蓝牙欢迎强大的新功能,可以使搜索对象和室内定位的精度达到厘米级。

市场分析机构ABIResearch的数据显示,2018年全球蓝牙设备出货量达到40亿台,预计到2022年,出货量将达到52亿台 今年1月,蓝牙技术联盟正式发布了蓝牙5.1规范。本规范中一个非常重要的新特性是“方向绑定”。这一新特性可以帮助设备确定蓝牙信号的方向,从而帮助开发蓝牙邻近解决方案来解释设备的方向,并实现厘米级位置精度的蓝牙定位系统。 蓝牙技术联盟亚太开发商关系经理任凯表示,在新兴市场,蓝牙技术在智能建筑、智能家居、智能产业和智能城市中有许多应用,而联盟新的测向功能将在这四个新领域中有许多应用。 该联盟预计蓝牙定位服务市场将在2022年运送超过4亿件产品。 测向功能是加强蓝牙定位服务 基于位置的蓝牙服务解决方案通常分为两类:邻近解决方案和定位系统 如今,接近解决方案可以使用蓝牙来解释两个设备何时彼此接近,以及它们之间的近似距离 此类别包括项目查找解决方案(如个人属性标签)和兴趣点;PoI)信息解决方案(如邻里感知信标) 随着测向功能的引入,蓝牙接近类解决方案将能够添加与设备方向相关的功能 例如,物品跟踪解决方案不仅会通知用户物品标签就在附近,还会让用户知道物品标签所在的方向,从而显著改善用户体验。 定位系统可以使用蓝牙来确定设备的物理位置,例如可用于资产跟踪的实时定位系统(RTL)和可用于室内导航的室内定位系统(IPS)。 如今,蓝牙定位系统在确定设备物理位置方面的精度可以达到米级。 通过增加测向功能,这种定位系统可以将定位精度提高到厘米级。 应用难点在邻近解决方案中有两种典型的应用。一个是项目跟踪。例如,我们经常找不到钥匙、钱包等。我们可以通过蓝牙链接来确定两个蓝牙设备之间的距离。 例如,钱包中添加了蓝牙防脱落设备标签 邻近服务中的另一个典型应用是地标信息解决方案,也称为信标。当我们进入购物中心或超市时,我们可以通过手机接收购物中心或超市推送的信标信息,例如打折的新产品。 另外两个典型的应用来自定位系统,第一个是实时定位功能。RTLS主要应用于资产跟踪,在工业和智能建筑中有应用场景。 还有室内定位。蓝牙在这个领域非常成熟 无论是实时定位还是室内定位,包括邻近类的应用,原理都是相似的,并且是基于分组传输期间的接收信号强度,即RSSI-辐射信号强度指示 根据接收到的RSSI强度,模拟虚拟产品在环境中的近似范围。 然而,这种传统的定位只能给出一般的方向,不能实现精确的定位。 这就是为什么蓝牙的测向功能应该被引入到最新的蓝牙核心规范中。 测向功能是如何实现的?蓝牙测向功能是通过无线电测向机制在蓝牙无线电中增加其他频段来实现的。 所以这是一项成熟的技术 那么,蓝牙的测向是如何实现的呢?首先,让我们来看看第一种方法,即到达角。这里有一个蓝牙发射器,它通过一根天线周期性地发送一些特殊的数据包。在蓝牙的接收器端,需要一个多天线阵列,并且至少需要两个天线。该接收机可以连续地使每个天线接收蓝牙发射机的特殊数据包。因为它是不同的天线,所以在每个接收天线上接收的无线电信号的相位是不同的。 根据相位差来确定 和天线之间的距离,可以计算到达角度。有了这个到达角度,问题就解决了。通过这个角度我们可以实时知道我和设备之间的角度。 还有另一种机制,叫做偏离角(AngleofDeparture,AoD),在偏离角上与偏离角(AngleofArrival)相反。 AoA的发射机是单天线,接收机是多天线。 天线角(AngleofDeparture)的发射机是多天线,接收机是单天线。发射机通过每个天线周期性地发送低功率蓝牙数据包。接收器通过特定时间序列通过每个天线发送的数据包提取通过不同天线发送的无线电信号的相位差。通过相位差值和发射机天线之间的距离,可以计算出分离角,即到达角。利用该相对角度,可以知道我们和被测节点之间的相对角度,从而实现测向功能 这是蓝牙测向的基本原理 就功耗而言,无论AoA还是AoD,发射芯片都不需要增加发射功率,也不干扰发射机(物理层)的变化,因此其发射电流和接收电流与之前相同,在AoA和AoD相加后,AoA和AoD的角度主要通过天线切换来计算,包括天线之间的距离,而没有额外的功耗。 综上所述,自低功耗蓝牙引入以来,其定位服务应用已经出现在许多场景中,如博物馆、商场、工厂、仓库等。这些应用主要通过RSSI实现室内定位和实时定位功能,即信号强度检测机制和三边测量。 蓝牙技术联盟在最新核心规范中引入的测向功能增强了室内定位服务。不仅可以使用原有的RSSI方案,而且可以在现有的蓝牙定位系统中加入蓝牙测向功能中的AoA和AoD,实现更精确的定位 新的蓝牙测向功能和现有的RSSI定位机制可以相互集成 进行补偿和校准以提高定位精度。 2017年7月,智能家居的特殊群体蓝牙技术联盟发布了一种多点对多点网络拓扑结构——蓝牙网格 它使低功耗蓝牙拓扑从以前的点到点和点动多点到当前的多点对多点。 这种网络拓扑是蓝牙技术的革命性变化 当面对某些应用场景时,蓝牙点对点或点对多点机制存在缺陷。蓝牙网格可以解决这些问题,信息可以在网络中路由。因此,这种网络拓扑结构将大大有助于控制系统、监控系统,包括一些自动化和照明应用,并增强应用体验。 1月8日,蓝牙技术联盟宣布成立智能家居特别小组,隶属于蓝牙技术联盟自动化工作组。这个特殊小组有两个特点:第一,小组内的讨论将使用中文;第二,会议时间将是北京时间 可以看出,这个特殊团体是由蓝牙技术联盟专门为大中华区成立的。其主要目的是解决目前蓝牙网格在智能家居领域应用的模型定义问题。 因为蓝牙技术联盟在发布1.0版的模型定义时有一个共同的模型(Model),但是当蓝牙网格应用于智能家居时,成员们发现还有其他潜在的应用场景需要模型支持。 据报道,已有60多家公司加入了这一特殊群体。 此外,特别小组没有成员等级限制,只要是蓝牙技术联盟的成员,就可以加入特别小组进行讨论。 文章/半导体行业观察张健*这篇文章最初是由公共数字半导体行业观察(身份证:集成电路银行)创建的 如果您需要重印,请添加一个微信号:icbank_kf01,或回复公共号码背景中的关键字“重印”,谢谢。 今天是1873年的《半导体工业观察》。请注意它。

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