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低功耗蓝牙测距技术应用方案及优化建议

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  随着无线射频技术的发展,以低成本、低能耗、低复杂性、高灵敏度为显著优点的短距离无线通信技术:RFID、蓝牙、WiFi,还有被苹果带热的UWB,它们满足了用户对无线通信产品的强烈追求,尤其是能实现智能控制和无线感应等方便实用的功能。
   其中一个就是测距应用,参与测距的蓝牙设备具有功耗小、连接速度快的特点。在实现精准测距的基础上,相比传统的UWB/RFID 方案,蓝牙测距仅是传统方案的几分之一甚至十分之一。 相比Wi-Fi定位,蓝牙受周围环境的干扰较小,再加上蓝牙功耗极低,使用普遍等特点,使得蓝牙测距技术成为室内定位技术中应用最为普遍的技术。

蓝牙测距的原理和细节
实际环境中,无线信号的传播存在一定的规律,即随着接收节点与蓝牙节点之间距离的增大,其接收的信号强度呈对数函数的形式衰减。在实际测距情况下,受多路径、非视距等因素的影响,使接收到的RSSI值存在很大的波动性,导致偏离真实值。因此,在代入公式计算前需要对数据进行滤波处理,来提高RSSI测距精度。针对原始数据的波动现象,分别采用均值滤波、高斯滤波以及中值滤波与高斯滤波混合的数据处理方法处理原始数据,就会得到最终稳定、平滑的RSSI值。因此,RSSI稳定度直接取决于测距精度的高低。

蓝牙测距的应用领域
蓝牙测距技术应用的领域和产品非常多,低功耗蓝牙发布之后,就有厂家推出防丢器产品,再就是蓝牙信标Beacon,室内定位。随着汽车智能化越来越流行,蓝牙测距技术进入了新能源汽车领域,使用蓝牙的汽车无钥匙进入系统已汽车成为标配,还有更多实用的应用正在推出,例如智能充电桩,无接触门锁、灯光、电梯、门窗控制应用。

蓝牙测距解决方案
2.检测模块与模块的距离,需明确主从关系,这种不需要连接,一个主机模块(不能休眠)通过扫描周围从机模块广播,通过广播RSSI值判断距离。
假如测距所处环境比较复杂,低功耗蓝牙信号的传播会受到反射、多路径、天线增益、非视距等因素的影响,导致利用RSSI进行测距会出现一定的误差。一般5米以内有一定线性,但是一般都是要求靠近响应和离开响应距离差异稍微大一点,比如靠近1-2米,离开3-5米响应。需要减小测距误差,就需要有更复杂详细的解决方案,比如进行离群RSSI值处理,在线建模和误差补偿。它能得到与典型处理相比更好的测距性能。

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