室内定位BLE出线以及其高精准度分析

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室内定位BLE出线以及其高精准度分析

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室内指示、促销的技术,已经谈了10年以上,2003年RFID提出时,除仓点需求外,也提及海报应用,在海报上嵌入RFID,手机上装设RFID 读取器,就可以读取RFID内的资讯(通常是个网址)。不过RFID的此种应用未能普及,反而是印刷方式呈现的QR Code大兴,手机只要有摄影镜头与辨识软体,就可以获取任何张贴、印刷的资讯。

RFID、 QR Code都只能指示额外讯息,但不能追踪、定位移动的消费者,2004年ZigBee开始起步,其应用广泛,包含智慧电网、物联网等,但也有展馆用来提供定位导览,或安养院提供老人、轮椅的定位。ZigBee已比RFID、QR Code理想,但ZigBee太偏向产业性应用,一般手机未具备ZigBee功效,相对的,多数手机具备Wi-Fi、Bluetooth、3G/4G、 GPS功能。

若要实现室内定位,Wi-Fi也是个选择,但Wi-Fi较为耗电,手机电力吃紧下不是很合适;3G/4G的基地台则太远,只能提供概略定位,误差在公尺以上,难以精确定位,若作为室内的卖架、展品导览侦测,无法更精準给予资讯;至于GPS更不适合室内使用,一旦进入室内即失效,是倚仗加速度感测器、陀螺仪,甚至是数位指南针(磁阻、地磁感测器)等,作为GPS断讯后的定位辅助。

室内定位 BLE出线

在不替手机加装新读取、感应装置(RFID、ZigBee出局)下,又能精确定位、省电定位,一般多指向Bluetooth,特别是Bluetooth 4.0后的BLE(Bluetooth Low Energy)技术。

目前Apple已经以BLE为基础推行室内定位技术,称为iBeacon,很有趣的是,Apple向来不参与产业联盟或遵循产业标準,唯独此技术例外,Apple此前(2011年)破例加入Bluetooth SIG,极大可能即在于实现iBeacon。iBeacon也破例支援Apple以外的产品,Android或其他装置也可以,Apple自身更是全力支援,Mac也支援、254家Apple Store也都支援。

无独有偶的,Qualcomm也看上这项应用技术,推出Gimbal,且一样採高度开放策略,能相容于iBeacon,不过想採行Gimbal技术的业者仍需要向Qualcomm取得授权,另也销售单独的辨识标籤及定位基地台(小盒状),而iBeacon是用iPhone、iPad等装置就可以扮演标签/定位基地台。

802.15.4a定位精准度更高

以 BLE技术定位已很理想,但定位的精准度约30cm,有业者提出精准度达10cm的技术方案,如DecaWave公司以IEEE 802.15.4a标准为基础提出室内定位方案,此标准即是过往常言的超宽频(UWB)技术,该技术在尚未商用化之前,是用来侦测地雷、地下埋设物、救灾时的生命感测器等。

IEEE 802.15.4a原是用来作为10m内的高速传输应用,例如WirelessUSB,但因为业者阵营的对立,导致最后该工作小组的解散,对立的一方为 Intel,改支持WirelessHD,但WirelessHD仅以视讯播放为主,而后Intel改以IEEE 802.11ad为基础推行WiGig,一样诉求10m内的高速介面传输。

虽然UWB定位更精准,传输率也较BLE为高(直接传输多媒体导引内容,不需要手机自行用Wi-Fi或3G/4G连接远端网页),但发展限制是手机并不具备 UWB功能(与ZigBee、RFID相同困境)。另外,但10m距离是否意味着要更为广设室内定位基地台(盒型装置)?Bluetooth可以 1m/10m/100m距离,一家典型的Apple Store需要20个iBeacon定位基地台才能全部覆盖,UWB是否要更多?或者iBeacon也仅是使用10m距离来覆盖。至于Wi-Fi则有 60~140m,ZigBee甚至可以到300m,定位装置的多寡,也影响佈建的成本及维护管理复杂度等。

最后,iBeacon还希望实现直接付款,未来商店消费不用再集中于柜台结帐,NFC有可能因此受波及,NFC在被动感应下仅10cm距离,有电池加持的主动感应也仅20cm距离,集中于柜檯结帐的问题仍是存在。

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