【经验】与基于Wi-Fi或RSSI的解决方案相比使用Bluetooth AoX测向的优势

时间： 2020-04-30 来源：Silicon Labs

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随着蓝牙技术规范5.1的发布，蓝牙测向功能已成为一种低成本，低功耗的定位服务解决方案。本文SILICON LABS现场应用工程师Claudio Filho介绍了与其他基于Wi-Fi或基于接收信号强度指示器（RSSI）的解决方案相比，使用Bluetooth AoX测向的优势。

AoX定位服务的案例

资产管理和室内导航已日益成为企业需求。以下是用Bluetooth AoX（到达角度测距或离开角）解决方案提供最佳邻近和位置服务的案例：

● 医院资产管理

● 在GPS不可靠时的室内导航（在购物中心，机场，杂货店内）

● 信息点（PoI）营销和信息服务

- 博物馆–将信息发送给访客智能手机

- 零售–通过优惠券直接向附近的客户推销

● 访问控制–限制某些区域的访问并允许授权人员自动进入。类似的情况，无钥匙情况下进入建筑物和汽车。

为什么要利用蓝牙测向？

蓝牙测向具有以下主要优势：

● 无处不在–大多数智能手机和电子产品已经集成了低功耗蓝牙（LE）

● 无线标签的最低功耗技术–纽扣电池可使用5至10年

● 标签的最低成本的物料清单（BOM）成本–批量生产时不到1美元

● 还可以使用其他用于测向的技术，例如超宽带（UWB），但它们非常耗电，并且会增加额外无线电，无源元件和天线等组件的BOM成本。

到达角度测距（AoA）和离去角（AoD）如何实现测向？

蓝牙测向依赖于两种计算位置的方法：到达角度测距（AoA）和离去角（AoD）。使用AoA，移动发射机是带有单个天线的简单标签，它将信号发送到由固定在固定位置的多个天线组成的接收机，称为“定位器”。当信号传递到每个天线时，会发生相移差异，这可用于计算发射机的方位角和仰角。通过收集这些角度，与定位器关联的位置引擎计算标签的绝对位置。

使用AoD，测向的过程。在这种情况下，天线是发射器，无线标签充当接收器。每个接收器根据来自发送器的计算数据来计算自己的定位。由于AoD接收机所需的计算能力比AoA高得多，因此该技术在今天并未得到广泛使用。

Silicon Labs的测向解决方案

Silicon Labs为标签，定位器和信标提供了几种硬件和软件测向解决方案。

EFR32BG21是适用于通用网关的简单RSSI解决方案，并已为了最佳性能进行了优化。EFR32BG22 SoC（BG22）是Silicon Labs最具成本竞争力的蓝牙AoX设备，它具有超低的发射和接收功率。BG22还具有高级安全功能，例如带有root of trust的安全启动，一次性可编程密钥以及安全调试锁定和解锁。即将面世的BG22参考设计将包含原理图，PCB和BOM，以及可提供1度精度的AoA性能的4x4天线阵列。

用于标签和信标的软件包括Silicon Labs的标准栈，以及添加的CTE实现和用于收集IQ样本并进行计算的实时位置库。

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