蓝牙又发新芽：新增寻向功能实现精确定位

蓝牙对我们来说一点都不陌生。很久以前我们就用蓝牙耳机来听音乐。音频传输是蓝牙的基础。现在的蓝牙传输速率比以前高了许多，但这个功能还属于传统的点对点传输范畴。

蓝牙就像一颗树苗，它在不断地成长，不断地抽枝发芽。在音频传输这个基干上现在长出了一支新的树杈：低功耗蓝牙或蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy），简称BLE。

BLE又在分叉。现在我们有点对点拓扑的BLE数据传输，用于手环或手表等；有广播拓扑的BLE位置服务，用于室内导航和物品追踪；有mesh拓扑的BLE设备网络，用于控制、监控和自动化系统，例如智能家居等。正是由于蓝牙功能的不断扩展，其应用场景从手机、平板电脑及PC延伸到了汽车、音响、可穿戴设备、智能楼宇、智能家居、智能工业和智慧城市等方方面面，形成了一个快速增长的庞大市场。

对于蓝牙的这些新功能，我们了解的还不是很多。最近，蓝牙技术联盟亚太区开发者关系经理任凯先生重点向我们介绍了蓝牙5.1的寻向功能，其原理以及潜在应用场景。

蓝牙寻向功能属于前面提到的位置服务，用于物品追踪和地标信息广播。蓝牙的位置服务之前已经存在，它根据无线电信号强度（Radio Signal Strength Indication，RSSI）来估算蓝牙设备间的距离。如下图所示，使用三个及以上的定位器监测同一个目标，我们可通过三边测量来估算目标的位置，以实现“米级”的定位精度。当然，如果您仅使用一个定位器，您大概只能知道目标在不在附近。至于它具体在哪里，那只能走着看了。


图1：基于RSSI的蓝牙位置服务

蓝牙新增的寻向（Direction Finding）的功能则不同。如下图所示，右侧的定位系统可以监测目标的信号强度和方向，实现厘米级精度的定位。如此，您可以立刻知道目标在哪里，用不着走来走去了。以后如果您找不到钥匙了，而您的钥匙上面附带了一个BLE标签，您就可以很容易地用手机找到它。


图2：寻向功能大幅提高定位精度

细心的读者会发现上图中出现了一个术语AOA。所谓AOA叫做到达角（Angle of Arrival），特点是发射端只有一个天线，而接收端有两个以上的天线。反之，如果发射端有多个天线，而接收端只有一个天线，那就叫做出发角AOD（Angle of Departure）。前者用于资产追踪，而后者用于室内定位。不论哪种情况，其原理都是通过测量相位差来计算角度以确定目标的方向。

虽然蓝牙5.1的寻向功能公布没有多长时间，但具备这种功能芯片已经在路上了。Dialog半导体公司已经推出了此类芯片，下一篇文章马上介绍，敬请阅读。