一、藍牙AOA定位原理簡介
藍牙AOA定位是一種新型室內定位技術,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射節點信號的到達方向,計算接收節點(藍牙AOA定位基站)和發射節點(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點(藍牙AOA標簽)的位置,如下圖所示。
適用場景:資產標簽定位,體育場人員定位,養老院定位系統;
監測技術: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:人員實時定位、施工人員數量統計點名、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定位系統的信號接收端,基于Nordic nRF52833方案開發,外接PA+LNA,使用兩級低插損高速射頻開關,實現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。
VDB2608配合深圳市微能信息自研的藍牙AOA定位系統,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。
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,每個定位場景區域(場景內部無墻壁遮擋)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。
(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定位系統的信號發射端,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IP67防水防塵性能。AOA定位工卡外觀如下圖所示。
三、藍牙AOA定位系統
每個定位區域安裝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定位系統硬件架構如下圖所示。
四、藍牙AOA定位系統的軟件架構
深圳市微能信息科技有限公司的藍牙AOA定位系統架構分為四層,分別為對象層、采集層、處理層和展現層,如下圖所示。
(1)對象層:對象層包括人、物、地、事,即被監管的人員和物品,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定位工卡是數據采集的最前端,作為無線數據發射模塊,可以定時發送定位數據;AOA定位基站、感知設備、網絡設備等負責實時上傳AOA定位工卡的信息數據到處理層進行位置運算、數據分析等。
(3)處理層:處理層包含藍牙AOA定位引擎服務器、數據服務器、業務服務器,服務器負責位置運算、數據分析、數據審核等工作。
(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。系統定位數據的初始化、業務流程管理、用戶管理、數據查詢等均通過瀏覽器實現。
五、藍牙AOA定位軟件管理系統
以下是深圳市微能信息科技有限公司開發的藍牙AOA定位軟件管理系統demo,通過此定位管理系統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定位系統登錄界面,如下圖所示;
2,在軟件端查看佩戴AOA定位標簽的人員的實時位置,如下圖所示;
3,定位區域內的AOA藍牙定位標簽管理,如下圖所示;
4,定位區域內的藍牙AOA定位基站管理,如下圖所示;
5,在軟件管理系統中,可以對需要定位的人員進行管理,如下圖所示;
6,地圖管理
在系統設置——地圖管理功能中,可以導入多個定位區域的地圖,支持CAD/GIS室內地圖導入,如下圖所示。
7,賬戶管理
在用戶中心可以設置賬戶、密碼修改等各種操作,如下圖所示。
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