室內定位之藍芽Beacon 部署方案

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ibeacon一項低耗能藍芽技術技術，工作原理類似之前的藍芽技術，由beacon發射訊號，藍芽裝置定位接受，反饋訊號。當使用者進入、退出或者在區域內徘徊時，beacon的廣播有能力進行傳播，可計算使用者和beacon的距離（可通過rssi計算），由此可知，只要有三個beacon裝置即可定位。

trilateration（三邊測量）是一種常用的定位演算法：

已知三點位置 (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)

已知未知點 (x0, y0) 到三點距離 d1, d2, d3

以 d1, d2, d3 為半徑作三個圓，根據畢達哥拉斯定理，得出交點即未知點的位置計算公式：

(x1
-x0 )
2+(y
1-y0
)2=d
12(x
2-x0 
)2+(
y2-y
0)2=
d22(
x3-x
0 )2+
(y3-
y0)2
=d32

設未知點位置為 (x, y)，令其中的第乙個球形 p1 的球心座標為 (0, 0)，p2 處於相同縱座標，球心座標為 (d, 0)，p3 球心座標為 (i, j)，三個球形半徑分別為 r1, r2, r3，z為三球形相交點與水平面高度。則有：

r12
=x2+
y2+z
2r22
=(x -
d)2+
y2+z
2r32
=(x -
i)2+
(y -j
)2+z
2

當 z = 0 時，即為三個圓在水平面上相交為一點，首先解出 x:

x =(
r12-
r22+
d2)/
2d

將公式二變形，將公式一的 z2 代入公式二，再代入公式三得到 y 的計算公式：

y =(
r12-
r32-
x2+(
x -i)
2+j2
)/2j

在電池工作時長穩定、環境結構不太複雜的前提下，符合以下標準的藍芽beacon是可以較好支援的：

1、協議：符合ibeacon標準協議（蘋果官方）

2、uuid、major、minor：固定不變

3、天線：全向天線

4、是否加密：要求非加密藍芽beacon

5、訊號發射週期：一般要求100ms-200ms

6、功率：要求穩定不變，預設0db 無增強的裝置，訊號有效半徑5m左右，部署間距建議5-8m

檢測工具：ibeacondetector（安卓端），用來判定uuid、major、minor是否符合要求，功率是否穩定。

1)藍芽beacon離地高度：3m

高度h：一般在2.5~3m之間，如現場安裝位置較高，需要考慮增加衰減預算。或者採用地面、牆面部署，保證高度在3m內。

2)藍芽beacon水平間距：4-8 m

一維定位場景：適合隔離度高的過道，理論上只需要按序列部署一列間距4-8m的beacon。

一般定位場景（開放區域）：藍芽beacon呈三角均勻部署，需要3個或3個以上的藍芽beacon。互相間距4-8m。

a、對一般室內環境，beacon間距控制在4-8m左右。部署要均勻。

b、藍芽beacon的部署需要盡量避開遮擋。部署不要靠近牆角/障礙物。

c、空曠區域保證兩兩之間距離5m左右，整個空間進行三角網格狀交錯分布覆蓋。

d、對於房間門口、室內路線路口處、路徑轉折處，需要部署以提高使用者體驗。

e、房間內部，較小的房間或不需要精確定位的房間內可在中心部署乙個。較大的房間考慮與空曠區域類似，進行三角網格交錯分布。

f、室內走廊根據寬度可進行單列或雙列部署。對於比較封閉的走廊（寬度3m左右），可考慮沿走廊中心線部署；較寬的走廊，可按照雙列交錯部署。

g、停車場行車道區域在上方盡量在無遮擋處部署，間距5m左右，可根據寬度選擇單列或雙列交錯部署。對於停車位建議每個車位（一般2.5m*5.5m可根據需要部署1-2個 beacon。

h、大堂或層高較高（層高》4m）的區域、中空等，不得在頂棚部署。可以按照5m左右間距，沿牆壁或在近地面建築結構上部署。

i、beacon可根據需要增加或減少部署密度，但一般建議在4-6m間距區間可以獲得較好的定位精度，大於6-8m的間距會導致定位效果變差。