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-FiLoRaNB-IOT4G

  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-IOT4G传输方式:定位标签需要连接NB-IOT4G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。

说明: C:\Users\Administrator\Desktop\11111.jpg

 

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

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

中,1个月

中,1个月

短,2

 

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。