卡或手环（统称蓝牙定位标签给工人、病人、老人定位，以及资产定位）

蓝牙定位标签必须具有将数据无线上传到服务器的功能，一般数据无线上传的通讯方式有蓝牙、Wi-Fi、LoRa、NB-IOT或4G。

1. 蓝牙传输方式：蓝牙网关扫描接收定位标签发出的信号，然后蓝牙网关通过以太网或Wi-Fi将数据上传。
2. Wi-Fi传输方式：定位标签需要连接Wi-Fi的接入点（AP），但采用这种方式，定位标签耗电大、连接慢、漫游延迟长。在实际应用中定位标签一般采用Wi-Fi物联协议，具有功耗低、传输快、无延迟等优点。
3. LoRa传输方式：LoRa基站扫描接收定位标签发出的信号，然后LoRa基站通过以太网或Wi-Fi将数据上传。
4. NB-IOT或4G传输方式：定位标签需要连接NB-IOT或4G基站，然后上传数据。

下图是基于Wi-Fi网络的iBeacon蓝牙信标定位系统网络图。

这4种传输技术的比较:

	蓝牙	Wi-Fi物联	LoRa	NB-IOT/4G
网络建设	蓝牙基站覆盖范围小，需要大量部署	1. 现有Wi-Fi支持探针功能，无需部署 2.现有Wi-Fi不支持探针功能，部署探针，需要适量部署	LoRa基站覆盖范围稍大，需要适量部署	无需部署
基站成本	低，百元	1. 无成本、无流量费 2. 低，百元	高，几千元	无成本、有流量费
传输时间	秒级	秒级	秒级	10秒级
稳定性	差，和iBeacon信号相互干扰	好	好	依赖4G信号
定位刷新频率	秒级	秒级	秒级	分钟级
终端电池续航	长，1年	中，1个月	中，1个月	短，2天
定位手机	支持	支持	不支持	支持

从上述的传输方式比较，不同技术应用场景不一样：

1. 在有Wi-Fi覆盖的环境下，而且Wi-Fi设备支持探针功能，首选性价比最高的Wi-Fi物联网传输方式，不需要部署任何基站，也没有流量费用，而且各项指标优良。
2. 在有Wi-Fi覆盖的环境下，但是Wi-Fi设备不支持探针功能，可以选择部署蓝牙基站、Wi-Fi探针或LoRa基站。如果场所面积大，则需要大量的蓝牙基站，施工费用高，设备多维护也麻烦，蓝牙设备多和iBeacon相互干扰。而Wi-Fi探针设备价格低，覆盖范围100米半径以上，需要适量部署就可以满足信号覆盖，仍然是一个性价比高的方案。
3. 没有Wi-Fi覆盖的情况，可以选择部署基站，这需要前期投入，好处是没有流量费用，定位指标优良。也可以选择前期少投入，采用NB-IOT/4G方式，但后期增加运营负担，定位效果也欠佳。

综上所述，选择室内定位系统时候，不仅仅考虑定位技术，还要考虑网络建设成本、网络维护和运营成本、用户使用定位终端的体验等因素。