仅2021年就有1.83亿台定位服务Bluetooth®设备售出!更令人印象深刻的是,预计2026年的年发货量将达到5.68亿,这是未来5年增长的3倍多,复合年增长率达到25%!
那么,我们所说的定位服务是什么意思?“定位服务”是指利用系统中一个或多个设备的位置向用户提供有意义的信息或基于此信息触发操作的任何应用程序。
一些示例包括邻近解决方案(近、远、超出范围等)、资产和人员跟踪、室内导航、数字钥匙和个人物品查找。在这些应用程序中,蓝牙资产跟踪设备预计将大幅增长,其中约3.5亿台设备预计将于2026年上市。
蓝牙信标
位置服务应用中最突出的技术是使用蓝牙信标技术。蓝牙信标只是支持蓝牙的设备,它以标准格式在广告包中发送数据,通常以仅传输模式运行。基于信标的定位系统的工作方式是在感兴趣的区域部署信标和定位器设备。信标在广播分组中发送上下文数据,定位器设备负责检测信标的存在并确定其在区域内的位置。
蓝牙信标有两个主要方面可用于创建有意义的位置服务系统:
· 信标的接收信号强度指示器(RSSI)
· 信标在广播包中广播的数据
从发射信标读取的RSSI值用于计算或算法,以确定该信标设备的位置。播发的数据中继可以提供设备上下文的重要信息(发送功率、名称空间信息、传感器相关读取等)。
接收信号强度指示器(RSSI)
RSSI值的准确性对于提高信标位置或接近度的可信度尤为重要。RSSI的使用将蓝牙无线电用作定位无线电,而不是传统意义上的在设备之间简单地交换数据。
为了使RSSI值准确,三个主要广播频道的发射功率必须一致。这取决于信标设备的射频设计。否则,信标定位器设备必须使用软件或固件中实现的高级算法来适应整个广播频道的RSSI不准确。
根据所部署系统的属性(例如,定位器设备的数量、信标的天线设计等),基于RSSI的系统可能无法实现高水平的定位精度。为了解决这个问题,最新版本的蓝牙(蓝牙核心规范5.1版)引入了一种称为测向的新功能,该功能利用到达角(AoA)和离开角(AoD)技术来确定定位。这项新功能有可能使基于蓝牙的定位解决方案达到厘米级的精度。[3]
当低成本比提高精度更重要时,基于RSSI的系统可能提供足够的精度级别。此外,通过增加定位器设备的数量,可以在基于RSSI的系统中进一步提高精度水平。
成功部署信标的关键参数
有几个关键参数决定了基于信标的位置服务系统的成功程度:
· 易用性:这包括易于部署和易于使用系统。易用性可降低总体系统成本。
· 低功耗:低功耗可延长电池寿命,从而降低总体维护成本并易于使用。
· 低成本:单个信标设备的成本会极大地影响系统的总体成本,尤其是当部署涉及数百甚至数千个信标时。
· 跨信道的均衡功率输出:准确的发送功率值可以简化系统,因为它可以减少使用算法以适应不一致的RSSI读取的需要。这将降低系统成本。
· 安全性:某些部署可能需要更高的安全性和隐私措施来保护数据并防止第三方攻击者。在这种情况下,系统的安全级别对于部署的成功至关重要。
NanoBeacon™ Technology
InPlay新推出的NanoBeacon™ IN100 SoC已通过蓝牙SIG认证,符合蓝牙核心规范5.3。作为世界上最小的蓝牙信标SoC,IN100无需软件编程,大大降低了技术壁垒,为开发人员提供了各种无线物联网应用程序的真正配置和使用开发体验,如实时资产跟踪、冷链管理、工业无线传感、医疗保健监控等。
由于封装尺寸小至2.5mm x 2.5mm,这个IN100 SoC是实现定位服务解决方案的理想解决方案。IN100支持各种类型的传感器接口,包括模拟和数字传感器接口。开发人员可以轻松地将IN100连接到传感器,配置其阈值,一旦达到阈值,就可以通过蓝牙空中接口无线发布警报或原始传感器数据信息。IN100信标设备最近获得了《RFID杂志》2021最佳新产品奖,这仅仅只是NanoBeacon™ 技术系列芯片组中的第一个SoC 。
IN100的其他主要功能包括:
· 仅广播设计
· 超低成本
· 超低功耗(低至亚微瓦,支持多年运行寿命)
· 易于使用和编程自由设计:无需固件
· 每个广播频道的一致发送功率水平
· 支持远程模式(编码PHY)
· 工作温度范围广泛:-40C–125C
· 增强了身份验证和隐私的安全性
· 支持Eddystone和iBeacon标准
· 支持传感器连接,包括GPIO、I2C、ADC和单总线