自蓝牙 5.1 核心规范以来,蓝牙低功耗 (BLE) 引入了到达角 (AoA) 技术,用于蓝牙方向。与 接收信号强度指示(RSSI).
AoA 定位工作原理在到达角(AoA)方法中, 正在确定方向的设备如 BLE标签 在 RTLS 解决方案中,使用单个天线发送特定的测向信号。接收设备(例如 迎角定位器 在同一个 RTLS 解决方案中,有多个天线排列成阵列。
当发射信号穿过阵列时,接收设备会发现信号相位差,这是由于阵列中每个天线与发射天线之间的距离不同。接收设备在阵列中的有源天线之间切换时,对信号进行 IQ 采样。
接收设备可以根据 IQ 样本数据计算相对信号方向。AoA 测向方法旨在与 RTLS 和近距离解决方案配合使用,例如物品查找和兴趣点 (PoI) 信息服务。
可在 5.1 分钟内部署并完成 POC 的蓝牙 10 AoA 入门套件BLE AoA 定位解决方案
到达角技术示例关键的接近度和定位用例可从新的蓝牙测向功能中获益。
项目查找解决方案物品寻找解决方案的用户体验将大幅提升。一旦智能手机供应商将支持 AoA 的蓝牙测向功能集成到手机中,物品寻找解决方案就可以利用方向信息。这意味着他们将能够确定放错位置的物品距离有多远并确定其方向,从而无需在寻找丢失物品时进行猜测。
PoI信息解决方案通过将 AoA 添加到智能手机中,PoI 信息解决方案也可以从测向功能中受益。想象一下博物馆的一个房间,里面有多个带有相关信标的展品。目前,智能手机上 PoI 信息应用程序可以告知用户房间内的所有展品,并允许他们选择一个来接收更多信息。有了测向支持,用户只需将智能手机指向特定展品即可获取有关该展品的更多信息。
面向零售和购物解决方案的蓝牙信标营销
实时定位系统解决方案通过实施测向,RTLS 蓝牙网关 在正确的部署环境下,解决方案可将定位精度提高到厘米级。具有测向功能的 RTLS 将使工厂能够更精确地跟踪材料的位置和流动情况,同时在工人进入不安全的工作区域之前发出警报。
使用 AOA 位置更新智能制造工厂
IPS 解决方案IPS 解决方案还可以从方向查找支持中获益。想象一下,一个定位系统可以引导参观大型体育场馆的球迷不仅到达他们的区域,还可以到达他们的座位。
或者,商店中的购物者不仅要知道产品所在的区域或过道,还要知道货架。此外,具有测向功能的 IPS 解决方案可能需要更少的定位信标来实现更高的精度,从而进一步提高部署效率。而且,获得的精度还将提供有关产品与消费者之间互动的增量数据和知识。
蓝牙® 社区不断改进技术,以抓住新的市场机遇,同时满足传统市场和用例不断扩大的需求。添加测向功能是最近一系列进步中的最新一项,它为经过验证、值得信赖的无线电带来了成熟的、久经考验的信号方向确定方法。
蓝牙到达角 (AoA) 技术如何实现世界现代化
下载本文《通过测向功能增强蓝牙定位服务》,了解有关蓝牙社区如何增强蓝牙定位服务解决方案的更多信息。
AoA 和 AoD 之间的区别在出发角 (AoD) 方法中,确定方向的设备(例如 IPS 解决方案中的定位信标)使用排列成阵列的多个天线发送特殊信号。接收设备(例如同一 IPS 解决方案中的移动电话)只有一个天线。
到达角(AoA)资产将其位置广播(TX)到 迎角定位器 例如无线接入点 (AP)、联网灯或智能灯具,AoA 定位器可以测量信号的到达角。
出发角(AoD)信标使用多个天线传输 AoD 信息,例如坐标。
移动设备接收信标并计算其位置。
与 AoD 方法相比,AoA 解决方案对标签的依赖较少,而对定位器的依赖较多。在正常使用情况下,标签的数量远多于 AoA 定位器。因此,成本最小化。
CTE 发送器和接收器蓝牙 5.1 引入了恒定音调扩展 (CTE) 的概念来支持测向。顾名思义,CTE 以恒定音调扩展蓝牙数据包,在蓝牙数据包的 CRC 之后立即发送连续相位、恒定幅度和频率信号。此扩展的长度在 16 μs – 160 μs 之间变化。此信号可用于接收器端测量多个天线上传入信号的相位。
要了解有关 CTE 的更多信息,请参阅蓝牙 SIG 发布的《蓝牙测向技术概述》:https://www.bluetooth.com/wp-content/uploads/Files/developer/1903_RDF_Technical_Overview_FINAL.pdf 和蓝牙核心规范 v5.1 或更高版本。
可以发送恒定音扩展 (CTE):• 通过蓝牙连接,使用链路层恒定音扩展请求程序(面向连接模式)。
• 在定期广告中,如果存在 CTEInfo 字段(无连接模式)。
Silicon Labs 的实时定位 (RTL) 库可节省 AoA 定位器硬件开发时间Dusun IoT 实施了 Silicon Labs 提供的 RTL 解决方案,以发布 AoA 数据收集。从 IQ 样本估计到达角 (AoA) 或出发角 (AoD) 并非易事,尤其是在充满反射的真实环境中。
为了减轻开发人员的负担并加快产品上市时间,Silicon Labs 提供了实时定位库 (RTL lib),该库处理从蓝牙堆栈接收的 IQ 样本,实现多路径检测和方位角和仰角计算,并通过开放 API 将数据公开给应用程序。
此外,该库还能够使用三角测量法在多定位器场景中估计被跟踪资产的位置,其中多个定位器从同一资产标签接收 CTE,前提是该库知道每个定位器的位置。在这种情况下,定位器的位置和估计角度 (AoA) 作为输入,估计位置作为输出。
一旦估算出位置,就由用户的应用程序来决定如何处理数据。使用 Silicon Labs RTL 库的 RTLS 的一般架构如下所示:
Dusun IoT BLE AOA 的硬件应用Dusun 提出了 蓝牙 5.1 AOA 开发套件 用于 BLE AoA 技术,包括定位器和标签。随附的 DSGW-200 AoA 定位器具有强大的 Cortex-A53,64、32 位四核 CPU 和 Silicon Labs 的 EFR22BGXNUMX BLE 芯片。
这些标签还专门为 AOA 使用而设计,由 EFR32BG22 芯片驱动,可在增强型 AoA 模式下运行。这种高级 AoA 模式使大约 1000 个标签仅需一个定位器系统即可运行,这大大提高了整个系统的可扩展性。
此外, Dusun IoT 提供了一种 AoA 网关和信标定位硬件解决方案,称为 蓝牙接入点 定位硬件解决方案。
Dusun IoT 利用到达角(AOA)定位算法,获得标签唯一的入射波方向和位置,将传统低精度蓝牙的5米精度提升十倍,达到0.1-0.5米平均精度。系统支持蓝牙5.1,并向下兼容所有蓝牙4.0标签或手机。
如何安装和部署 AoA 定位器AoA 定位器支持单机和多机部署模式,安装场景分为屋顶安装和墙面安装,对应不同的步骤。客户可以登录网关 Luci 浏览器配置定位器并获取 AoA 数据。更多信息请参见 AOA 定位器实现.
部署单 AoA 定位器时当部署单个定位器时,它只能输出 I/Q数据,包括对应标签的方位角和俯仰角,该数据是每个蓝牙定位器的基本输出数据,该数据直接发送到定位引擎的云平台。
单个定位器根据确定的标签高度,计算得到唯一的空间绝对坐标。
覆盖范围取决于您的安装高度,角度α的最大值:
高度=h,α=60℃,覆盖率r=h*tagα≈2h
使用多迎角定位器时通过多个网关捷联组合获得更大的定位覆盖空间,通过多个锚点航向角计算提高全局空间精度。
您可以通过2种方案实现您的定位需求,一种是云平台的定位算法,一种是边缘网关的定位算法。
假设你是一家拥有定位算法的公司,或者在你的平台上运行定位算法。在这种情况下,你可以选择定位器发送 I/Q数据 直接到您的平台。
如果您只需要简单集成到您的地图应用中,则可以使用边缘网关解决方案来输出 x、y 和 z 坐标 到您的应用程序平台。您可以将定位器配置为 边缘网关 在定位器的配置页面上。作为本地服务器,边缘网关接受来自其他定位器的 I/Q 数据并计算 X、Y 和 Z 坐标。
AoA定位器硬件的二次开发Dusun IoT的AoA定位器完全开源,支持全方位定制开发,我们发送的定位器中存放了AOA定位器实现的sdk包,因此用户可以对定位系统的算法进行任意修改。
Explore: 物联网网关开发
选择的理由 Dusun IoT的BLE AoA定位解决方案的特点 蓝牙接入点 解决方案使其在现代应用定位场景中广受欢迎。其优势和价值是与生俱来的,也是独一无二的 Dusun 的解决方案。
高精准度BLE AoA 可实现约 0.3-0.5 米的亚米级精度,与 UWB 解决方案的精度几乎相同。
高并发每个AoA定位器可以连接大约1000个标签,大大扩展了整个定位系统网络的广度。
低功耗该方案基于BLE,功耗低,使用寿命可达五年左右,降低了客户的使用成本。
低成本系统成本较UWB系统更低,AOA标签价格低于15美元,蓝牙生态系统以低成本实现了室内外设备更精准的追踪。
小尺寸BLE AoA 标签有多种不同的形状,最小的是硬币大小。
主要生态系统蓝牙是目前应用最为广泛的无线协议,兼容绝大多数设备,形成庞大的生态系统。标准的蓝牙协议让对接变得越来越简单。
开放API所有设备均有开放API接口,可以对接客户的私有、共享平台,对于客户来说,很容易进行二次开发,并可根据实际项目需求进行调整。
PoE支持Dusun IoT的BLE AoA解决方案安装简便,支持PoE供电,省去了客户安装额外电源线的麻烦,一根网线就能解决问题。
兼容 CAD 地图部署规划简单,根据客户的CAD图,通过标准规划软件即可布置。 DUSUN 目前与平台提供商合作 航海 轻松、简单地实现该功能。
认证机构Dusun IoT 提供多种AoA定位网关和信标,适用于各种场景,满足户外防水条件。 DUSUN 符合无线认证及安全认证FCC、CE、CCC、UL等,满足客户各种场景需求,无需花费时间和精力去寻找合适、兼容的设备。