藍(lán)牙室內(nèi)定位解決方案

1、藍(lán)牙室內(nèi)定位解決方案篇一：國(guó)外兩種藍(lán)牙室內(nèi)定位方案一蘋果室內(nèi)定位iBeacon是蘋果公司開發(fā)的一種通過(guò)低功耗藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行一個(gè)十分精確的微定位技術(shù)。通過(guò)此技術(shù)設(shè)備可以接收一定范圍由其他iBeacons發(fā)出來(lái)的信號(hào)，同時(shí)也可以把你的信息在一定范圍內(nèi)傳給其他用戶。所有搭載有藍(lán)牙以上版本和iOS7的設(shè)備都可以作為iBeacons技術(shù)的發(fā)射器和接收器技術(shù)特點(diǎn)iBeacons是蘋果在XX年WWD上推出一項(xiàng)基于藍(lán)牙(BluetoothLE|BLE|BluetoothSmart)的精準(zhǔn)微定位技術(shù)，當(dāng)你的手持設(shè)備靠近一個(gè)Beacon基站時(shí)，設(shè)備就能夠感應(yīng)到Beacon信號(hào)，范圍可以從幾毫米到50米。iBeaco

2、ns相比較于原來(lái)的藍(lán)牙技術(shù)有幾個(gè)特點(diǎn)：首先它不需要配對(duì)，蘋果在之前對(duì)藍(lán)牙設(shè)備的控制比較嚴(yán)格，所以只有通過(guò)MFI認(rèn)證過(guò)的藍(lán)牙設(shè)備才能與iDevice連接，而藍(lán)牙就沒有這些限制了；準(zhǔn)確與距離。普通的藍(lán)牙(藍(lán)牙之前)一般的傳輸距離在10m,而iBeacons信號(hào)可以精確到毫米級(jí)別，并且最大可支持到50m的范圍；功耗更低。其實(shí)藍(lán)牙又叫低功耗藍(lán)牙，一個(gè)普通的紐扣電池可供一個(gè)Beacon基站硬件使用兩年。用一句話總結(jié)iBeacons那就是該技術(shù)就像是室內(nèi)的GPS，iPhone可以接收iBeacons傳輸，并獲得各種準(zhǔn)確的定位信息。比如說(shuō)當(dāng)你駕駛到地下停車場(chǎng)，停車之后去購(gòu)物。回來(lái)之后，iPhone應(yīng)用可以指

3、導(dǎo)你找到自己機(jī)車的精確位置。定位只是iBeacons技術(shù)的一部分而已，iBeacons還允許你的手機(jī)發(fā)出簡(jiǎn)單的“我在這”信號(hào)，這意味著iBeacons技術(shù)可以完成更多事情。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)對(duì)比NFC它最大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)就是其傳輸?shù)木嚯x非常遠(yuǎn)，最高可達(dá)50m,當(dāng)然，為了傳輸效果，推薦的最大距離是10m。即使是10m這也比NFC的幾厘米到20厘米的限制小得多了。而且，iBeacons是可以通過(guò)建立基站來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，比如nfc的某個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景讀取商品信息。雖然nfc標(biāo)簽的價(jià)格很便宜，但如果在每種商品上都添加nfc標(biāo)簽，整個(gè)商場(chǎng)的成本也會(huì)比較高，更何況還要你把手機(jī)“touch”一下標(biāo)簽才行。但iBeacons可以

4、通過(guò)建立數(shù)個(gè)基站覆蓋整個(gè)商場(chǎng)，向你的手機(jī)發(fā)送商品信息，成本可以有效控制，使用起來(lái)也很方便，不需要”touch“就可以獲得信息。另一個(gè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)是其傳輸數(shù)據(jù)的速度比nfc要快，更適合傳輸一些較大的數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)iBeacons由于依賴于藍(lán)牙技術(shù)，傳輸距離較大，而且通過(guò)基站傳輸數(shù)據(jù)，那么，如果基站被攻擊，連接到基站的設(shè)備就很危險(xiǎn)了。NFC的優(yōu)點(diǎn)之一就是其創(chuàng)建連接的速度非常快，大概只有，兩臺(tái)設(shè)備碰一下立刻就已經(jīng)創(chuàng)建好連接了。而iBeacons是通過(guò)藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)的，一般來(lái)說(shuō)兩個(gè)設(shè)備建立連接都需要幾秒甚至十幾秒吧，操作也比較繁瑣，這個(gè)對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)體驗(yàn)就遠(yuǎn)不如nfc了?？偨Y(jié)的來(lái)說(shuō)：相對(duì)于NFC而言，iBeacons

5、的優(yōu)勢(shì)：傳輸距離較遠(yuǎn)，傳輸速率較快，支持的設(shè)備很多，推廣較為容易。劣勢(shì)：安全性不如NFC建立連接的速度較慢，應(yīng)用范圍不如NFC。1應(yīng)用前景編輯比如當(dāng)你逛街路過(guò)一家商店，這家商店可以發(fā)出iBeacons，這時(shí)你的手機(jī)就能獲得當(dāng)天可用的優(yōu)惠券。當(dāng)然，逛街的時(shí)候就收到各種優(yōu)惠券也會(huì)非常鬧心的，用戶可以設(shè)定給予某些特定app權(quán)限。蘋果有可能提供像Passbook這樣的應(yīng)用，讓用戶選擇自己喜歡的公司，只從這些公司收取促銷信息。2例如，你帶著一部iPhone5s，走入一家購(gòu)物中心的店鋪，同時(shí)這也意味著你已經(jīng)進(jìn)入了這家店鋪的iBeacon信號(hào)區(qū)域，iBeacon基站便可以向你的iPhone傳輸各種信息，比如

6、優(yōu)惠券或者是店內(nèi)導(dǎo)航信息。甚至當(dāng)你走到某些柜臺(tái)前面時(shí)，iBeacon還會(huì)提供個(gè)性化的商品推薦信息。也就是說(shuō)，在iBeacon基站的信息區(qū)域內(nèi)，用戶通過(guò)手中的智能手機(jī)便能夠獲取個(gè)性化的位置信息以及通知。和NFC技術(shù)一樣，用戶也能通過(guò)iBeacon來(lái)完成支付。除此之外，每個(gè)iBeacon基站內(nèi)置有加速度計(jì)、閃存、ARM架構(gòu)的微處理器以及藍(lán)牙模塊，而一小塊紐扣電池便能為一個(gè)iBeacon基站提供長(zhǎng)達(dá)兩年的續(xù)航時(shí)間。1如果你是某家商店的會(huì)員，iBeacons技術(shù)可以根據(jù)你的喜好提供促銷。我們?cè)賮?lái)看一個(gè)更復(fù)雜的例子，當(dāng)用戶站在一家服裝店門外，系統(tǒng)會(huì)偵測(cè)到用戶站在哪里，用戶看的是什么，這時(shí)候系統(tǒng)就會(huì)生成一

7、個(gè)用戶穿著這件衣服的照片，通過(guò)你對(duì)面的顯示屏呈現(xiàn)出來(lái)。2應(yīng)用現(xiàn)狀編輯XX年11月21日上午，購(gòu)物應(yīng)用Shopkick將與美國(guó)梅西百貨公司(Macys)合作在商場(chǎng)中布局iBeacons技術(shù)。將iBeacons這項(xiàng)蘋果公司最新的無(wú)線數(shù)據(jù)交換技術(shù)用在實(shí)際生活中。3紐約市海諾德廣場(chǎng)和舊金山聯(lián)合廣場(chǎng)的梅西百貨將開始測(cè)試iBeacons系統(tǒng)。這種技術(shù)以功耗藍(lán)牙技術(shù)為載體進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸或定位，在某一區(qū)域布局信號(hào)后，支持此技術(shù)的設(shè)備進(jìn)入這個(gè)區(qū)域時(shí)，相應(yīng)的應(yīng)用程序便會(huì)提示用戶是否需要接入這個(gè)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)無(wú)線傳感器和低功耗藍(lán)牙技術(shù)，用戶能使用iPhone來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。3在商場(chǎng)里，它最典型的應(yīng)用便是允許顧客在訪問梅西

8、百貨零售店時(shí)獲得基于位置的商品推薦。安裝Shopkick應(yīng)用的用戶走入梅西百貨時(shí)就能獲得問候提醒。走近某件商品收到產(chǎn)品介紹及優(yōu)惠信息。3Shopkick應(yīng)用和梅西百貨的全新shopBeacon技術(shù)經(jīng)過(guò)幾周內(nèi)測(cè)后就會(huì)開放。據(jù)說(shuō)蘋果自家的零售店里也在布局iBeacon系統(tǒng)，以改善用戶體驗(yàn)。3已經(jīng)有不少硬件廠商都在生產(chǎn)Beacon發(fā)射硬件。當(dāng)然并不是非得購(gòu)買這些Beacon硬件才能使用iBeacons技術(shù)，其實(shí)從iPhone4S和iPad3及后續(xù)設(shè)備都已經(jīng)支持藍(lán)牙，所以這些設(shè)備升級(jí)到iOS7都能夠支持iBeacons，同時(shí)也能作為Beacon發(fā)射基站使用。蘋果在全美254家AppleStore中部署

9、iBeacons很多就是直接使用iDevice作為基站。4所有搭載有藍(lán)牙以上版本和iOS7的設(shè)備都可以作為iBeacons技術(shù)的發(fā)射器和接收器，因此全球已經(jīng)有超過(guò)2億臺(tái)設(shè)備可以作為信標(biāo)或信標(biāo)的目標(biāo)客戶，從而為這項(xiàng)技術(shù)的推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而且現(xiàn)在很多第三方廠商也已經(jīng)加入了iBeacons硬件的制造領(lǐng)域。1面臨挑戰(zhàn)編輯消費(fèi)者需要很多層許可才能夠接收到iBeacons推送的信息。用戶必須打開藍(lán)牙，打開定位服務(wù)，打開相關(guān)程序的后臺(tái)定位權(quán)限并允許應(yīng)用接收室內(nèi)信息通知。在研究中，大多數(shù)受訪者表示如此繁瑣的許可過(guò)程是他們可能會(huì)選擇放棄信標(biāo)技術(shù)的主要原因。1PayPal和高通也已經(jīng)開始了自家信標(biāo)的生產(chǎn)和推

10、廣。另外一些小規(guī)模的創(chuàng)業(yè)公司例如Estimote，Swirl和GPShopper也已經(jīng)進(jìn)入了這一市場(chǎng)，他們的優(yōu)勢(shì)是可以同時(shí)向iOS和Android平臺(tái)提供服務(wù)。1相關(guān)評(píng)論編輯iBeacons技術(shù)可能是蘋果對(duì)NFC技術(shù)的回應(yīng)，很多人都在想為什么蘋果iPhone一直沒有配備NFC芯片。原因很簡(jiǎn)單，蘋果想要更好的技術(shù)作為移動(dòng)支付系統(tǒng)，那就是低能耗藍(lán)牙(BluetoothLE)，iBeacons技術(shù)正是基于低能耗藍(lán)牙。低能耗藍(lán)牙支持的距離要大于NFC與iPhone配合使用，用戶還有可能通過(guò)指紋或其他方式付款。5蘋果面臨的挑戰(zhàn)是NFC已經(jīng)是無(wú)線支付的標(biāo)注了，很多*的零售店已經(jīng)部署了NFC架構(gòu)。所以對(duì)于蘋

11、果來(lái)說(shuō)，說(shuō)服公司投資iBeacons技術(shù)很有難度。不過(guò)，蘋果的現(xiàn)金儲(chǔ)備很足，有足夠的資源購(gòu)買支付處理公司，并推出基于iBeacons技術(shù)的無(wú)線支付架構(gòu)。二高通室內(nèi)定位高通發(fā)布Gimbal傳感器：作為高通情景感知平臺(tái)主打產(chǎn)品，Gimbal采用BluetoothSmart藍(lán)牙定位技術(shù)（精確度可達(dá)1英尺，約合厘米），能夠讓商家綜合考慮顧客的包括位置、活動(dòng)、時(shí)間、興趣等信息，構(gòu)建營(yíng)銷系統(tǒng)，比如查看顧客入店軌跡、推送促銷活動(dòng)、折扣等。為此，高通還專門為開發(fā)者提供SDK和管理平臺(tái)，方便開發(fā)者利用這款芯片開發(fā)短距追蹤應(yīng)用程序。目前，iOS版以上線，Android版隨后。Gimbal傳感器目前有兩種規(guī)格，分別

12、是28x40 xmm的10系列，以及95x102x24mm的20系列。篇二：藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀基于藍(lán)牙傳感網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位研究及在行為識(shí)別中的應(yīng)用_江德祥無(wú)線定位技術(shù)概述利用無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)定位已成為定位研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。每種無(wú)線技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用局限性，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，考慮系統(tǒng)成本、定位精度、實(shí)時(shí)性要求、技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度和算法復(fù)雜性等因素。下面主要從應(yīng)用場(chǎng)景上來(lái)介紹研究較為集中的幾種無(wú)線定位技術(shù)，其中室外定位主要使用GPS和GSM無(wú)線技術(shù)，而室內(nèi)主要利用各種無(wú)線傳感器，包括紅外、超聲波、藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee和RFID等?；诩t外的定位系統(tǒng)一般只能實(shí)現(xiàn)“房間級(jí)”的定位精

13、度，而基于超聲波的定位系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)“厘米級(jí)”的高精度定位，但是這兩種定位系統(tǒng)需要特定的硬件設(shè)備，價(jià)格昂貴。這兩種信號(hào)的穿透能力差，受墻壁和障礙物遮擋影響較大，并且信號(hào)的覆蓋范圍過(guò)小，不適合室內(nèi)的大范圍定位。基于RFID的定位技術(shù)是基于參考點(diǎn)的思想，在定位區(qū)域布置大量的RFID節(jié)點(diǎn)，再進(jìn)行匹配查找，這樣實(shí)現(xiàn)大范圍和高精度的室內(nèi)定位就取決于RFID參考點(diǎn)的布置密度?；赯igBee的定位取決于無(wú)線技術(shù)的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是短距離和高延時(shí)，對(duì)利用信號(hào)強(qiáng)度RSSI來(lái)進(jìn)行位置估計(jì)的應(yīng)用存在一定局限。室內(nèi)定位研究最集中的是基于Wi-Fi的定位技術(shù)，由于無(wú)線局域網(wǎng)已在城市各個(gè)角落大面積覆蓋，完全可以利用現(xiàn)有的無(wú)線設(shè)

14、備來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位，降低成本和提高定位精度?；赪i-Fi的無(wú)線信號(hào)在室內(nèi)可以達(dá)到100-200米的覆蓋范圍，能滿足大范圍的室內(nèi)定位需求，其主要原理是利用無(wú)線接入點(diǎn)(AccessPoint,AP)的信號(hào)強(qiáng)度RSS值，定位設(shè)備通過(guò)與AP之間的信號(hào)測(cè)量關(guān)系來(lái)估計(jì)可能的坐標(biāo)位置?；诜秶鷻z測(cè)的定位方法藍(lán)牙定位研究中最先引入了范圍檢測(cè)的思想（文中也稱為Cell-ID思想），原因是藍(lán)牙無(wú)線信號(hào)具有有限的短距離范圍特性。一類藍(lán)牙設(shè)備的信號(hào)覆蓋范圍是100m，2類藍(lán)牙設(shè)備是10m,3類是4m?；谶@種范圍特性，當(dāng)用戶攜帶設(shè)備進(jìn)入到信號(hào)覆蓋范圍之內(nèi)時(shí)，就能感知用戶的位置，達(dá)到對(duì)應(yīng)Range范圍的精度。因此在早期

15、的藍(lán)牙定位研究中，大部分工作都是基于Cell-ID的應(yīng)用原理。XX年AnastasiG等人26提出使用藍(lán)牙技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一種定位框架和服務(wù)?；贑ell-ID的方法實(shí)現(xiàn)了一個(gè)BIPS藍(lán)牙定位系統(tǒng)。BIPS系統(tǒng)是在一個(gè)建筑物內(nèi)布置藍(lán)牙接入點(diǎn)，使用以太網(wǎng)將各個(gè)接入點(diǎn)連接到定位服務(wù)器上，移動(dòng)用戶在他的手持終端上就可以看到到達(dá)同一建筑物內(nèi)其他移動(dòng)用戶位置時(shí)他必須行進(jìn)的路線。藍(lán)牙接入點(diǎn)的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)并登記進(jìn)入它覆蓋區(qū)域的用戶，其位置信息注冊(cè)在服務(wù)器上。BIPS可以追蹤移動(dòng)用戶在一個(gè)建筑物內(nèi)的走動(dòng)和站立，實(shí)現(xiàn)“房間級(jí)”的定位精度。實(shí)驗(yàn)分析了藍(lán)牙查詢周期的影響，同時(shí)考慮一個(gè)移動(dòng)用戶在藍(lán)牙接入點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的接入時(shí)間

16、，比如查詢周期為時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的概率在95%以上，在20米的覆蓋范圍內(nèi)以/s的速度移動(dòng)則接入時(shí)間為，剩下秒可提供服務(wù)。文獻(xiàn)27中同樣利用Cell-ID的思路，提出將藍(lán)牙與3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，組成一個(gè)定位服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。文中指出GPS不適合室內(nèi)定位，其他幾種技術(shù)（2G的Cell-ID，TOA方法）的定位精度過(guò)低，為了提高定位精度，可結(jié)合藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)10米的定位精度。RaffaeleBruno等人28考慮位置感知的需求以及已有的一些定位和追蹤系統(tǒng)設(shè)備成本太高的問題，提出一種基于藍(lán)牙的定位和追蹤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低成本定位方案。該系統(tǒng)同樣利用Cell-ID的方法，進(jìn)入覆蓋點(diǎn)的藍(lán)牙設(shè)備與藍(lán)牙接入點(diǎn)建立連接，重點(diǎn)分析了藍(lán)牙的

17、發(fā)現(xiàn)和連接建立過(guò)程，以及此過(guò)程的時(shí)間消耗和延遲。等人29描述了一種新的方法來(lái)決定移動(dòng)終端的位置，使用基于Cell-ID的方法來(lái)確定藍(lán)牙錨節(jié)點(diǎn)（beacon）交集覆蓋區(qū)域的位置。根據(jù)藍(lán)牙Range的特點(diǎn)，在室內(nèi)環(huán)境下覆蓋的區(qū)域是不規(guī)則的，利用最大分離子超圖的方法來(lái)確定錨節(jié)點(diǎn)的布置位置。主要利用藍(lán)牙的短距離接收范圍優(yōu)點(diǎn)，以及藍(lán)牙設(shè)備低成本和易布置的優(yōu)勢(shì)。該方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是讓移動(dòng)設(shè)備來(lái)決定它自己的位置，而藍(lán)牙錨節(jié)點(diǎn)和其他用戶都是匿名不確定的。根據(jù)以上的研究工作，基于范圍檢測(cè)的定位方法只能實(shí)現(xiàn)“房間級(jí)”的定位精度，對(duì)于構(gòu)建大范圍的定位追蹤服務(wù)網(wǎng)絡(luò)是一種可取的方案，但是對(duì)于室內(nèi)的高精度定位需求基于范圍

18、檢測(cè)的方法只能達(dá)到“房間級(jí)”的定位精度，不能夠滿足要求。藍(lán)牙定位研究中開始探索利用藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度RSSI來(lái)提高定位精度，根據(jù)信號(hào)傳播的空間關(guān)系來(lái)確定設(shè)備的坐標(biāo)位置。基于信號(hào)強(qiáng)度的定位方法藍(lán)牙技術(shù)中提供了基于連接的RSSI和基于查詢的RSSI兩個(gè)可供定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)的參數(shù)。在早期的藍(lán)牙規(guī)范中只提供基于連接的RSSI，這就意味著定位接入點(diǎn)設(shè)備和用戶藍(lán)牙設(shè)備必須在定位階段一直建立連接。應(yīng)用基于連接的RSSI時(shí)遇到了一個(gè)GRPR問題，即在信號(hào)強(qiáng)度的定義中存在一個(gè)黃金分割區(qū)，處于這個(gè)分割區(qū)的RSSI值總為0，表示在合適的信號(hào)接收范圍，對(duì)于要將實(shí)時(shí)RSSI值與距離映射成對(duì)應(yīng)關(guān)系的定位方法，GRPR問題是一個(gè)限制

19、點(diǎn)。在以后的藍(lán)牙規(guī)范當(dāng)中，提供了基于查詢的RSSI，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要建立連接，只需基本的查詢過(guò)程就可以獲取目標(biāo)藍(lán)牙設(shè)備的信號(hào)強(qiáng)度值。Kotanen.A等人30引入了基于信號(hào)傳播模型的方法，通過(guò)讀取連接RSSI值來(lái)構(gòu)建信號(hào)強(qiáng)度與距離的映射關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了的定位精度，實(shí)驗(yàn)中也使用了擴(kuò)展的卡漫濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)3D位置的估計(jì)。但是基于連接的RSSI值存在GRPR的問題，使得定位參數(shù)并不可靠，小范圍取得的定位精度并不是一個(gè)理想的結(jié)果。文獻(xiàn)31中也實(shí)現(xiàn)一種基于藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度的定位系統(tǒng)，利用藍(lán)牙發(fā)送者和接收者之間距離與RSSI值的相關(guān)性，采用三角定位來(lái)估計(jì)位置，在PDA上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)提出了三角定位的公

20、式(LSE)，在地圖上采集標(biāo)定數(shù)據(jù)，最后用三角定位方法求出位置，定位誤差為。系統(tǒng)同樣遇到了GRPR的問題，采用了多項(xiàng)式近似轉(zhuǎn)換的方法。BandaraU等人32提出藍(lán)牙定位系統(tǒng)中使用RSSI的三個(gè)問題：一是室內(nèi)環(huán)境下信號(hào)強(qiáng)度受到多徑衰退，干撓等影響；二是信號(hào)強(qiáng)度定義中的GRPR問題；三是藍(lán)牙的連接建立時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。提出了一種多天線的接入AP的方法，每個(gè)天線都連到AP上，定位服務(wù)器分別記錄各個(gè)天線上的RSSI值。使用一種可變衰減器來(lái)解決建立RSSI映射的問題，使用采集標(biāo)定數(shù)據(jù)的方法來(lái)解決干撓和多徑衰退的問題，實(shí)驗(yàn)獲得了92%2m的定位精度。該方法采用的仍然是基于連接的RSSI，不過(guò)提供了新的藍(lán)牙定位思

21、路。ShengZhou等人33提出用一個(gè)簡(jiǎn)單的cell和信號(hào)傳輸模型來(lái)測(cè)量具體的RSSI值與距離的關(guān)系，系統(tǒng)表明距離誤差為。該文獻(xiàn)中同樣遇到了GRPR的問題，只是單純的利用信號(hào)傳播模型來(lái)測(cè)量距離與RSSI的關(guān)系。文獻(xiàn)34中提出了利用貝葉斯濾波進(jìn)行藍(lán)牙定位和用戶軌跡估計(jì)的方法，該方法同樣基于信號(hào)強(qiáng)度RSSI與距離的相關(guān)性，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)傳播模型來(lái)計(jì)算距離，再用貝葉斯濾波來(lái)估計(jì)靜態(tài)用戶和移動(dòng)用戶的位置。文獻(xiàn)35,36中采用了基于指紋標(biāo)定Fingerprinting的定位方法。其中35中結(jié)合了藍(lán)牙和Wi-Fi兩種無(wú)線信號(hào)，分別在實(shí)驗(yàn)地圖上采集標(biāo)定數(shù)據(jù)，不僅直接利用信號(hào)強(qiáng)度RSSI來(lái)進(jìn)行定位，同時(shí)

22、文中提出了利用信號(hào)差值來(lái)解決設(shè)備無(wú)關(guān)性的問題，消除硬件設(shè)備RSSI標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明結(jié)合藍(lán)牙和Wi-Fi這兩種無(wú)線信號(hào)能取得更高的定位精度。文獻(xiàn)36同樣利用Fingerprinting定位方法，在辦公室環(huán)境下采集了藍(lán)牙RSSI標(biāo)定數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠取得平均米的定位精度。系統(tǒng)同時(shí)比較了不同藍(lán)牙錨節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)、采集訓(xùn)練樣本和定位樣本個(gè)數(shù)對(duì)定位精度的影響。從以上基于信號(hào)強(qiáng)度的藍(lán)牙定位研究工作來(lái)看，基于信號(hào)傳播模型的方法應(yīng)用廣泛。一般認(rèn)為，距離和信號(hào)強(qiáng)度RSSI之間存在一種基于LOG形式的線性關(guān)系。根據(jù)信號(hào)的衰減特性，結(jié)合其他因素的影響提出了多種信號(hào)傳播模型，如弗里斯公式模型，加入隔墻因子WAF,

23、加入地面反射因子FAF,以及根據(jù)實(shí)際采集數(shù)據(jù)集訓(xùn)練出傳播模型等。這些信號(hào)傳播模型的方法在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中仍然不可取，很難找到一個(gè)準(zhǔn)確的模型來(lái)計(jì)算RSSI與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其他定位方法其他基于藍(lán)牙技術(shù)的定位方法主要是利用鏈路質(zhì)量LQ藍(lán)牙的功率伸縮、信號(hào)到達(dá)時(shí)間差以及查詢反饋速率等方法。文獻(xiàn)37,38都采用了基于鏈路質(zhì)量LQ的定位方法，其中37主要利用標(biāo)定方法采集LQ值和無(wú)線信號(hào)的RSS值，結(jié)合這兩種無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)定位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在定位評(píng)估中利用多個(gè)無(wú)線信號(hào)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是某種無(wú)線信號(hào)不能用時(shí)利用其他的無(wú)線信號(hào)也能實(shí)現(xiàn)定位，提高定位系統(tǒng)魯棒性，實(shí)驗(yàn)證明用藍(lán)牙信號(hào)結(jié)合信號(hào)有時(shí)并不能提高定位精度。文獻(xiàn)3

24、8提出了基于鏈路質(zhì)量LQ的三步定位方法，使用低成本的藍(lán)牙設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的定位過(guò)程，其中三步定位過(guò)程分別為L(zhǎng)Q采樣、藍(lán)牙基站調(diào)度和實(shí)時(shí)定位。該方法假定每個(gè)作為CELL的藍(lán)牙LQ是特定的，最后用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)估計(jì)位置。FornoF等人39提出構(gòu)建一個(gè)低成本定位系統(tǒng)架構(gòu)，提出用不同功率級(jí)來(lái)查詢周圍的藍(lán)牙設(shè)備，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的、可伸縮的方法進(jìn)行過(guò)濾測(cè)量和計(jì)算移動(dòng)位置，同時(shí)采用了基于類比的理想功率伸縮狀態(tài)，最后建立了藍(lán)牙Adhoc傳感器網(wǎng)絡(luò)。實(shí)驗(yàn)取得了的定位精度。LeThanhSon等人40針對(duì)當(dāng)前的藍(lán)牙定位系統(tǒng)在定位延遲、精度和可行性上的問題，提出一種新的定位方案，通過(guò)修改現(xiàn)有的藍(lán)牙規(guī)范，利用藍(lán)牙在無(wú)

25、線信道上傳播的信號(hào)時(shí)間偏移來(lái)估算位置，仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻_(dá)到的定位精度。修改藍(lán)牙規(guī)范不是一種實(shí)際可行的方法，而且僅靠模擬的實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)法提供足夠的說(shuō)服力。Barahim,等人41提出一種低成本，易布置，可升級(jí)定位框架。系統(tǒng)由藍(lán)牙傳感器網(wǎng)絡(luò)和中心控制系統(tǒng)構(gòu)成，移動(dòng)用戶能夠接收與位置相關(guān)的信息，如房間標(biāo)志等。系統(tǒng)能利用OBEX對(duì)象交換協(xié)議來(lái)推送定位信息，利用三角定位原理可以實(shí)現(xiàn)高精度定位。文獻(xiàn)42中分析了同一個(gè)頻段的Wi-Fi和藍(lán)牙兩種技術(shù)在同時(shí)工作時(shí)的干撓情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在同一無(wú)線信道上連接的AP越多，Wi-Fi之間的干撓越大，藍(lán)牙與Wi-Fi之間的干撓也非常明顯，而藍(lán)牙設(shè)備之間的干撓非常小。這樣用藍(lán)

26、牙設(shè)備來(lái)構(gòu)建定位網(wǎng)絡(luò)能滿足要求。根據(jù)藍(lán)牙設(shè)備的穩(wěn)定性，提出了布置藍(lán)牙tag參考點(diǎn)的定位方法，再通過(guò)比較地圖上參考點(diǎn)的方法來(lái)確定目標(biāo)用戶的位置，在有RSSI信息的情況下，能夠更精確地估計(jì)坐標(biāo)位置。但是布置大量藍(lán)牙參考點(diǎn)增加了定位系統(tǒng)的成本。文獻(xiàn)43中提出一種CMF定位架構(gòu)，利用藍(lán)牙錨節(jié)點(diǎn)的查詢反饋速率IRR作為定位參數(shù)，采用基于Fingerprinting的方法采集IRR數(shù)據(jù)，對(duì)定位區(qū)域的靜態(tài)用戶進(jìn)行定位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在藍(lán)牙傳感器較好覆蓋的情況下，只用在靜態(tài)位置停留3分鐘就能取得98%“房間級(jí)”的定位精度。綜上所述，藍(lán)牙定位的研究一直探索利用更好的方法來(lái)解決室內(nèi)定位的問題，可以將這些方法歸納為基

27、于Cell-ID的方法、基于信號(hào)時(shí)間偏移的方法、基于信號(hào)傳播模型的方法、基于Fingerprinting的方法、基于參考點(diǎn)的方法和其他方法等。盡管藍(lán)牙定位開展了大量的研究工作，但是暴露出的首要問題是室內(nèi)定位精度不高，其次是查詢周期過(guò)長(zhǎng)、提供訓(xùn)練樣本的采樣率過(guò)低，這些因素導(dǎo)致利用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)定位過(guò)程中沒有取得理想的定位效果。本文的首要目的就是要提高藍(lán)牙定位的精度，提高藍(lán)牙技術(shù)在室內(nèi)定位中的實(shí)際應(yīng)用意義?？梢愿倪M(jìn)的不足雖然室內(nèi)定位技術(shù)和行為識(shí)別技術(shù)已經(jīng)開展了大量的研究工作，仍然存在許多關(guān)鍵的問題沒有解決，如利用信號(hào)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位一直面臨信號(hào)強(qiáng)度RSSI受環(huán)境因素影響動(dòng)態(tài)變化的問題44；信號(hào)強(qiáng)度依

28、然不是一個(gè)可信的定位參數(shù)，基于信號(hào)強(qiáng)度的藍(lán)牙定位研究工作未能取得理想的定位精度?；诘凸乃{(lán)牙的室內(nèi)定位技術(shù)研究_石志京藍(lán)牙簡(jiǎn)介藍(lán)牙是一種支持設(shè)備間進(jìn)行短距離無(wú)線通信的技術(shù)，傳統(tǒng)藍(lán)牙通信距離為10米左右，而版本的藍(lán)牙通信距離能達(dá)到100米。藍(lán)牙技術(shù)能將各種使用藍(lán)牙技術(shù)的電子設(shè)備（包括藍(lán)牙音箱、藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙筆記本等）連接起來(lái)進(jìn)行無(wú)線通信，無(wú)需再部署大量的線纜，從而能簡(jiǎn)化設(shè)備間的連接。藍(lán)牙采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，工作在全球通用的ISM10頻段。藍(lán)牙11技術(shù)集傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)、高速技術(shù)和低功耗技術(shù)于一體，優(yōu)勢(shì)顯著。在速度上，藍(lán)牙支持1Mbps數(shù)據(jù)傳輸速度下的超短數(shù)據(jù)包傳輸，如此在

29、傳輸小數(shù)據(jù)量時(shí)可以縮短傳輸時(shí)間；在連接延遲上，藍(lán)牙可以在最短3毫秒內(nèi)完成設(shè)備連接并開始數(shù)據(jù)傳輸，延遲極短；在通信范圍上，藍(lán)牙最大通信距離可以達(dá)到100米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)同類產(chǎn)品傳輸距離；在功耗上，藍(lán)牙支持設(shè)備不工作時(shí)進(jìn)入休眠狀態(tài)，從而降低設(shè)備功耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用時(shí)間；在使用安全性上，藍(lán)牙使用AES-128加密算法對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行加密和認(rèn)證，足夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。室?nèi)定位技術(shù)發(fā)展隨著當(dāng)今科技的迅猛發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，大力的推動(dòng)了當(dāng)今室內(nèi)定位技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前，主流的室內(nèi)定位技術(shù)主要包括：紅外定位技術(shù)、RFID定位技術(shù)、藍(lán)牙定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、ZigBee定位技

30、術(shù)等。其中定位的原理包括：基于測(cè)距的定位算法和與距離無(wú)關(guān)的定位算法。其中與距離無(wú)關(guān)的定位算法包括質(zhì)心算法、近似三角形內(nèi)點(diǎn)測(cè)試法和DV_Hop算法等，基于測(cè)距的算法包括TOA算法、TDOA算法、AOA算法、RSSI算法等。無(wú)線定位技術(shù)起源于上世紀(jì)八九十年代，當(dāng)時(shí)，英國(guó)劍橋大學(xué)研發(fā)的ActiveBadge6系統(tǒng)屬于研制室內(nèi)無(wú)線技術(shù)的領(lǐng)跑者，這項(xiàng)技術(shù)使用了非測(cè)距的紅外線定位技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是功耗低、體積小、攜帶方便，但缺點(diǎn)是定位算法復(fù)雜、延時(shí)高，大概十幾秒才能完成一次定位過(guò)程，這樣對(duì)于室內(nèi)靜止的物體來(lái)說(shuō)可以接受，但對(duì)于移動(dòng)的物體來(lái)說(shuō)，其實(shí)時(shí)性太低，效率不高。而且在室內(nèi)部署的各傳感器都是通過(guò)有線方式連接起來(lái)

31、的，布線復(fù)雜且增加設(shè)備成本，因此沒有得到大規(guī)模使用。XX年，微軟公司提出了基于射頻技術(shù)Radar7的室內(nèi)定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位需要在離線階段采集大量的RSSI值數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)里，然后在在線階段根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集到的RSSI值以及一定的定位算法最終確定目標(biāo)的位置，該系統(tǒng)定位精度能達(dá)到6米以內(nèi)，算法實(shí)時(shí)性也較高，但缺點(diǎn)是在離線數(shù)據(jù)采集階段需要測(cè)量大量數(shù)據(jù)，這增加了定位所需的工作量，而且換了工作環(huán)境，就又需要重新進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，工作量比較大，因此，該技術(shù)有待改進(jìn)。篇三：藍(lán)牙室內(nèi)定位開題報(bào)告杭州電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告指導(dǎo)教師樓斌題目基于的室內(nèi)定位技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程姓名吳唯班級(jí)

32、學(xué)號(hào)一、技術(shù)背景和國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)無(wú)線定位是物聯(lián)網(wǎng)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，基于位置的服務(wù)擁有著非常可觀的應(yīng)用前景。隨著手機(jī)和智能終端的普及，人們對(duì)于室內(nèi)定位的需求也越來(lái)越大。商場(chǎng)，景區(qū)，博物館，圖書館等公共場(chǎng)合需要精確的室內(nèi)定位來(lái)實(shí)現(xiàn)基于室內(nèi)位置服務(wù)ILBS(IndoorLocation-Based-Services)的相關(guān)功能，以便為用戶自動(dòng)提供其所在位置，周邊信息，消息推送，路線導(dǎo)航等。若要實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位，WI-FI也是個(gè)不錯(cuò)的選擇，但WI-FI較為耗電，手機(jī)電力吃緊下也是很合適；3g/4g的基地臺(tái)太遠(yuǎn)，誤差較大，難以精確定位，若作為室內(nèi)的賣架、展品導(dǎo)覽偵測(cè)，無(wú)法給予更精準(zhǔn)的資訊；而GPS雖然功能強(qiáng)

33、大到被各行各業(yè)使用，而且定位精確，但是這只是限于在室外環(huán)境。一旦到了室內(nèi)，信號(hào)衰減的太快，室內(nèi)效果往往很差。在不替手機(jī)加裝新讀取，感應(yīng)裝置下，又能實(shí)現(xiàn)精確定位，省點(diǎn)定位，一般多指向Bluetooth，特別是后的BLE技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(BluttoothSIGXX)年正式采納藍(lán)牙核心規(guī)范(BluetoothCoreSpecifiationVersion)。藍(lán)牙是集“低功耗”、“長(zhǎng)距離”、以及“高速啟動(dòng)”的三位一體的藍(lán)牙技術(shù)。使用藍(lán)牙的信標(biāo)點(diǎn)(AccessPoint，AP)只需要一顆紐扣電池就可以工作一年之久，并擁有超低功耗、70m左右的信號(hào)范圍、毫秒級(jí)低延遲、AES-128加密等諸多特性。而且

34、，近幾年幾乎全部的智能手機(jī)及平板電腦都搭載了藍(lán)牙的硬件模塊。IOS，Android，WindowsPhone等主流移動(dòng)操作系統(tǒng)也都支持藍(lán)牙技術(shù)。這些都確保藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位的可行性與實(shí)用性。可以想見。將來(lái)一個(gè)商業(yè)單位內(nèi)可能部署一家公司的或多家公司的多個(gè)iBeacon基站。是否會(huì)產(chǎn)生類似wifi熱點(diǎn)互相影響的情況。理論上可以肯定這些基站是會(huì)互相干擾的，但是因?yàn)樗{(lán)牙信多信道廣播（3個(gè)廣播信道），并且實(shí)際使用中Beacon傳輸周期占空比?。ɑ蚋。┑仍颍愿蓴_也不會(huì)很嚴(yán)重。實(shí)際使用場(chǎng)景中藍(lán)牙信號(hào)會(huì)迅速衰減，所以問題會(huì)很小。蘋果對(duì)于iBeacon的支持很有力。以后也增加了支持，市面上也有很多開源

35、的SDK可以直接用。原先流行于Android平臺(tái)的NFC由于作用距離短等原因基本上沒有流行起來(lái)?？雌饋?lái)iBeacon有取而代之的趨勢(shì)。室內(nèi)定位系統(tǒng)最早源于1992年英國(guó)劍橋大學(xué)幵發(fā)的ActiveBadge系統(tǒng)。它是利用紅外線傳感技術(shù)來(lái)進(jìn)行定位,由于紅外線容易受光線的干擾,所以該系統(tǒng)也主要用于室內(nèi)的定位。XX年百度世界大會(huì)上，百度成立不久的LBS事業(yè)部所展示的一套基于Wifi定位以及慣性導(dǎo)航的定位產(chǎn)品,但是這一產(chǎn)品并沒有正式商用,仍在百度內(nèi)部研發(fā)中。同年，同年蘋果在WWD（蘋果電腦全球研發(fā)者大會(huì)）上推出一項(xiàng)基于藍(lán)牙的精準(zhǔn)定位技術(shù)，當(dāng)你的手持設(shè)備靠近一個(gè)beacon基站時(shí)，設(shè)備就能夠感應(yīng)到beac

36、on信號(hào)，范圍可以從幾毫米到50米。iBeacons相對(duì)于原來(lái)的藍(lán)牙技術(shù)有不需要配對(duì)，準(zhǔn)確了距離，功耗更低等優(yōu)點(diǎn)。任意一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備一旦搜尋到另一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備，馬上就可以建立連接，而無(wú)需用戶進(jìn)行任何設(shè)置，在無(wú)線電環(huán)境非常嘈雜的情況下，其優(yōu)勢(shì)更加明顯。室內(nèi)對(duì)藍(lán)牙手機(jī)進(jìn)行定位的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)具有方便已用、成本較低、易于拓展等有點(diǎn)。在過(guò)去較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)由于傳統(tǒng)藍(lán)牙功耗較高的原因一度使得基于WLAN的定位方式成為室內(nèi)定位的研究熱點(diǎn)。現(xiàn)在隨著藍(lán)牙的推出,低功耗技術(shù)被融入了藍(lán)牙中,同時(shí)增強(qiáng)了藍(lán)牙信號(hào)的穩(wěn)定性以及覆蓋范圍,使得基于低功耗藍(lán)牙的定位方式相比于WLAN具有了更多的優(yōu)勢(shì)。藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)

37、的實(shí)際愈加成熟，其應(yīng)用平臺(tái)也愈加廣闊。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：研究的基本內(nèi)容Android手機(jī)與BLE終端的通信，而最常見的BLE終端應(yīng)該是蘋果公司所提倡的iBeacon基站。比如一臺(tái)有配置的并且以上的手機(jī)，裝上ibeacon相關(guān)應(yīng)用后，靠近三個(gè)藍(lán)牙基站的搜索范圍內(nèi)，手機(jī)可以通過(guò)選擇其中近一點(diǎn)基站發(fā)出的信息提示得到自己所在的位置。我們可以通過(guò)下面的圖大致了解三點(diǎn)一面定位的情形。擬解決的主要問題iBeacon技術(shù)基于BLE,它的特點(diǎn)是通過(guò)廣播對(duì)外發(fā)送消息，手機(jī)不需要連上iBeacon基站也能獲取它的消息。在ios里面使用ibeacon要經(jīng)過(guò)passbook注冊(cè)iBeacon的UUI

38、D和對(duì)應(yīng)的文字簡(jiǎn)介，而在Android上則無(wú)此類似passbokk這種系統(tǒng)級(jí)的后臺(tái)藍(lán)牙搜索服務(wù)，這類服務(wù)需要開發(fā)者自己搞定。布設(shè)的基站信號(hào)點(diǎn)越多，就越容易出現(xiàn)重復(fù)覆蓋的情況，很可能在一個(gè)位置能收到幾個(gè)不同強(qiáng)弱的信號(hào)。解決這個(gè)問題，需要采用基于檢測(cè)發(fā)送端發(fā)送的信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)定位的。起碼要準(zhǔn)備三個(gè)基站，根據(jù)手機(jī)與基站的相對(duì)位置，與基站坐標(biāo)圖，算出手機(jī)具體位置,然后手機(jī)通過(guò)3G/4G信號(hào)可以到一個(gè)服務(wù)器獲得該地圖。iBeacon的信號(hào)強(qiáng)度采用RSSI值表示。與其他無(wú)線信號(hào)一樣，隨著距離的遠(yuǎn)近，RSSI值會(huì)產(chǎn)生變化。我們要通過(guò)RSSI值的變化來(lái)判斷用戶距離iBeacon設(shè)備的遠(yuǎn)近。各個(gè)android

39、廠商的定制五花八門，各個(gè)系統(tǒng)版本上也有差異，屏幕大小也差別也非常大，兼容性很難保證，開發(fā)廣泛使用的應(yīng)用在兼容性上很有難度。并且國(guó)內(nèi)關(guān)于android開發(fā)BLE的資料有限，國(guó)外的也大都僅限于Android官方的demo。三、研究步驟、方法及措施：開發(fā)工具及其環(huán)境操作系統(tǒng):Windows7開發(fā)工具:_10、EclipseIndigo，輔助javaAPI,安卓系統(tǒng)以上，ibeacon基站研究步驟及方法基于室內(nèi)定位的主要任務(wù)是利用iBeacon技術(shù)，開發(fā)一個(gè)用于移動(dòng)設(shè)備端的應(yīng)用，進(jìn)行近距離的數(shù)據(jù)通信，當(dāng)用戶的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備靠近iBeacon時(shí)可以感覺到信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的操作。?理論準(zhǔn)備此步驟是一切開發(fā)的基礎(chǔ)。此