物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)數傳室內定位技術(shù):AOA與AOD 針對室內環(huán)境無(wú)法使用衛星定位的問(wèn)題,目前市場(chǎng)上已經(jīng)有了很多不同的室內定位技術(shù)。 常見(jiàn)的室內無(wú)線(xiàn)定位技術(shù)有:WiFi通信模塊、藍牙模塊、紅外線(xiàn)遙控開(kāi)關(guān)、超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、RFID射頻技術(shù)、ZigBee模塊、cat.1定位模塊、GPS定位導航模塊等。 藍牙無(wú)線(xiàn)通信模塊作為一種短距離低功耗的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù),在室內安裝適當的藍牙局域網(wǎng)接入點(diǎn)后,將網(wǎng)絡(luò )配置成基于多用戶(hù)的基礎網(wǎng)絡(luò )連接模式,并保證藍牙局域網(wǎng)接入點(diǎn)始終是這個(gè)微網(wǎng)絡(luò )的主設備,這樣通過(guò)檢測信號強度就可以獲得用戶(hù)的位置信息。 AOA與AOD測距原理 在藍牙無(wú)線(xiàn)通信模塊的5.1協(xié)議中提出了兩種新的更加精確的定位方法。一種是到達角度(AOA),另一種是離開(kāi)角度(AOD)。 AOA定位:即藍牙模塊接收器擁有復數個(gè)天線(xiàn),發(fā)射天線(xiàn)與每個(gè)接收天線(xiàn)距離有差異,故發(fā)射出的信號在每個(gè)接收天線(xiàn)有接收時(shí)差,就可以計算出相位差。 AOD定位:則是通過(guò)藍牙模塊的定位信標通過(guò)天線(xiàn)陣列發(fā)出信號,而接收設備通過(guò)單根天線(xiàn)接收信號,通過(guò)解碼接收信號計算出信號的發(fā)送方向。 通過(guò)這種三角的距離測量,可以實(shí)現較高精確度的實(shí)時(shí)室內定位。 值得一提的是,不論AOA還是AOD定位,都需要保證發(fā)射端與接收端之間的環(huán)境空曠無(wú)阻擋,當兩者之間有明顯的障礙物阻擋時(shí),藍牙的信號強度會(huì )有所下降,必然導致定位的準確度有非常明顯的下降。
這種尋向功能采用的是同相、正交采樣來(lái)測量出天線(xiàn)的接收相位。 例如在到達角度的測量方法中,信號過(guò)程是通過(guò)陣列中的所有的天線(xiàn),依次按照預先設計好的天線(xiàn)順序進(jìn)行測試數據發(fā)送。 采用數據通過(guò)主機的控制器接口傳遞到設備內部的藍牙協(xié)議棧中,運用協(xié)議棧中的算法運算來(lái)確定一臺設備處于另一臺設備的什么方向上,在通過(guò)復數的天線(xiàn)定向,確認設備處于另一臺設備的哪個(gè)位置上。 在整個(gè)應用,用于跟蹤設備的實(shí)時(shí)定位系統設備會(huì )調用安裝在整個(gè)場(chǎng)景中的數個(gè)固定位置的藍牙接收器,這個(gè)設備一般被稱(chēng)為定位器。定位器會(huì )連接到整個(gè)系統的數據中心,即集中在服務(wù)器上。將藍牙發(fā)射器放到需要跟蹤位置的物體上,發(fā)射器會(huì )以一定的周期向四周發(fā)送定位信號,定位系統會(huì )通過(guò)每次的信號來(lái)大致計算每一個(gè)發(fā)射器的位置。用戶(hù)可以通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)手機等應用終端的應用程序來(lái)查詢(xún)具體的藍牙定位信標,應用程序可以通過(guò)即時(shí)接收到的信號質(zhì)量來(lái)推算出所查詢(xún)信標的實(shí)時(shí)位置,并將其顯示出來(lái)。 相對其他室內定位技術(shù),AOA、AOD定位的定位精度更加精確,并且采用藍牙無(wú)線(xiàn)通信模塊技術(shù),可以與用戶(hù)手機直接適配,使用更加靈活、方便,適合于室內導航等應用。 |