前景巨大的AoX藍(lán)牙測向技術(shù)

說到定位，室內(nèi)定位，不管是GPS定位、WIFI定位，網(wǎng)絡(luò)定位還是UWB超高頻定位等等，不斷提升精度肯定是這些室內(nèi)定位一直都在努力的方向。隨著藍(lán)牙5.1規(guī)范的發(fā)布，藍(lán)牙測向技術(shù)同樣備受關(guān)注，已經(jīng)成為了一種低成本、低功耗的室內(nèi)定位技術(shù)。

（一米以下的藍(lán)牙測向定位，Silicon Labs）

為什么藍(lán)牙AoX定位技術(shù)適用于室內(nèi)定位服務(wù)？

首先，不論是何種定位技術(shù)，我們最先關(guān)注，最先發(fā)問的肯定是其定位精度。藍(lán)牙測向能夠做到1m以內(nèi)的精度。需要指出的是，藍(lán)牙AoX的測向定位和以往基于藍(lán)牙信標(biāo)或者基于RSSI的定位是不同的，基于藍(lán)牙信標(biāo)或者基于RSSI的定位精度算不上很高（雖然也是米級別的定位，但是精度一般在2-5米）。

另外藍(lán)牙AoX的測向定位功耗相比此前的藍(lán)牙定位技術(shù)功耗更低。根據(jù)目前的藍(lán)牙測向技術(shù)，在一顆紐扣電池供電的情況下，能維持五到十年的工作壽命。另一個更敏感的考量點還是在BOM成本上，設(shè)計這種藍(lán)牙tags的成本根據(jù)目前的芯片組件市場價格不超過1美金，當(dāng)然前提是量大。

藍(lán)牙AoX測向這種功能，能夠很簡便地被嵌入到其他的藍(lán)牙產(chǎn)品中，譬如目前的可穿戴設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備，而且不需要其他硬件改動，這種極為便捷的技術(shù)功能提升省去了很多困難和顧慮。而且藍(lán)牙全球標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的規(guī)范也比較利于協(xié)作。

藍(lán)牙AoX定位技術(shù)目前主要的應(yīng)用場景

資產(chǎn)管理是目前藍(lán)牙AoX定位技術(shù)非常大的一個應(yīng)用場景，而且潛在的市場需求也很大，這類場景主要使用定位技術(shù)來跟蹤重要資產(chǎn)。根據(jù)調(diào)研機構(gòu)Gartner給出的市場預(yù)估，對于室內(nèi)資產(chǎn)追蹤有需求的企業(yè)將超過六成。

另一個耳熟能詳?shù)膽?yīng)用場景就是室內(nèi)導(dǎo)航。這類應(yīng)用與移動機器人的室內(nèi)導(dǎo)航目標(biāo)不一樣，藍(lán)牙AoX定位技術(shù)解決的精準(zhǔn)定位是在米級別的大范圍的導(dǎo)航，類似于通過手機APP查找目標(biāo)定位然后進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航。雖然現(xiàn)在也有通過手機基站定位的技術(shù)，但是根據(jù)親身經(jīng)歷，基站定位有時候并不是那么準(zhǔn)確，同時它不能把室內(nèi)的路徑優(yōu)化出來。

藍(lán)牙測向：到達(dá)角（AoA）與出發(fā)角（AoD）

藍(lán)牙測向到達(dá)角的架構(gòu)并不復(fù)雜，一個發(fā)射端，一個接收端。發(fā)射端將無線電廣播發(fā)射出去，接收端通過測量無線電到來的角度來知道發(fā)射端的方向在哪?；驹聿⒉粡?fù)雜，通過多個測量就能精確定位到位置。

對于一個asset來說，如果asset想要被精準(zhǔn)定位，只需要在藍(lán)牙廣播或者連接包后面加上CTE。CTE并不會占用整個藍(lán)牙的數(shù)據(jù)包，它會保證現(xiàn)有藍(lán)牙的功能。單一的藍(lán)牙天線即可完成測量，并不需要額外的硬件只需要做軟件的升級。

對于locator來說，需要從CTE中得到IQ data，基于IQ data能夠算出方位角和海拔高度。當(dāng)然也可以把IQ data傳輸?shù)胶蠖巳ヌ幚?。因此locator需要一個天線陣列，這為數(shù)不多的硬件需求其實也不算復(fù)雜。

（AoA簡圖，Silicon Labs）

藍(lán)牙5.1規(guī)范規(guī)定了AoA必須基于連接或者周期性廣播這兩種模式，這兩種模式都需要locator對每一個檢測目標(biāo)分配一定的內(nèi)存，對于RAM受限的設(shè)備而言這會是很大的限制。在AoD這邊，挑戰(zhàn)在同步上，同步要求RX的時間會非常長，并且不可避免地要求檢測目標(biāo)的軟件會更復(fù)雜。解決AoA的限制可以將CTE放在藍(lán)牙5.0的拓展廣播之后，而不是放在周期性廣播或者連接包之后。這樣可以大大減少內(nèi)存需求。拓展廣播的原理我們不過多涉及，這種做法也減輕了檢測目標(biāo)處相當(dāng)多的軟件負(fù)擔(dān)，是一種領(lǐng)先的增強AoA可拓容性的方法。

小結(jié)

這種看似基本的能力顯著增強了藍(lán)牙定位服務(wù)能力，雖然離大規(guī)模商用還有一定距離，但藍(lán)牙測向室內(nèi)定位的前景是巨大的，不少做BLE的廠商都開始在這個方向上布局。