室内定位

蓝牙AOA定位系统

一、蓝牙AOA定位原理简介

蓝牙AOA定位是一种新型室内定位技术,得益于蓝牙5.1标准的推出。蓝牙5.1标准引入了AoA(Angle-of-Arrival到达角)特性,AOA定位算法又叫到达角度测距(Angle-of-Arrival,简称AOA),是一种基于蓝牙信号到达角度的蓝牙定位算法。蓝牙AOA定位算法的优点是定位算法通信开销低,定位精度较高。

 

通过阵列天线感知发射节点信号的到达方向,计算接收节点(蓝牙AOA定位基站)和发射节点(蓝牙AOA标签)之间的相对方位或角度,然后再利用三角测量法或其他方式计算出未知节点(蓝牙AOA标签)的位置,如下图所示。

 

蓝牙AOA定位原理.jpg

 

适用场景:资产标签定位,体育场人员定位,养老院定位系统;

监测技术:蓝牙到达角度定位计算;

涉及软硬件:蓝牙AOA定位基站、蓝牙AOA定位工卡、蓝牙AOA算法等;

定位精度:10厘米~30厘米;

功能实现:人员实时定位、施工人员数量统计点名、电子围栏、一健呼救、危险情况预警等。


 

 

二、蓝牙AOA定位基站和标签

蓝牙AOA定位基站和标签是组成蓝牙AOA定位系统的基础,深圳市微能信息科技有限公司推出的蓝牙AOA定位硬件产品包括蓝牙AOA定位基站和蓝牙AOA定位标签。

 

(一)蓝牙AOA定位基站

AOA定位基站VDB2608,作为蓝牙AOA定位系统的信号接收端,基于NordicnRF52833方案开发,外接PA+LNA,使用两级低插损高速射频开关,实现天线阵列的快速扫描。天线架构采用12天线矩阵天线阵列,可实现单AOA定位基站的立体角定位(俯仰角和方位角)。AOA定位基站VDB2608的外观如下图所示。

 

AOA蓝牙定位基站VDB2608.jpg

 

VDB2608配合深圳市微能信息自研的蓝牙AOA定位系统,定位精度可达到10cm-30cm(CEP90)。单AOA基站(1个VDB2608)容量150pcs(有角度滤波情况下)。外部接口方面有网口和DC头接出,支持标准POE供电或DC直流电源供电。

 

AOA基站VDB2608安装

AOA定位基站VDB2608采用卡扣式结构设计,方便吸顶式安装,安装如下图蓝牙框标记所示。

 

AOA定位基站_吸顶式安装.jpg

 

蓝牙AOA定位基站VDB2608部署

蓝牙AOA定位基站VDB2608的实际部署参考下图所示,正常吸顶式安装即可,每个定位场景区域(场景内部无墙壁遮挡)建议部署4个AOA定位基站。

安装高度和间距要求:3米<A、B<10米;3米<H<5米。

 

AOA蓝牙定位基站部署.jpg

 


(二)蓝牙AOA定位标签

这里我们以AOA定位工卡为例,深圳市微能信息科技有限公司的蓝牙AOA定位工卡同样使用nRF52833方案,作为蓝牙AOA定位系统的信号发射端,支持运动检测,支持SOS按键和LED灯显示,支持磁吸式充电,电池容量550mAh。默认参数配置下,待机时间超过1个月。外壳使用超声波压合方式,可以实现IP67防水防尘性能。AOA定位工卡外观如下图所示。

 

AOA蓝牙定位工卡.jpg

 

 

 

 三、蓝牙AOA定位系统

每个定位区域安装4个蓝牙AOA定位基站,用于采集AOA定位标签(工卡)的角度信息,并通过标准POE交换机连接到后端定位服务器,最终在PC端显示AOA定位标签的实际位置,蓝牙AOA定位系统硬件架构如下图所示。

 

蓝牙AOA定位系统框架图.jpg

 

 


四、蓝牙AOA定位系统的软件架构

深圳市微能信息科技有限公司的蓝牙AOA定位系统架构分为四层,分别为对象层、采集层、处理层和展现层,如下图所示。


蓝牙AOA定位系统的软件架构.jpg


(1)对象层:对象层包括人、物、地、事,即被监管的人员和物品,通过定位AOA定位标签获取实时位置,如果报警可以联动视频等。

(2)采集层:采集层的AOA定位工卡可以佩戴在人员身上。蓝牙AOA定位工卡是数据采集的最前端,作为无线数据发射模块,可以定时发送定位数据;AOA定位基站、感知设备、网络设备等负责实时上传AOA定位工卡的信息数据到处理层进行位置运算、数据分析等。

(3)处理层:处理层包含蓝牙AOA定位引擎服务器、数据服务器、业务服务器,服务器负责位置运算、数据分析、数据审核等工作。

(4)展示层:人员佩戴AOA蓝牙定位标签(比如AOA定位工卡)在AOA基站覆盖范围内活动,可通过显示器终端查看人员和物品的当前的实时位置。系统定位数据的初始化、业务流程管理、用户管理、数据查询等均通过浏览器实现。

 

 


五、蓝牙AOA定位软件管理系统

以下是深圳市微能信息科技有限公司开发的蓝牙AOA定位软件管理系统demo,通过此定位管理系统demo可以查询佩戴蓝牙AOA标签的人员的实时位置、AOA定位基站管理、AOA标签管理、人员管理、账户管理等功能。

 

1,AOA定位系统登录界面,如下图所示; 


AOA蓝牙定位显示终端.jpg


2,在软件端查看佩戴AOA定位标签的人员的实时位置,如下图所示;

 

蓝牙AOA定位系统-实时位置.jpg


3,定位区域内的AOA蓝牙定位标签管理,如下图所示;


蓝牙AOA定位系统-AOA定位标签管理.jpg

 

4,定位区域内的蓝牙AOA定位基站管理,如下图所示;


蓝牙AOA定位系统-AOA定位基站管理.jpg

 

5,在软件管理系统中,可以对需要定位的人员进行管理,如下图所示;


蓝牙AOA定位系统-人员定位管理.jpg

 

6,地图管理

在系统设置——地图管理功能中,可以导入多个定位区域的地图,支持CAD/GIS室内地图导入,如下图所示。


蓝牙AOA定位系统-地图管理.jpg

 

7,账户管理

在用户中心可以设置账户、密码修改等各种操作,如下图所示。


蓝牙AOA定位系统-账户管理.jpg

 

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