藍牙5.1“尋向功能”，激發一大波創新應用

        藍牙技術聯盟Bluetooth SIG在北京舉行媒體發布會，詳細介紹了藍牙技術聯盟推出的藍牙核心規范Core specification 5.1內容和技術細節，該新藍牙核心規范V5.1引入了期待已久“尋向功能”，這一全新功能可幫助設備明確藍牙信號的方向，進而幫助開發厘米級的實時定位和室內定位藍牙方案，這是一個重大突破技術！
        目前高精度的室內定位需求很多，例如通過導航軟件導航找到酒店門口，但是最后的100米其實也很關鍵，藍牙尋向功能就可以解決這個問題，從酒店門口可以直接導航到客房！此外，這個功能在室內尋物、物流倉儲等方面都有很大潛力。

        藍牙技術目前應用廣泛，從音頻傳輸、數據傳輸拓展到位置服務、設備網絡領域都有覆蓋，而從2016年開始，藍牙就成為手機標配，現在藍牙技術已經延伸到平板、汽車、音頻娛樂設備、互聯設備、智能樓宇、智能家居、智能工業、智能城市等，預測藍牙設備的年出貨量將從2018年的40億增長到2022年的52億！

        目前，基于位置的藍牙服務解決方案通常分為兩類：接近類解決方案和定位系統。如今，接近類解決方案可借助藍牙，解讀兩臺設備何時彼此靠近，以及相距距離的近似值。該類別同時包括物品追蹤解決方案(如個人財物標簽)及地標信息解決方案(如鄰近感知Beacon)。

 

        未來藍牙會大量應用在新興領域，如尋向功能就會激發很多的新的應用。預計到2022年，基于定位服務的藍牙出貨量將達4億！

        藍牙尋向技術技術原理

        目前藍牙使用的接近類和定位類解決方案中，主要基于RSSI(Received Signal Strength Indication基于接收信號強度指示)定位，如iBeacon定位技術，一般是由Beacon來發射信號，藍牙設備定位接受，反饋信號。當用戶進入、退出或者在區域內徘徊時，Beacon的廣播有能力進行傳播，可計算用戶和Beacon的距離(可通過RSSi計算)，由此可知，只要有三個即可定位但是其定位精度只能到米級。

 

 

        而藍牙核心規范5.1是如何把精度提升到厘米級的呢？ 
        尋向不是一個新技術，它的基本原理就是利用無線電的相位差換算出位置信息。在藍牙5.1中，主要采用了兩種定位技術，一種是利用到達角(Angle-of-Arrival：AOA)測量技術，是通過測試發射器和接收器直接的到達方向然后通過三角定位獲得發射器和目的物的方位和距離的技術，主要針對RTLS(實時定位系統)、物品追蹤和地標信息。

 
        其工作原理是發射器通過單一天線發送特殊的數據封包，而接收器擁有以陣列排布的多個天線，由于天線到發射器的距離不同，因而天線會發現所接收到的信號相位差，在有源天線之間切換時，從接收到的信號中獲取IQ樣本，通過數據計算得出信號的相對方位。AOA也適合反向追蹤，醫療設備管理等。

 
 

        還有一種方式是利用出發角(Angle of Departure)測量，也是利用信號相位差技術，主要是針對室內定位系統(IPS)，它的工作原理是發射器在以陣列排布的有源天線之間切換時，發送特殊的數據封包，而接收器通過單一天線接收信號，然后從接收到的信號中獲取IQ樣本，在了解發射器內的天線排布后，通過數據計算得出信號的相對方向和距離，這個測向技術適合完成室內物品管理，物流、倉儲等。

 

        通過引入全新尋向功能，藍牙接近類解決方案將能夠添加與設備方向相關的功能。例如，物品追蹤解決方案將不僅可以告知用戶已臨近財物標簽位置，還能讓用戶了解其所處的方向，顯著提升用戶體驗。

 
        而定位系統可采用藍牙來明確設備的物理位置，例如可用于資產跟蹤的實時定位系統和可用于室內導航的室內定位系統。通過添加全新尋向功能，此類定位系統可將位置精度提升至厘米級。 
        尋向還能激發什么創新？ 
        藍牙尋向功能的增加有望激發很多創新應用例如通過手機可以實現汽車自動打開。在車內安裝定位器，判斷駕駛人的角度，如果已經到車門前可以自動打開車門，也可以用于門禁系統，通過角度判斷符合條件的人員是否已經接近大門從而自動開合，此外，目前藍牙技術已經實現了mesh的網絡拓撲，例如很多酒店或樓宇已經使用了mesh照明燈具和開關，把這些節點可以是天然的具備尋向功能AOD的發射機或者AOD接收機，這個融合可以激發充很多創新，未來這方面的融合會很多。
        目前已經有一些廠商正在研發符合藍牙5.1標準的藍牙模塊，例如深圳信馳達。藍牙5.1，通過到達角度和離開角度特性實現精準定位，可為樓宇門禁和遠程無鑰開鎖系統等需要精準室內定位設備開辟了新的機會。