藍(lán)牙功能升級:新增尋向功能實現(xiàn)精確定位
藍(lán)牙對我們來說一點都不陌生。很久以前我們就用藍(lán)牙耳機來聽音樂。音頻傳輸是藍(lán)牙的基礎(chǔ)。現(xiàn)在的藍(lán)牙傳輸速率比以前高了許多,但這個功能還屬于傳統(tǒng)的點對點傳輸范疇。
藍(lán)牙就像一顆樹苗,它在不斷地成長,不斷地抽枝發(fā)芽。在音頻傳輸這個基干上現(xiàn)在長出了一支新的樹杈:低功耗藍(lán)牙或藍(lán)牙低功耗(Bluetooth Low Energy),簡稱BLE。
BLE又在分叉?,F(xiàn)在我們有點對點拓?fù)涞腂LE數(shù)據(jù)傳輸,用于手環(huán)或手表等;有廣播拓?fù)涞腂LE位置服務(wù),用于室內(nèi)導(dǎo)航和物品追蹤;有mesh拓?fù)涞腂LE設(shè)備網(wǎng)絡(luò),用于控制、監(jiān)控和自動化系統(tǒng),例如智能家居等。正是由于藍(lán)牙功能的不斷擴展,其應(yīng)用場景從手機、平板電腦及PC延伸到了汽車、音響、可穿戴設(shè)備、智能樓宇、智能家居、智能工業(yè)和智慧城市等方方面面,形成了一個快速增長的龐大市場。
對于藍(lán)牙的這些新功能,我們了解的還不是很多。最近,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟亞太區(qū)開發(fā)者關(guān)系經(jīng)理任凱先生重點向我們介紹了藍(lán)牙5.1的尋向功能,其原理以及潛在應(yīng)用場景。
藍(lán)牙尋向功能屬于前面提到的位置服務(wù),用于物品追蹤和地標(biāo)信息廣播。藍(lán)牙的位置服務(wù)之前已經(jīng)存在,它根據(jù)無線電信號強度(Radio Signal Strength Indication,RSSI)來估算藍(lán)牙設(shè)備間的距離。如下圖所示,使用三個及以上的定位器監(jiān)測同一個目標(biāo),我們可通過三邊測量來估算目標(biāo)的位置,以實現(xiàn)“米級”的定位精度。當(dāng)然,如果您僅使用一個定位器,您大概只能知道目標(biāo)在不在附近。至于它具體在哪里,那只能走著看了。
圖1:基于RSSI的藍(lán)牙位置服務(wù)
藍(lán)牙新增的尋向(Direction Finding)的功能則不同。如下圖所示,右側(cè)的定位系統(tǒng)可以監(jiān)測目標(biāo)的信號強度和方向,實現(xiàn)厘米級精度的定位。如此,您可以立刻知道目標(biāo)在哪里,用不著走來走去了。以后如果您找不到鑰匙了,而您的鑰匙上面附帶了一個BLE標(biāo)簽,您就可以很容易地用手機找到它。
圖2:尋向功能大幅提高定位精度
所謂AOA叫做到達(dá)角(Angle of Arrival),特點是發(fā)射端只有一個天線,而接收端有兩個以上的天線。反之,如果發(fā)射端有多個天線,而接收端只有一個天線,那就叫做出發(fā)角AOD(Angle of Departure)。前者用于資產(chǎn)追蹤,而后者用于室內(nèi)定位。不論哪種情況,其原理都是通過測量相位差來計算角度以確定目標(biāo)的方向。
雖然藍(lán)牙5.1的尋向功能公布沒有多長時間,但具備這種功能芯片已經(jīng)在路上了。Dialog半導(dǎo)體公司已經(jīng)推出了此類芯片。