【经验】基于室内定位技术的Beacon设备RF-B-AR1低功耗实测探究

时间： 2021-06-16 来源：信驰达

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室内定位技术飞速发展，市场定位需求逐步成型，基于Beacon的室内定位技术已逐渐成熟，应用在室内位置服务也愈加广泛。

据Market&Markets的调查数据显示，室内定位的全球市场将以42.0％的年复合成长率增长，市场规模预计从2017年的71.1亿美元增长到2022年的409.9亿美元。特别是以苹果为代表的手机企业将高精度定位系统引入手机生态系统后，原本TO B 的商业模式将快速过渡到TO C的市场，这必将引起新一轮市场的快速增长。

其中亚太市场将扮演重要角色，驱动全球市场发展，特别是得益于中国、印度以及东南亚国家的快速增长。2018年，中国室内定位的市场规模为35亿元，同比增长了47.7%，年复合增长率为39.3%。基于数据进行业务的拓展已成为最流行的商业模式，尤其是规模效应的积累，也让定位方案的成本逐渐下降，特别是基于Beacon技术的定位方案成本优势更加突出，这也让室内定位产业迎来的春天。

Beacon定位精度为2 ~ 3 m，可以基本满足工厂访客的定位轨迹追踪，商场消费者的室内导航，贵重物品防丢报警的应用需求。此类Beacon设备往往对电池使用寿命有着很高的要求，接下来，让我们来看看Beacon设备如何达到很长的电池使用寿命。

基于蓝牙通信的Beacon设备，拥有超低功耗，低成本优势。为达到更好的定位精度，则需要大量部署Beacon设备。市面上大多都采用的CR2032电池，体积小，电池成本低，但是容量仅为240 mAh，使用中如需频繁更换电池，将会带来很大的工作量。因此电池使用寿命是衡量Beacon设备性能的决定性因素。

那么如何具体计算一个Beacon设备的电池使用寿命呢？在真实使用场景下，电池寿命会受放电电流、温度、湿度、自放电等诸多参数的影响，理论上说实际电池容量最多只有标称容量的80%。结合电池放电曲线，Beacon产品的理论电池寿命可以通过电池标称容量除以广播时的平均电流，再乘以0.8来计算。按照实际情况，此时得出的理论值可能因为电池厂家的不同也会有些许差距，可以依据具体情况乘以相关的损耗比例来进行电池寿命的预估。

下面举例说明计算过程：采用CR2032小容量电池，240 mAh容量，去掉20%容量损耗，剩余容量在190 mAh左右。将广播间隔设置为1000 ms，功率设置为0 dBm，此时信驰达Beacon产品RF-B-AR1的平均电流为6.8 μA。根据上述计算方法得出电池的使用寿命可达2年。在相同的广播间隔和发射功率的条件下，其他厂商的设备使用寿命约为1年。而采用CR2477大容量电池1000mAh，同理计算可得，信驰达beacon产品续航可达10年，其他厂商为3年。

同时优秀的天线设计可以使得Beacon设备覆盖范围更广，信驰达RF-B-AR1在0 dbm功率覆盖的范围，其他厂商可能要4 dBm才能达到，功耗将会增加一倍，电池寿命也会打折，甚至一半。

Beacon的低功耗特性能够在使用小容量电池的情况下保持优秀的续航能力。如何直观感受这种低功耗特性？我们选用信驰达科技的Beacon产品RF-B-AR1，设置不同的广播间隔，在不同广播模式下对功耗进行实测。

下面是功耗测试仪的实测结果：

从功耗测试中可以看到，RF-B-AR1的休眠功耗低于3 μA，功耗非常低。其余处于工作状态下的功耗也保持在μA级，整体功耗表现很出色。

发射功率为0 dBm，广播间隔为500 ms时，平均电流均在11 μA。对比其他厂商在同样的测试条件下，高达40 μA以上的平均电流，AR1的功耗优势可以说是非常明显。

不同厂商的Beacon设备，功耗有优劣，体现在使用寿命上差别将会非常明显。除此以外，Beacon广播间隔和发射功率设置参数不同，功耗也会变化。例如广播间隔设置为100 ms和1 s，发射功率为0 dBm和4 dBm，功耗可能就会差几个量级。

市面上很多厂商宣称产品寿命可到3年，甚至5年，对于CR2032这种纽扣电池来说，真的可以达到这么长吗？使用寿命绝不是简单的电池容量除以平均功耗这样计算的。纽扣电池在放电时，电压低于限定电压后将基本不再释放电流，更不用提Beacon模块正常工作需要一定电压，电池本身会自放电。信驰达科技的AR1按照（0 dBm，1000 ms）的工作模式，平均电流为6.8 μA，结合电池放电曲线实测，使用寿命可达2年。即使是大量部署Beacon设备，如此优秀的续航能力可以保证很长时间无需更换电池。下面是信驰达和其他厂商Beacon设备的电池寿命对比：

Beacon设备通过设置UUID等关键参数，实现不同的应用场景功能。市面上的Beacon配置软件质量大多参差不齐，使用体验很差，能够配置的参数非常少。为了优化Beacon设备配置软件的使用体验，配置更加丰富的Beacon参数。信驰达科技集合行业优秀的研发力量，自主研发推出Beacon配置App—Beaconsetting，实现Beacon / Eddystone数据格式参数高效快捷的配置，快速推动客户室内位置服务的应用落地。

Beacon设置App包含以下功能：

1.设备基本信息管理：查看周围Beacon设备的名称，信号强度，UUID等关键广播信息。

2.设备参数设置管理：进行自定义参数设置。

3.设备数据格式切换：可设置Beacon，Eddystone格式数据参数。

4.设备连接及广播设置：支持设置可连接模式和不可连接模式，访问密码设置。

5.智能筛选设备：根据名称，MAC地址进行智能筛选。

Beacon应用案例在市场上已遍地开花，网上可以搜到各种有关Beacon的技术信息。无论国内还是国外，Beacon技术旺盛的应用需求已经吸引越来越多的厂商投入研发。信驰达科技作为物联网业内领军企业更是起到了先行者的作用，旗下推出的Beacon成品RF-B-AR1，操作简单，配套工具齐全，可视化配置参数，极低的使用门槛助力客户缩短项目搭建周期，帮助客户产品快速落地，在国内已有很多Beacon应用场景案例。目前，国内Beacon应用越发趋于完善，整体室内定位产业链初具规模。凭借着低功耗，低成本的Beacon产品优势，信驰达科技在室内定位应用的广阔前景已经打开。