藍牙定位系統(tǒng)

藍牙AOA定位系統(tǒng)

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一、藍牙AOA定位原理簡介

藍牙AOA定位是一種新型室內(nèi)定位技術，得益于藍牙5.1標準的推出。藍牙5.1標準引入了AoA（Angle-of-Arrival到達角）特性，AOA定位算法又叫到達角度測距(Angle-of-Arrival，簡稱AOA)，是一種基于藍牙信號到達角度的藍牙定位算法。藍牙AOA定位算法的優(yōu)點是定位算法通信開銷低，定位精度較高。

通過陣列天線感知發(fā)射節(jié)點信號的到達方向，計算接收節(jié)點（藍牙AOA定位基站）和發(fā)射節(jié)點（藍牙AOA標簽）之間的相對方位或角度，然后再利用三角測量法或其他方式計算出未知節(jié)點（藍牙AOA標簽）的位置，如下圖所示。

藍牙AOA定位原理.jpg

適用場景：資產(chǎn)標簽定位，體育場人員定位，養(yǎng)老院定位系統(tǒng)；

監(jiān)測技術：藍牙到達角度定位計算；

涉及軟硬件：藍牙AOA定位基站、藍牙AOA定位工卡、藍牙AOA算法等；

定位精度：10厘米~30厘米；

功能實現(xiàn)：人員實時定位、施工人員數(shù)量統(tǒng)計點名、電子圍欄、一健呼救、危險情況預警等。

二、藍牙AOA定位基站和標簽

藍牙AOA定位基站和標簽是組成藍牙AOA定位系統(tǒng)的基礎，深圳市微能信息科技有限公司推出的藍牙AOA定位硬件產(chǎn)品包括藍牙AOA定位基站和藍牙AOA定位標簽。

（一）藍牙AOA定位基站

AOA定位基站VDB2608，作為藍牙AOA定位系統(tǒng)的信號接收端，基于Nordic nRF52833方案開發(fā)，外接PA+LNA，使用兩級低插損高速射頻開關，實現(xiàn)天線陣列的快速掃描。天線架構采用12天線矩陣天線陣列，可實現(xiàn)單AOA定位基站的立體角定位（俯仰角和方位角）。AOA定位基站VDB2608的外觀如下圖所示。

AOA藍牙定位基站VDB2608.jpg

VDB2608配合深圳市微能信息自研的藍牙AOA定位系統(tǒng)，定位精度可達到10cm-30cm（CEP90）。單AOA基站（1個VDB2608）容量150pcs（有角度濾波情況下）。外部接口方面有網(wǎng)口和DC頭接出，支持標準POE供電或DC直流電源供電。

AOA基站VDB2608安裝

AOA定位基站VDB2608采用卡扣式結構設計，方便吸頂式安裝，安裝如下圖藍牙框標記所示。

AOA定位基站_吸頂式安裝.jpg

藍牙AOA定位基站VDB2608部署

藍牙AOA定位基站VDB2608的實際部署參考下圖所示，正常吸頂式安裝即可，每個定位場景區(qū)域（場景內(nèi)部無墻壁遮擋）建議部署4個AOA定位基站。

安裝高度和間距要求：3米<A、B<10米；3米<H<5米。

AOA藍牙定位基站部署.jpg

（二）藍牙AOA定位標簽

這里我們以AOA定位工卡為例，深圳市微能信息科技有限公司的藍牙AOA定位工卡同樣使用nRF52833方案，作為藍牙AOA定位系統(tǒng)的信號發(fā)射端，支持運動檢測，支持SOS按鍵和LED燈顯示，支持磁吸式充電，電池容量550mAh。默認參數(shù)配置下，待機時間超過1個月。外殼使用超聲波壓合方式，可以實現(xiàn)IP67防水防塵性能。AOA定位工卡外觀如下圖所示。

AOA藍牙定位工卡.jpg

三、藍牙AOA定位系統(tǒng)

每個定位區(qū)域安裝4個藍牙AOA定位基站，用于采集AOA定位標簽（工卡）的角度信息，并通過標準POE交換機連接到后端定位服務器，最終在PC端顯示AOA定位標簽的實際位置，藍牙AOA定位系統(tǒng)硬件架構如下圖所示。

藍牙AOA定位系統(tǒng)框架圖.jpg

四、藍牙AOA定位系統(tǒng)的軟件架構

深圳市微能信息科技有限公司的藍牙AOA定位系統(tǒng)架構分為四層，分別為對象層、采集層、處理層和展現(xiàn)層，如下圖所示。

藍牙AOA定位系統(tǒng)的軟件架構.jpg

（1）對象層：對象層包括人、物、地、事，即被監(jiān)管的人員和物品，通過定位AOA定位標簽獲取實時位置，如果報警可以聯(lián)動視頻等。

（2）采集層：采集層的AOA定位工卡可以佩戴在人員身上。藍牙AOA定位工卡是數(shù)據(jù)采集的最前端，作為無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，可以定時發(fā)送定位數(shù)據(jù)；AOA定位基站、感知設備、網(wǎng)絡設備等負責實時上傳AOA定位工卡的信息數(shù)據(jù)到處理層進行位置運算、數(shù)據(jù)分析等。

（3）處理層：處理層包含藍牙AOA定位引擎服務器、數(shù)據(jù)服務器、業(yè)務服務器，服務器負責位置運算、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)審核等工作。

（4）展示層：人員佩戴AOA藍牙定位標簽（比如AOA定位工卡）在AOA基站覆蓋范圍內(nèi)活動，可通過顯示器終端查看人員和物品的當前的實時位置。系統(tǒng)定位數(shù)據(jù)的初始化、業(yè)務流程管理、用戶管理、數(shù)據(jù)查詢等均通過瀏覽器實現(xiàn)。

五、藍牙AOA定位軟件管理系統(tǒng)

以下是深圳市微能信息科技有限公司開發(fā)的藍牙AOA定位軟件管理系統(tǒng)demo，通過此定位管理系統(tǒng)demo可以查詢佩戴藍牙AOA標簽的人員的實時位置、AOA定位基站管理、AOA標簽管理、人員管理、賬戶管理等功能。

1，AOA定位系統(tǒng)登錄界面，如下圖所示；

AOA藍牙定位顯示終端.jpg