蓝牙Beacon主被动一体化定位解决方案

蓝牙Beacon主被动一体化定位解决方案

一、概述

2.项目设计目标:

基于蓝牙ibeacon协议的室内定位系统,可以对佩戴身份标签(电子工牌)的人员实施位置追踪,帮助管理者了解每位员工当前所处位置;同时管理人员可以通过PC浏览器回放每位员工的行动轨迹,并实现分区分时电子围栏功能。

·支持管理人员通过PC浏览器查看各楼层区及区域的电子矢量地图

·支持被监控人员实时位置展示

·支持被监控人员轨迹回放

·支持被监控人员分区电子围栏

二、iBeacon室内定位技术

1.iBeacon室内定位技术概述

iBeacon技术是2013年苹果公司在WWC上发布的,并把它指定为未来十年改变世界的技术之一。iBeacon 是基于当前最新的蓝牙低功耗4.0技术的,可以用它来打造一个信号基站,当用户持有手机设备进入该区域时,就会得到获得该基站的推送信息。目前国内ibeacon硬件设备随着大规模量产价格相对便宜,这也为ibeacon的大规模应用提供了基础。

精准的室内定位导航需要通过iBeacon技术来实现,指的是通过使用低功耗蓝牙技术,iBeacon基站便可以自动创建一个信号区域,当设备进入该区域时,智能手机便会接收检测到iBeacon基站的ID号及信号强度,根据预先部署的iBeacon节点的坐标信息进行定位。iBeacon作为一种连接线下场景的近场(近场:短距离无线传输)传感器,让万物都有自己的位置坐标,可以同时被安卓与IOS系统的手机及终端兼容,因此,iBeacon技术目前已成为商用室内定位的最主要手段。

2. iBeacon室内定位技术的优势:

1)基于网络侧定位,非手机端定位、非指纹定位方法,后续无需进行指纹采集更新,无需挑机型也可定位;

2)基于布设的iBeacon基站,在间隔7米的布点密度下,实时定位平均精度3-5米;

3)结合独有算法,在理想条件下,主动定位用户体验精度可以最高达到3米,延迟在5秒之内;

4)支持所有主流iBeacon设备,基于多平台进行展示;

3.ibeacon室内定位技术原理

定位技术原理(3个定位器提供准确的 2D定位,4个定位器才能提供精确的 3D定位)

蓝牙Beacon主被动一体化定位解决方案

针对定位场景需要高精度定位的特点,为克服室内环境对定位精度造成的不利影响,本项目提出了结合三边测量定位的加权校正定位算法。定位系统首先利用三边测量定位算法估算出用户的初始位置,然后利用初步定位得到的位置估计与该用户的位置信息来结合进行滤波处理,通过滤波避免测量误差带来的位置抖动等问题,从而提高定位精度。

基于现有硬件设备以及提出的加权校正定位算法,设计开发了一个定位系统原型,实现了基于信号强度的高精度室内定位方法,平均定位精度达到3-5 米,满足普适计算精度要求的室内定位解决方案。

4.主要硬件设备

iBeacon基站:

设备名称

相关参数说明

E5

通讯方式:BLE 5.0

广播功率:-30~+4 dBm,默认0dBm

广播频率:100ms~10s,默认500ms

传输距离:空旷极限传输距离70 米

支持设备:iOS 7.0 及以上,Android 4.3 及以上

设备性能:

·信号覆盖范围:无阻碍视距场景,70米

·室内定位精度:米级

·能耗:低,电池即可支持满负荷工作≥5年

·成本费用:网络铺设成本极低


人员终端(工牌):

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蓝牙网关:

室内型(TD05):

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室外型(VDB2607):

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三、PC端人员管理应用

·人员管理功能

管理人员可以通过PC浏览器新增和删除被监控人员,录入其身份信息,绑定电子工牌。管理人员可对被监控人员进行分组,后续可通过电子围栏功能为指定分组的被监控人员设定分时电子围栏。

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·人员实时位置展示

管理人员可以通过PC浏览器进入管理页面,在管理端可以实施查看每个被监控人员当前在覆盖区域中所处的位置

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·人员分时行动轨迹回放

管理人员可以通过PC浏览器进入管理页面,在管理端可以选中某一被监控人员,选择某一时间段,则可以查看该人员在选择时间段内的行动轨迹

·人员分区电子围栏

管理人员可为每一名被监控人员分配行动区域电子围栏,当被监控人员离开电子围栏时,系统会进行报警,并生成一条日志记录。每个电子围栏可配置其生效时段

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四、数据更新及后期维护

·每2月提供一次地图数据更新服务,根据使用方提供的信息更新地图数据,路径数据等。

·整套方案中,iBeacon基站采用最新的低功耗beacon芯片,电池续航时间长达5年。并且提供每年一次的硬件巡检服务,保证运营期内beacon设备在不受人员或第三方不可抗力损坏情况下正常工作运行。

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