大理藍(lán)牙定位還是UWB定位

一、藍(lán)牙典型定位技術(shù)路線：藍(lán)牙信標(biāo)

藍(lán)牙信標(biāo)嚴(yán)格意義來(lái)講不是一種定位技術(shù)，而是一種藍(lán)牙信號(hào)空間可及的判斷；最 大優(yōu)勢(shì)就是便宜、簡(jiǎn)單；適合巡檢等結(jié)合空間位置的行為管理；

l  2C側(cè)藍(lán)牙信標(biāo)應(yīng)用

采用藍(lán)牙信標(biāo)作為位置錨點(diǎn)，C端采用手機(jī)實(shí)現(xiàn)和錨點(diǎn)相關(guān)內(nèi)容的展示；

l  2B側(cè)藍(lán)牙信標(biāo)應(yīng)用

1.    藍(lán)牙信標(biāo)作為位置錨點(diǎn)，C端采用手機(jī)實(shí)現(xiàn)巡檢打卡應(yīng)用；

2.    藍(lán)牙信標(biāo)做位置錨點(diǎn)，采用標(biāo)簽接收信標(biāo)廣播實(shí)現(xiàn)定位；

由于錨點(diǎn)沒(méi)有通訊功能，標(biāo)簽必須支持無(wú)線通訊功能，廠家一般提供LORA或NB的方案；LoRa和NB都是窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊方案，帶寬十分有限，LORA WAN基本不可行，實(shí)時(shí)性也沒(méi)有辦法保證，只能采用LORA私有協(xié)議，要部署LORA網(wǎng)關(guān)；LORA采用輪詢的數(shù)據(jù)通訊機(jī)制，大數(shù)據(jù)量的無(wú)線數(shù)據(jù)通訊肯定不能指望，區(qū)域標(biāo)簽的數(shù)量不能超過(guò)二三十個(gè)；基于區(qū)域容量和定位效果，這種藍(lán)牙信標(biāo)做錨點(diǎn)+藍(lán)牙標(biāo)簽（LORA）+LORA網(wǎng)關(guān)的解決方案，不建議采用。

1.    采用藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)+藍(lán)牙標(biāo)簽（藍(lán)牙信標(biāo)）的方式，藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)通訊；

2.    這個(gè)在室內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的，藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)作為空間位置標(biāo)識(shí)，實(shí)時(shí)收集空間存在的藍(lán)牙信標(biāo)設(shè)備；

3.    這個(gè)在醫(yī)院、學(xué)校等場(chǎng)景十分普遍；

4.    這種方案的優(yōu)勢(shì)在于可以基于BLE連接實(shí)現(xiàn)類(lèi)似數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)通訊；

5.    這種應(yīng)用的局限性：

6.    空間藍(lán)牙設(shè)備的數(shù)量建議不要超過(guò)幾百個(gè)，并且由于BLE廣播的通訊非可靠性，建議只是做基于藍(lán)牙信號(hào)可及的存在性監(jiān)測(cè)，其他所謂的定位算法，就不要去奢求了，完全不切實(shí)際。

藍(lán)牙AOA的局限性：由于必須要水平安裝，藍(lán)牙AOA不適用室外環(huán)境；其次藍(lán)牙AOA的體驗(yàn)也是一般般，環(huán)境干擾因素對(duì)于藍(lán)牙AOA也是影響巨大；

基于藍(lán)牙技術(shù)推薦的位置服務(wù)：

1：藍(lán)牙信標(biāo)做位置錨點(diǎn)，智能手機(jī)做采集信息實(shí)現(xiàn)巡檢等功能；（但是這個(gè)功能容易被基于RFID的NFC替代/近距離接觸）

2：藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)+藍(lán)牙信標(biāo)；使用類(lèi)似醫(yī)院等獨(dú)立空間部署藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)；采用藍(lán)牙手環(huán)或藍(lán)牙標(biāo)簽的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)于病人以及設(shè)備的空間位置管理，同時(shí)可以基于BLE實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的數(shù)據(jù)采集；

其他解決方案不推薦，基本坑比較多，尤其是基于藍(lán)牙RSSI的三角定位；

藍(lán)牙更偏向是無(wú)線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，而非無(wú)線定位技術(shù)；

UWB更偏向是無(wú)線定位技術(shù)，而非無(wú)線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)；

二、UWB定位方案：

和所有無(wú)線技術(shù)相比，UWB應(yīng)該算是應(yīng)用于定位的表現(xiàn)最 好的無(wú)線通訊技術(shù)；

l  首先UWB可以選擇CH2、CH5、CH9等多個(gè)頻段；CH2的距離是優(yōu)勢(shì)，但是和運(yùn)營(yíng)商的5G頻段有沖突；CH5基本是ISM非授權(quán)頻段；CH9近10G頻段，一般用于近距離定位；藍(lán)牙普遍選用的就是2.4G的ISM非授權(quán)頻段，和WIFI有高度重合，2.4G的設(shè)備種類(lèi)以及通訊技術(shù)（Zigbee等）也是最多的。

l  此外UWB是短脈沖通訊技術(shù)，是所有無(wú)線通訊技術(shù)中TOF測(cè)距表現(xiàn)最 好、精度最 高的。

l  UWB采用是BPSK無(wú)線調(diào)制技術(shù)，相比FSK和OFDM（藍(lán)牙采用），有更好載噪比表現(xiàn)，同頻抗干擾性能更強(qiáng)。

盡管UWB定位實(shí)際表現(xiàn)有些差強(qiáng)人意，但是無(wú)線定位目前只能依賴UWB；

有很多技術(shù)優(yōu)勢(shì)的UWB，為啥實(shí)際定位差強(qiáng)人意？

l  首先無(wú)線通訊的普遍問(wèn)題就是信號(hào)干擾，盡管UWB采用BPSK的無(wú)線信號(hào)調(diào)制技術(shù)，同類(lèi)的無(wú)線通訊技術(shù)屬于表現(xiàn)好的，但是實(shí)際標(biāo)簽發(fā)射天線和基站接收天線方向問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)弱，尤其距離遠(yuǎn)的情況，由于天線方向問(wèn)題導(dǎo)致基本無(wú)法收到UWB信號(hào)。其次同頻干擾的問(wèn)題（比如5G對(duì)于CH2的干擾），也會(huì)導(dǎo)致UWB無(wú)線信號(hào)的檢測(cè)不到或丟失，這種問(wèn)題尤其在標(biāo)簽和基站距離比較遠(yuǎn)的情況，更容易出現(xiàn)。

l  定位算法選擇：有了精度不錯(cuò)的UWB的TOF或到達(dá)時(shí)間，可以選擇基于最小二乘法的TOF或TDOA的三角定位；三角定位要求現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境沒(méi)有什么遮擋以及干擾，也可以選擇基于TOF測(cè)距值的AOA定位，同樣要求環(huán)境沒(méi)有什么遮擋以及干擾；這種基于兩個(gè)測(cè)距值或者多個(gè)測(cè)試值實(shí)現(xiàn)的定位，往往對(duì)于環(huán)境的干擾適應(yīng)性很差。定位的穩(wěn)定性差強(qiáng)人意。選擇基于TOF測(cè)距的模糊匹配算法的精細(xì)網(wǎng)格化定位，采用的信號(hào)的深度學(xué)習(xí)和相似度匹配定位算法，對(duì)于環(huán)境干擾的適應(yīng)性比傳統(tǒng)三角定位和AOA定位要好很多。

l  功耗和成本：UWB的收發(fā)功耗基本是BLE的5倍以上，芯片成本也是5倍以上，導(dǎo)致市場(chǎng)接受度不高。

l  標(biāo)準(zhǔn)化：UWB的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程不如藍(lán)牙，當(dāng)然某些應(yīng)用場(chǎng)景，UWB的非標(biāo)準(zhǔn)化以及鏈路層協(xié)議自定義，在一些特殊領(lǐng)域反而得到了應(yīng)用機(jī)會(huì)。

三、BLE+UWB結(jié)合的出發(fā)點(diǎn)：

l  2B側(cè)應(yīng)用基于BLE和UWB信號(hào)覆蓋相當(dāng)為基礎(chǔ)

l  基于BLE的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽在非UWB定位區(qū)域情況下的低功耗

l  進(jìn)入或離開(kāi)UWB定位區(qū)域，采用BLE激活或關(guān)閉UWB模塊

l  基于BLE實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)采集功能

l  特別室內(nèi)獨(dú)立辦公室空間，采用藍(lán)牙AOA實(shí)現(xiàn)室內(nèi)標(biāo)簽精準(zhǔn)定位

l  2C側(cè)應(yīng)用基于BLE實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離覆蓋，UWB實(shí)現(xiàn)近距離精準(zhǔn)定位

l  UWB通常采用PDOA或AOA的方位定位（角度+距離）

總結(jié)：

面對(duì)空間位置需求，首先要明確需求和管理目標(biāo)，如果藍(lán)牙信標(biāo)定位可以滿足，就不用考慮UWB；如果藍(lán)牙信標(biāo)定位滿足不了，那就老老實(shí)實(shí)采用UWB，沒(méi)有再好的無(wú)線定位技術(shù)可以選擇了。