藍牙定位還是UWB定位

一、藍牙典型定位技術(shù)路線：藍牙信標

藍牙信標嚴格意義來講不是一種定位技術(shù)，而是一種藍牙信號空間可及的判斷；最 大優(yōu)勢就是便宜、簡單；適合巡檢等結(jié)合空間位置的行為管理；

l  2C側(cè)藍牙信標應(yīng)用

采用藍牙信標作為位置錨點，C端采用手機實現(xiàn)和錨點相關(guān)內(nèi)容的展示；

l  2B側(cè)藍牙信標應(yīng)用

1.    藍牙信標作為位置錨點，C端采用手機實現(xiàn)巡檢打卡應(yīng)用；

2.    藍牙信標做位置錨點，采用標簽接收信標廣播實現(xiàn)定位；

由于錨點沒有通訊功能，標簽必須支持無線通訊功能，廠家一般提供LORA或NB的方案；LoRa和NB都是窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊方案，帶寬十分有限，LORA WAN基本不可行，實時性也沒有辦法保證，只能采用LORA私有協(xié)議，要部署LORA網(wǎng)關(guān)；LORA采用輪詢的數(shù)據(jù)通訊機制，大數(shù)據(jù)量的無線數(shù)據(jù)通訊肯定不能指望，區(qū)域標簽的數(shù)量不能超過二三十個；基于區(qū)域容量和定位效果，這種藍牙信標做錨點+藍牙標簽（LORA）+LORA網(wǎng)關(guān)的解決方案，不建議采用。

1.    采用藍牙網(wǎng)關(guān)+藍牙標簽（藍牙信標）的方式，藍牙網(wǎng)關(guān)負責通訊；

2.    這個在室內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的，藍牙網(wǎng)關(guān)作為空間位置標識，實時收集空間存在的藍牙信標設(shè)備；

3.    這個在醫(yī)院、學校等場景十分普遍；

4.    這種方案的優(yōu)勢在于可以基于BLE連接實現(xiàn)類似數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)通訊；

5.    這種應(yīng)用的局限性：

6.    空間藍牙設(shè)備的數(shù)量建議不要超過幾百個，并且由于BLE廣播的通訊非可靠性，建議只是做基于藍牙信號可及的存在性監(jiān)測，其他所謂的定位算法，就不要去奢求了，完全不切實際。

藍牙AOA的局限性：由于必須要水平安裝，藍牙AOA不適用室外環(huán)境；其次藍牙AOA的體驗也是一般般，環(huán)境干擾因素對于藍牙AOA也是影響巨大；

基于藍牙技術(shù)推薦的位置服務(wù)：

1：藍牙信標做位置錨點，智能手機做采集信息實現(xiàn)巡檢等功能；（但是這個功能容易被基于RFID的NFC替代/近距離接觸）

2：藍牙網(wǎng)關(guān)+藍牙信標；使用類似醫(yī)院等獨立空間部署藍牙網(wǎng)關(guān)；采用藍牙手環(huán)或藍牙標簽的方式，實現(xiàn)對于病人以及設(shè)備的空間位置管理，同時可以基于BLE實現(xiàn)目標的數(shù)據(jù)采集；

其他解決方案不推薦，基本坑比較多，尤其是基于藍牙RSSI的三角定位；

藍牙更偏向是無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，而非無線定位技術(shù)；

UWB更偏向是無線定位技術(shù)，而非無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)；

二、UWB定位方案：

和所有無線技術(shù)相比，UWB應(yīng)該算是應(yīng)用于定位的表現(xiàn)最 好的無線通訊技術(shù)；

l  首先UWB可以選擇CH2、CH5、CH9等多個頻段；CH2的距離是優(yōu)勢，但是和運營商的5G頻段有沖突；CH5基本是ISM非授權(quán)頻段；CH9近10G頻段，一般用于近距離定位；藍牙普遍選用的就是2.4G的ISM非授權(quán)頻段，和WIFI有高度重合，2.4G的設(shè)備種類以及通訊技術(shù)（Zigbee等）也是最多的。

l  此外UWB是短脈沖通訊技術(shù)，是所有無線通訊技術(shù)中TOF測距表現(xiàn)最 好、精度最 高的。

l  UWB采用是BPSK無線調(diào)制技術(shù)，相比FSK和OFDM（藍牙采用），有更好載噪比表現(xiàn)，同頻抗干擾性能更強。

盡管UWB定位實際表現(xiàn)有些差強人意，但是無線定位目前只能依賴UWB；

有很多技術(shù)優(yōu)勢的UWB，為啥實際定位差強人意？

l  首先無線通訊的普遍問題就是信號干擾，盡管UWB采用BPSK的無線信號調(diào)制技術(shù)，同類的無線通訊技術(shù)屬于表現(xiàn)好的，但是實際標簽發(fā)射天線和基站接收天線方向問題，會導致接收信號弱，尤其距離遠的情況，由于天線方向問題導致基本無法收到UWB信號。其次同頻干擾的問題（比如5G對于CH2的干擾），也會導致UWB無線信號的檢測不到或丟失，這種問題尤其在標簽和基站距離比較遠的情況，更容易出現(xiàn)。

l  定位算法選擇：有了精度不錯的UWB的TOF或到達時間，可以選擇基于最小二乘法的TOF或TDOA的三角定位；三角定位要求現(xiàn)場環(huán)境沒有什么遮擋以及干擾，也可以選擇基于TOF測距值的AOA定位，同樣要求環(huán)境沒有什么遮擋以及干擾；這種基于兩個測距值或者多個測試值實現(xiàn)的定位，往往對于環(huán)境的干擾適應(yīng)性很差。定位的穩(wěn)定性差強人意。選擇基于TOF測距的模糊匹配算法的精細網(wǎng)格化定位，采用的信號的深度學習和相似度匹配定位算法，對于環(huán)境干擾的適應(yīng)性比傳統(tǒng)三角定位和AOA定位要好很多。

l  功耗和成本：UWB的收發(fā)功耗基本是BLE的5倍以上，芯片成本也是5倍以上，導致市場接受度不高。

l  標準化：UWB的標準化進程不如藍牙，當然某些應(yīng)用場景，UWB的非標準化以及鏈路層協(xié)議自定義，在一些特殊領(lǐng)域反而得到了應(yīng)用機會。

三、BLE+UWB結(jié)合的出發(fā)點：

l  2B側(cè)應(yīng)用基于BLE和UWB信號覆蓋相當為基礎(chǔ)

l  基于BLE的特點實現(xiàn)標簽在非UWB定位區(qū)域情況下的低功耗

l  進入或離開UWB定位區(qū)域，采用BLE激活或關(guān)閉UWB模塊

l  基于BLE實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)采集功能

l  特別室內(nèi)獨立辦公室空間，采用藍牙AOA實現(xiàn)室內(nèi)標簽精準定位

l  2C側(cè)應(yīng)用基于BLE實現(xiàn)遠距離覆蓋，UWB實現(xiàn)近距離精準定位

l  UWB通常采用PDOA或AOA的方位定位（角度+距離）

總結(jié)：

面對空間位置需求，首先要明確需求和管理目標，如果藍牙信標定位可以滿足，就不用考慮UWB；如果藍牙信標定位滿足不了，那就老老實實采用UWB，沒有再好的無線定位技術(shù)可以選擇了。