過去三十年間,以GPS為代表的全球衛星導航系統重塑了人類生活,而隨著智能手機及其他無線設備的普及,室內定位技術在我們日常生活中扮演著越來越重要的角色,直接引爆了對室內位置數據的市場需求。
目前,商用室內定位技術一般可以分為四類,以計算機視覺技術為基礎的室內定位系統、以無線通訊技術為基礎的室內定位系統、以LED可見光技術為基礎的室內定位系統和以地磁匹配為基礎的室內定位技術。後兩種技術非常新,目前還沒有大規模應用的案例,計算機視覺技術隨著人工智能技術的飛速發展,需要預先在場館內安裝大量高清攝像頭,工程造價較高。
無線電波通訊技術常見的是Wi-Fi、藍牙低功耗、RFID、UWB、Zigbee都屬於這類。這些技術在不同的室內場景都有成功的案例,具體選擇那種技術取決於某種技術本身的定位精度,同時,要綜合考慮環境、施工、部署、推廣等等因素。
比如RFID,定位距離近標識的體積比較小,造價比較低,廣泛應用於門禁管製、停車場管製、生產線自動化、物料管理;紅外線和超聲波技術在機器人定位上有廣泛的應用,同樣應用領域較小,但很有前景的是UWB超廣波技術,具有更好的性能,更高精度,更適用於室內定位,但是成本比較昂貴,網絡部署複雜,僅用於少數要求較高的特殊工業場景。

目前,應用較廣的是WiFi、ZigBee和低功耗藍牙,在國內ZigBee的應用很少,主流的還是WiFi和藍牙,有時候是兩種技術或是多種技術的融合定位,之所以會采用融合技術是因為室內環境布局複雜多變,障礙物很多,包括傢俱、房間和行人等。同時室內環境幹擾源多,燈光、溫度、聲音等幹擾源都會對定位造成一定影響。
WiFi的優點是可以利用室內已經部署的Wi-Fi路由設備,無需額外部署,缺點是定位精度隻能達到2米左右,適用於對人或者車的定位導航,可以於醫療機構、主題公園、工廠、商場等各種需要定位導航的場合。
藍牙跟WiFi的區別不是太大,精度會比WiFi稍微高一點。優點是藍牙低功耗設備功耗較低,無需額外供電,僅依靠紐扣電池即可。一般的智能手機也都擁有藍牙掃描的能力。其缺點是要達到1-2米的定位精度需要在室內部署大量的beacon設備。
通常,人們認為Beacon特指藍牙Beacon,再特別一點,是低功耗藍牙(BLE)Beacon。藍牙Beacon是一個藍牙設備,周期性地廣播一個ID,如果其它設備通過藍牙掃描到這個ID,就表示發現了這個藍牙Beacon。發現一個Beacon,接下來會發生什麼事,就是應用決定的了,這裏面可以有很多發揮的空間,比如推送一條廣告,展示一張圖片,等等。
iBeacon是蘋果在2013年WWDC上推出一項基於藍牙4.0(Bluetooth LE | BLE | Bluetooth Smart)的精準微定位技術,當你的手持設備靠近一個Beacon基站時,設備就能夠感應到Beacon信號,範圍可以從幾毫米到50米。低功耗藍牙與傳統的藍牙相比***的優勢是功耗降低90%,同時傳輸距離增大(理想狀況下超過100米)、安全和穩定性提高(支持AES加密和CRC驗證)。
Beacon的爆發期大概在2015年左右,微信、天貓等業務都推出了相應的應用,比如微信搖一搖,今年阿裏在***的頂刊NSDI2021上發表了一篇論文,應用在外賣場景,通過Beacon觀測騎手到店和離店行為。阿裏的成功應用以及頂刊的背書,似乎讓人又看到了更廣泛應用的曙光。

從商業解決方案來說,現在市面上的藍牙定位方案大緻可以分為三種,分別是自動式藍牙定位方案,被迫式藍牙定位方案,以及主被迫一體化室內定位方案。
自動式藍牙定位方案是經過手持設備(手機、平板等)掃描iBeacon基站,進行定位的方法。采用高性能藍牙定位算法,支撐多種移動終端室內高精度定位導航,具有實時定位、途徑規劃、反向尋車等功能,可集成到微信大眾號、小程序、APP之中。此藍牙定位體系偏重於室內途徑規劃和導航應用,可廣泛應用於醫院、停車場、旅行景區、辦公大樓、展覽館、博物館、火車站、遊樂場、商超等場所。
被迫式藍牙定位方案依托於定位算法、藍牙網關和藍牙定位標簽(胸卡、手環、標簽等),網關接收到藍牙設備發出的信息後經過服務器的運算後,在展現渠道實時了解人員和物品定位的一種定位方法。此定位體系多用於後台定位監控前台人或物的運用,廣泛應用於工廠財物定位、單位訪客辦理、養老院等場景。
藍奧聲之所以如此推崇藍牙定位技術,不僅是能和手機直連,而且未來應用藍牙技術的設備和領域會越來越多。
從2013到2018年,藍牙技能在智能家居的複合增長率高達232%,也就是說從5年時刻藍牙在智能家居領域的出貨會增長30倍以上!估量至2024年,藍牙音頻傳輸設備年出貨量將抵達15億,較2019年添加40%。
這樣的好處更多的技術將融入到藍牙之中,比如藍牙定位芯片將和傳感器進行深度融合,法國的Insight SIP就將藍牙和加速度計陀螺儀等傳感器封裝在一起的模塊。在轎車方面,無鑰匙開鎖體系、輪胎壓力監測和情況警報等解決方案,成為近期在轎車領域的搶手的應用,估量未來每輛轎車中將加裝4至6個藍牙傳感器。藍牙設備的增多另外也解決了藍牙不能穿牆的問題,藍牙器件與各類傳感技能結合,經過網格技能組成一個巨大的網絡,更方便藍牙定位。

在定位技術上,藍牙聯盟將藍牙AoA/AoD技術寫入了***的藍牙5.1標準,使得藍牙的定位精度也將達到亞米級,由此業界對藍牙AoA/AoD技術充滿了期待。
另外,藍牙+WiFi的組合讓定位範圍和精度雙提升,Wifi能夠完成更大的掩蓋面積(現論標準,藍牙10米,Wifi可達100米),但藍牙能夠與它互補。wifi完成的是區域性定位,ibeacon完成的是精密定位。如果室內的藍牙設備分布得夠密,那麼,在斷網的情況下藍牙依舊可以通過mesh網絡組網,形成智能聯動群控。
關於藍牙定位在園區的商業案例:可以對園區進出人員采用目前***進的藍牙+iBeacon物聯網無線技術,結合智能卡、傳感器及嵌入式系統技術,設計開發的一套軟硬件結合的實用系統。
通過為每個入住人員佩戴電子標簽作為入住人員的身份識別卡,每個標簽都在管理系統中記錄了入住人員的基本信息,便於隨時定位查看,方便對企業運行的智能化管理,也能夠很好的解決了自動化識別人員的進出,安保人員與被看護的入住人員所處位置的區域性定位管理,跌倒/緊急醫療求助報警等功能需求。大幅度的提升了對於入住人員安全管理水平,實現了對所有入住人員以及工作人員 訪客的可視化、智能化管理需要。 室內定位系統還安裝溫濕度傳感器,采集各個房間的溫濕度情況,確保入住人員入住環境處於最適宜的狀態。
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