近些年室內定位被炒得非常火，提供更低成本、更高精度、更容易普及的室內定位技術一直是室內定位領域研究的終極目標。
基於室內定位領域出現的定位技術也很多，有很多人嘗試使用藍芽定位方式做室內高精度應用，是否可行，本文我們就來分析一下！
藍芽是如何在室內環境中進行定位呢？
其具體定位原理是基於rssi訊號強度定位，首先在區域內鋪設藍芽信標，由 beacon 發射訊號，藍芽裝置接收訊號並反饋，當裝置進入範圍內時，估算系統中各藍芽裝置之間的距離。通過這種技術，定位系統在確定特定裝置的位置時，精確度可達到公尺級。
一、不能走遠了——訊號強度衰落與距離之間的微妙關係
根據rssi訊號強度，藍芽接收端距離發射端的距離越近，訊號強度越強，反之，訊號強度越弱。就像對於乙個確定光度的光源來說，我們離光源越近，越亮，反之，距離越遠亮度就越暗。
藍芽定位就是通過兩個藍芽裝置之間的距離與接收訊號強度指示（接收功率）之間的關係，再通過三角定位原理進行定位。
上圖所示，接收功率與距離關係圖，標籤接收周圍信標的通訊包的訊號，測量訊號強度，在已知傳送端訊號信標強度的情況下，可以通過上述理論曲線直接計算出標籤到信標的距離。再通過多點定位的方式計算出標籤位置。
通過訊號強度的變換即可找出訊號強度與距離發射端之間的關係。
我們通過上圖可以看到，在距離超過3m後，隨著距離的變化，訊號強度變化會很緩慢。從圖示可以得出距離在變化約4m對應的功率變化不到5個db，距離越遠，情況會越惡化。然而禍不單行，一般晶元級接收機測量訊號強度精度是在±3db左右，就會帶來4m左右的定位精度誤差。
也就是說短距離時藍芽定位還能滿足基本需求，但是距離遠了，由於訊號衰落，也就沒辦法要求高精度了。
如何解決？以多取勝！
上述我們說到了rssi訊號強度定位原理，得出距離越遠，定位精度也會隨之下降，那麼為了實現高精度定位，只能將藍芽裝置的部署密度增大，在實際應用中一般3-6m部署乙個基站，能夠保證有3-5m的定位精度。
但是凡事都有利弊，小場景還好，但是大場景就會存在節點較多的問題，對於布展施工、後期維護都增加了一定的難度。
二、如何應對無線通道的以下挑戰：多徑效應及瑞利衰落
同時，我們還是從這張圖可以看到，距離超過1m時，實際接收的功率由於瑞利衰落造成的影響，波動會比較大，這也會對測量精度造成影響。
什麼是瑞利衰落？
在無線通訊通道中，由於訊號進行多徑傳播達到接收點處的場強來自不同傳播的路徑，各條路徑延時時間的不同造成了相位偏移，而各個方向分量波的疊加，又產生了駐波場強，從而形成訊號快速衰落或增強稱為瑞利衰落。
瑞利衰落屬於小尺度的衰落效應，距離變化可能10-20cm，訊號強度就會發生很大的變化，它總是疊加於如陰影、衰減等大尺度衰落效應上。
是什麼造成了瑞利衰落？
在大話系列第一章節中，我們講了什麼是多徑效應，也就是由於室內環境的複雜性導致無線訊號發生直射、反射、折射等現象而引起的無線訊號通過不同路徑到達無線訊號接收點的情形。多徑效應會引起空間選擇性衰落，即不同的地點、不同的傳輸路徑衰落特性不一樣。
由於各種地形、地物、移動體引起的多徑傳播訊號在接收點相疊加，由於接收的多徑訊號的相位不同、頻率、幅度也有所變化，導致疊加以後的訊號幅度波動劇烈。
在**下降過程中，股價的分時瞬時值變化劇烈。上面提到的接收訊號場強值的瞬時快速起伏、快速變化的現象也稱為快衰落。
綜上，由於瑞利衰落的影響，訊號的劇烈波動，導致功率也是時強時弱，定位精度的誤差也就時大時小。
從根本來講，多徑是因為環境的複雜，那麼是不是在空曠的環境下，受多徑效應及銳利衰落影響就會小很多呢？
三、對不起，你擋住我訊號了——遮擋物使得訊號進一步衰減
還是從《接收功率與距離的關係曲線》一圖來看，該曲線的前提在自由空間傳播的情況，但是在藍芽定位技術的實際應用中，訊號會被人體或環境中障礙物遮擋，造成通道發生變化，訊號進一步衰減，從而導致定位精度一定程度降低。
因此，在藍芽實際應用場景中，如果是環境空曠無遮擋的環境，藍芽定位技術的威力能得到最大程度的發揮。
小結：藍芽定位精度受接收端與發射點之間的距離、環境遮擋物、節點的密度以及布設位置等因素影響，目前業界使用藍芽定位的精度可以達到3-5公尺左右。
四、功耗貴如**，吾等自應珍惜——談談藍芽裝置續航問題
按上述藍芽的工作方式，定位標籤需要接受到附近幾個信標的的訊號，才能進行定位，同時信標之間是隨機向空間傳送電磁波，標籤並不知道信標什麼時候傳送，所以需要一直開啟接收機進行接收，導致標籤的功耗相對來說比較高，續航時間短。在藍芽定位的實際應用中，乙個胸牌大小的定位標籤，藍芽1hz定一次位的續航時間是在5天左右。
值得一提的是，最新藍芽5.1的發布，帶來了全新的尋向功能，其關鍵技術為：多天線測向。
新技術值得去研究，但是藍芽多天線技術無疑會增加藍芽基站的複雜度和硬體成本。並且在現在複雜的2.4ghz頻段下、在複雜的室內多徑干擾下，能不能達到理論的厘公尺級精度，還有待考驗。
期待藍芽5.1新技術的實現可以提供厘公尺級的定位精度，給室內定位提供了一種更為可靠的技術方案。
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