导航技术的“最后一公里”—蓝牙模块应用于室内导航
蓝牙模块MS49SF7室内导航
产品规格书PRODUCT SPECIFICATION深圳云里物里科技股份有限公司Version 2.2发布时间2017-8-1MODEL NO/DESCRIPTION 产品名称:蓝牙模块MS49SF7产品型号:MS49SF7版本说明版本说明 (2)1.概述 (4)2.应用领域 (5)3.机械尺寸 (5)4.引脚定义 (6)5.电气参数 (7)6.支持的设备 (7)7.PCB设计说明 (8)8.注意事项 (8)9.包装信息 (9)10.质量保证 (9)1.概述MS49SF7是采用Nordic nRF51822设计的贴片蓝牙4.0模块。
它是一款高性价比、低功耗的片上系统(Soc)解决方案，适合蓝牙低功耗的应用，它降低了建立网络节点的成本。
它有一个ARM内核Cortex M0的RF收发器，256KB FLASH程序空间、16KB RAM和其它功能强大的配套资源。
它适用于低功耗系统、超低的睡眠电流及运行时的低功耗。
正面反面产品特征蓝牙低功耗兼容技术支持远程的应用精确的接收信号强度检测（RSSI）符合CE(欧洲)和FCC(美国)认证标准内含高性能的ARM Cortex M0内置电池监控和温度传感器带AES安全协议处理器2.应用领域※低功耗蓝牙系统※移动配件※运动和健身设备※消费类电子※人机接口设备※健康和医疗3.机械尺寸(单位:mm)4.引脚定义引脚符号引脚类型定义VDD Power Power supplyDCC Power DC/DC output voltage to external LC filterGND Power GroundDEC2Power Power supply decouplingSWDIO DigitalI/OSystem reset(active low).Hardware debug and flashprogramming I/Oprogramming I/O.SWCLK Digitalinput Hardware debug and flash programming I/OAVDD Power Analog power supply(Radio)P0.00toP0.30DigitalI/O General purpose I/O pinXL2Analogoutput Connection for32.768kHz crystalXL1Analoginput Connection for32.768kHz crystal or external32.768kHz5.电气参数参数测试值备注工作电压 1.8-3.6V DC工作频率2400-2483MHz Programmable频率误差+/-20KHz Null发射功率-30~+4dBm Programmable接收灵敏度-93dBm High gain mode接收电流13mA Standard mode发射电流16mA Transmission power+4dBm10.5mA Transmission power0dBm睡眠功耗1uA以下Power mode3,connection-less state 遥控距离10-60米BER<0.1%,Open space天线50ohm Null模块尺寸19*10*2mm Null传输距离10-60米（空旷）半径距离6.支持的设备支持设备系统支持设备型号iOS7.0及以上iPhone4S,iPhone5,iPhone5S,iphone6,iPhone6p,iPad3, iPad mini,iPad air等Android4.3及以上Samsung Galaxy S III，Galaxy S IV，Galaxy Note II，Galaxy Note III and Motorola Razr，HTC One等7.PCB设计说明8.注意事项1、该芯片中有CMOS器件，在运输、使用过程中要注意防静电。
蓝牙定位方案
蓝牙定位方案蓝牙定位方案介绍蓝牙定位技术是一种通过蓝牙信号进行室内定位的技术。
它可以通过接收蓝牙信号的强度来估计物体所处位置，广泛应用于物流追踪、室内导航等领域。
本文将介绍蓝牙定位方案的原理和应用。
原理蓝牙定位方案主要基于接收信号强度指示（RSSI）来进行定位。
每个蓝牙设备都会广播其信号，同时也能接收其他蓝牙设备的信号。
接收到的信号强度与设备之间的距离有关，距离越远，信号强度越弱。
通过收集多个蓝牙设备的信号强度，可以估计目标物体的位置。
为了实现蓝牙定位，通常需要在室内布置多个蓝牙信标。
蓝牙信标是一种具有固定位置的设备，用于发送蓝牙信号。
在目标物体进行定位时，通过接收多个信标的信号并计算信号强度，可以根据信号强度的变化来定位目标物体。
应用蓝牙定位方案有许多应用场景，下面将介绍几个常见的应用案例：物流追踪在物流行业，蓝牙定位方案可以用于追踪货物的位置。
通过将蓝牙信标粘贴在货物上，可以监测货物的位置，并及时了解货物所处的区域。
这样一来，物流公司可以更加高效地管理货物，减少货物的丢失和错发情况。
室内导航在室内环境中，蓝牙定位方案可以用于室内导航。
通过在建筑物中安装蓝牙信标，用户可以通过手机APP或其他蓝牙设备获取当前位置，并查找目的地的导航路线。
这对于大型商场、机场、医院等场所的导航非常有用，能够提供更好的导航体验。
人员定位蓝牙定位方案也可以用于人员定位。
通过在人员携带的设备中安装蓝牙信标，可以实时监测人员的位置。
这对于校园安全、危险区域警示等场景非常有用。
例如，当学生进入危险区域时，系统可以及时发出警报，提醒学校管理人员采取相应措施。
优势与挑战蓝牙定位方案具有以下优势和挑战：优势- 成本低廉：蓝牙信标的价格相对较低，安装和维护成本也较低。
- 精度较高：蓝牙定位方案可以实现较高的定位精度，适用于大部分室内定位需求。
- 可扩展性强：可以根据需求增加或减少蓝牙信标来实现更广阔的定位范围。
挑战- 信号干扰：蓝牙信号易受到环境中其它无线设备的干扰，可能会影响定位的精度。
基于蓝牙技术的室内导航系统的构建
基于蓝牙技术的室内导航系统的构建作者：姚志刚李博来源：《科学与财富》2019年第07期1.研究背景室内定位技术通过智能设备上的传感器和无线发射器追踪网络，实时获取用户坐标，实现室内定位导航。
目前室内定位主要有WIFI匹配、红外定位、微波定位、ZigBee定位、蓝牙测距等技术，其中WIFI匹配定位方案虽然通用性好、基础设施建设相对完备，但存在功耗大、精度不高的缺陷;红外定位精度差;微波定位虽然精度高，可达厘米级，但是终端设备昂贵，通用性不好，仅适用于军事领域，民用领域难以推广;ZigBee定位技术延时高且作用距离短，而蓝牙测距技术精度高、功耗超低、作用距离较远，比较适合在大型建筑体如商场、医院等场景进行室内定位导航，本文主要讨论基于蓝牙技术的室内导航系统的构建。
2.总体方案蓝牙室内定位通过在室内安装蓝牙发射器信标进行定位铺点，用户使用手机获得到三个点以上的距离以及三个点自身坐标，通过方程迭代获得待测坐标点。
蓝牙定位技术优点是易部署、体积小、终端设备支持多且功耗超低，基于蓝牙技术的室内定位解决方案具有很强的实用性。
只要手机保持蓝牙开启，便可以实时获得用户位置。
本文研究在使用无线传输模块和数据通信协议的基础上，开发交互式服务和应用，以便在便携式通信设备上实现蓝牙室内定位。
本地设备和远端设备需要使用相同的协议，不同的应用需要不同的协议栈，所有的应用都要使用蓝牙技术规范中的数据链路层和物理层。
利用蓝牙，将需要数据和语音通信的各个设备之间连成一个网即微微网，或将几个网进一步互连，组成一个更大的网即分布式网络。
3.硬件设计蓝牙定位基站直接安装建筑物墙体上，在高度不超3米的建筑内也可安装在吊顶上。
蓝牙定位基站安装密度要求每27m3 至少有两台基站（至少三台定位基站才能获取准确位置信息）。
每个蓝牙定位基站通过局域网连接交换机，交换机通过网络连接云端处理器。
采用BlueCore4芯片作为硬件系统的核心，集成了射频无线电、RAM、数字信号处理、微处理器以及I/O接口。
蓝牙感知技术在室内定位中的应用研究
蓝牙感知技术在室内定位中的应用研究随着智能化技术的不断发展，室内定位技术已经渐成熟，而蓝牙感知技术作为一种新型的室内定位技术，其在各种应用场景中的优势也逐步被人们所认识和接受。
究竟蓝牙感知技术是如何实现室内定位的?它的应用场景是什么?本文将详细介绍蓝牙感知技术在室内定位中的应用研究。
一、蓝牙感知技术的概述蓝牙感知技术又称为蓝牙定位技术，它是一种通过对蓝牙信号进行感知和处理的技术。
具体来说，就是通过蓝牙信号的强度、信号传播时间和信号的到达角度等参数进行分析和计算，以达到室内定位的目的。
与其他无线定位技术相比，蓝牙感知技术最大的优势在于其设备成本低、能耗低、定位精度高等特点。
在室内应用场景中，可以通过在建筑物内部部署一定数量的蓝牙信标节点，利用蓝牙感知技术来进行室内定位，以满足商业、家庭、安防等方面的需求。
二、蓝牙感知技术的原理在使用蓝牙感知技术进行室内定位时，需要在建筑物中部署一定数量的蓝牙信标节点，并在需要定位的设备中安装蓝牙接收器。
在定位过程中，设备会通过搜索周围的蓝牙信标节点，同时获取它们传递的信号强度等信息。
通过对这些信息进行分析和计算，就可以推算出设备所在的位置。
其中，蓝牙信号强度是最主要的定位参数之一，其强度与设备与信标之间的距离成反比，也就是说，设备离信标越近，信号强度越强，定位精度也就越高。
同时，设备所在位置周围的有无障碍物、信号传输的多径效应等因素也会对信号传播产生一定影响，需要进行一定的调整和处理。
三、蓝牙感知技术的应用场景蓝牙感知技术在室内定位方面的应用场景较为广泛，具体如下：1.商场和超市等大型室内场所中的定位导航服务。
在大型商场和超市等场所中，常常存在很多的商品和摊位，难以快速找到自己需要的目标。
而通过在此类场所部署蓝牙信标节点，利用蓝牙感知技术来进行室内定位，就可以方便地帮助顾客寻找到目标位置，提高购物体验。
2.室内精准定位场景。
在一些需要进行室内精准定位场景，如医院、展厅、银行等地方，可以通过部署蓝牙信标节点来完成对设备的定位。
蓝牙定位技术原理
蓝牙定位技术原理引言：蓝牙定位技术是一种利用蓝牙信号进行室内定位的技术。
它通过接收和分析蓝牙信号的强度和距离等信息，实现对移动设备的定位。
本文将介绍蓝牙定位技术的原理及其应用领域。
一、蓝牙信号强度指示（RSSI）蓝牙设备在发送信号时，信号会随距离增加而减弱。
蓝牙定位技术利用蓝牙信号的强度指示（RSSI）来估计设备与信号源之间的距离。
RSSI值是一个负数，数值越大表示信号越强。
通过测量移动设备与蓝牙信号源之间的RSSI值，可以推算出设备与信号源之间的距离。
二、三边定位法蓝牙定位技术通常采用三边定位法来确定移动设备的位置。
三边定位法基于三个已知位置的蓝牙信号源，通过测量设备与这三个信号源之间的距离，利用三角定位原理计算出设备的位置坐标。
这三个已知位置的蓝牙信号源可以是蓝牙基站、蓝牙标签或其他具有蓝牙发射功能的设备。
三、信号衰减模型为了更准确地计算设备与蓝牙信号源之间的距离，蓝牙定位技术使用了信号衰减模型。
常用的信号衰减模型有多径衰落模型和路径损耗模型。
多径衰落模型考虑了信号在传播过程中的反射、绕射和衍射等影响因素，而路径损耗模型则基于信号在传播过程中的自由空间路径损耗来计算距离。
这些模型可以根据实际环境和应用需求进行选择和调整，以提高定位的准确性。
四、蓝牙定位技术的应用蓝牙定位技术具有广泛的应用前景。
以下是一些典型的应用领域：1. 室内导航：蓝牙定位技术可以用于室内导航系统，帮助人们在大型建筑物内准确定位并提供导航服务。
2. 资产跟踪：通过在物品上附加蓝牙标签，可以实现对物品的实时跟踪和管理，提高物流效率。
3. 室内定位营销：商场、超市等场所可以利用蓝牙定位技术实现对顾客的定位和跟踪，从而提供个性化的营销服务。
4. 室内安全监控：蓝牙定位技术可以用于室内安全监控，实现对人员和设备的实时定位和监控。
5. 智能家居：通过在家居设备上添加蓝牙模块，可以实现对设备的远程控制和定位管理，提高家居的智能化程度。
楼宇导航,蓝牙室内定位技术解决方案
楼宇导航，蓝牙室内定位技术解决方案一、智慧楼宇概念智能商务楼宇，是信息时代和计算机应用科学的必然产物，是现代高科技与建筑完美的结合。
智能楼宇的含义随着科技的发展不断完善，一般被认为是利用系统集成方法，将计算机技术、通讯技术、信息技术和建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控，对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其建筑的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会要求并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。
它是多科学、高新技术的有机集成，大量高新技术竞相在此应用，可视电视、多媒体技术、智能保安与环境控制、信息高速公路、能量无管线传输等最尖端的高科技也在智能建筑中发挥其巨大的优势。
二、智慧楼宇室内导航由于室外环境下基于位置服务的应用为人们带来极大的便利,大型建筑物如商场、火车站、教学楼和展览中心等基于用户位置服务的需求日益增长。
楼宇内的定位导航系统,可以用于陌生环境下的路径导航、贵重资产追踪、公共安全救援和精准广告投放等,具有极其广泛的应用前景和社会价值。
楼宇内导航系统主要包括楼宇内定位、路径规划和楼宇导航三个方面。
在楼宇内定位上,大部分建筑物内部都布置有Wi-Fi信号,基于Wi-Fi的定位技术可以突破便携性、成本和应用范围的限制达到通用的效果,但是Wi-Fi信号极易受到干扰影响定位结果。
三、寻息科技解决方案基于智慧楼宇的建设管理需求，通过精准的室内电子地图和精准定位技术，可以实现对大楼内人员位置实时查看、电子围栏区域化管控、员工智能考勤管理、访客智能化管理、重要物资定位管理等，从而构建和谐、有序、高效、智能的办公环境。
1、高精度实时定位可实现企业全区域定位，精度3米，每5秒刷新一次访客信息，可存储1年的历史轨迹数据。
2、访客行为更可控访客位置分布、行为轨迹实时管控，区分访问权限，越权访问立即报警，构建安全的办公环境。
3、访客手机自助导航访客可通过微信扫一扫，快速打开企业大楼电子地图，实现目的地实时动态导航，更加方便快捷。
定位与导航技术在室内环境中的应用研究
定位与导航技术在室内环境中的应用研究室内环境中的定位与导航技术应用研究随着科技的不断发展，人们对于室内定位与导航技术的需求越来越迫切。
在室内环境中，由于GPS信号无法穿透建筑物，传统的全球定位系统在室内定位方面存在着较大局限性。
为了满足人们在室内环境中的导航需求，研究者们积极探索各种新型的定位与导航技术。
一、无线信号定位技术1. Wi-Fi定位技术Wi-Fi定位技术基于无线网络的信号强度和信号特征来实现室内定位。
通过收集Wi-Fi信号的强度、到达时间以及其他特征，结合地理信息系统和机器学习算法，可以准确地确定用户的位置。
然而，由于Wi-Fi信号受到障碍物和多径效应的干扰，受限于信号分布不均匀等问题，Wi-Fi定位技术在室内环境中的精度和可靠性仍然需要进一步提高。
2. 蓝牙定位技术蓝牙定位技术使用蓝牙信号进行室内导航和定位。
蓝牙信号的强度和到达时间可以用来计算用户的位置，而且与Wi-Fi 相比，蓝牙信号更能穿透墙壁。
然而，蓝牙定位技术也存在信号干扰和信号衰减的问题，需要进一步优化。
二、惯性导航技术惯性导航技术是指通过加速度计和陀螺仪等惯性传感器测量物体的加速度和转角，进而实现定位和导航的一种技术。
惯性导航技术不依赖于外部信号，可以在室内环境中实现准确的定位和导航。
然而，由于传感器存在噪声和漂移误差，惯性导航技术的精度，尤其是长时间使用时的积累误差，仍然需要改进。
三、视觉定位技术视觉定位技术是利用摄像头等图像传感器采集环境信息，通过特征匹配、图像识别和三维重建等方法实现定位和导航的技术。
相比于无线信号和惯性导航技术，视觉定位技术在室内环境中具有更高的精度和可靠性。
然而，视觉定位技术对照明条件、图像质量和计算复杂度的要求较高，仍然存在一定的挑战。
为了进一步提高室内定位与导航技术的精度和可靠性，研究者们还将多种技术进行融合。
比如将无线信号定位技术与惯性导航技术相结合，可以通过融合两种技术的优点来提高定位的准确性和鲁棒性。
蓝牙aoa定位应用实例
蓝牙AOA（Angle of Arrival）定位是利用蓝牙信号的到达角度来确定设备的位置的技术。
以下是一个蓝牙AOA 定位的应用实例：
1. 室内定位系统：蓝牙AOA 技术可以用于室内定位系统。
通过在建筑物中部署多个蓝牙接收器，可以测量蓝牙信号从不同方向到达接收器的角度，进而计算设备的准确位置。
这种室内定位系统可以应用于商场、机场、博物馆等场所，提供室内导航、位置服务等功能。
2. 物流管理：在仓库或大型物流中心中使用蓝牙AOA 技术可以追踪货物的位置。
通过在货架或托盘上安装蓝牙标签，并在各个位置部署蓝牙接收器，可以实时监测货物的位置和移动路径，提高物流管理的效率和准确性。
3. 室内导航和定位服务：蓝牙AOA 技术可以应用于室内导航和定位服务。
通过在建筑物内部安装多个蓝牙接收器，并与导航软件结合，可以提供准确的室内导航服务，指引用户到达目的地。
这对于大型商场、医院、办公楼等复杂的室内环境中，提供方便的定位服务，帮助用户节省时间与精力。
4. 人员跟踪与安全：蓝牙AOA 技术也可以用于人员跟踪与安全。
通过在人员身上携带蓝牙设备，并在环境中设置蓝牙接收器，可以实时监测人员的位置，并进行跟踪和定位。
这在安全管理、应急救援等场景中具有重要意义。
上述是一些蓝牙AOA 定位的应用实例，该技术在室内定位、物流管理、室内导航和定位服务以及人员跟踪与安全等领域都具有重要的应用潜力。
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导航技术的“最后一公里”——室内导航
iBeacon是一项基本Bluetooth LE/BLE/Bluetooth Smart的精准微定位技术，当你的手持设备靠近一个Beacon基站时，设备就能够感应到Beacon信号，范围可以从几毫米到50米。
iBeacon相比于原来的蓝牙技术有几个特点：首先它不需要配对，普通的蓝牙设备之间的连接在每次交互前需要通过连接操作，而iBeacon就没有这些限制；准确与距离，普通的蓝牙一般的传输距离在0.1-10m，而iBeacon信号可以精确到毫米级别，并且最大可支持到50m的范围；功耗更低，其实iBeacon又叫低功耗蓝牙，一个普通的纽扣电池可供一个Beacon基站硬件使用两年。
用一句话总结，iBeacon那就是该技术就像是GPS，获得各种准确的定位信息。
比如说当你驾驶到地下停车场，停车之后去购物。
回来之后，iBeacon可以指导你找到自己机车的精确位置。
但导航只是iBeacon技术的一部分而已，iBeacon 还允许发出简单的类似“我在这”信号，这意味这着iBeacon技术可以完成更多事情，例如室内导航。
随着基于用户位置信息的相关技术的应用和发展，位置服务（LBS）已经成为人们日常工作、生活所必须的一项基本服务需求，尤其在大型复杂的室内环境中，如博物馆、机场、超市、医院、地下矿井等区域，人们对位置服务有迫切需求。
在移动互联网迅速发展和位置服务应用需求的推动下，当前室内导航技术处于较快的发展阶段，研究者们提出了众多室内导航技术的理论与方法。
导航技术可以分为室外导航技术和室内导航技术两种，在室外环境下，全球导航系统（GPS）、北斗导航系统（BDS）等全球导航卫星系统（GNSS）为用户提供米级的位置服务，基本解决了在室外空间中进行准确导航的问题，并在日常生活中得到了广泛的应用。
然而，在占人类日常生活时间80%的室内环境中，受到建筑物的遮挡和多径效应的影响，GNSS导航精度急剧降低，无法满足室内位置服务需要，但室内导航在一些特定场合的迫切需求已经日趋显著，因此，室内导航技术已成为物联网应用的新的热点。
结合图1我们来介绍一下iBeacon在室内导航中的应用，办公室、会议室、洗手间、
大厅分别分布若干个iBeacon（红点），其中大厅分布包括3个的iBeacon，具体编号为1、2、3的iBeacon，假设某人在大厅的Ａ点位置，那通过应用iBeacon的室内导航技术是如何定位出Ａ点位置的呢，定位的核心技术其实是测距。
给定空间中已知三点1、2、3的具体坐标，和一个未知点Ａ到三点1、2、3的距离，即可算出未知点Ａ的坐标。
这通常叫做三点测量定位算法。
具体可根据RSSI算法得出准确坐标值，基于信号强度(RSSI)无线信号的信号强度随着传播距离的增加而衰减，接收方与发送方离得越近，则接收方的信号强度就越强；接收方离发送方越远，则接收到的信号强度就越弱。
根据移动终端测量接收到的信号强度和已知的无线信号衰落模型，可以估算出收发方之间的距离，根据多个估算的距离值，可以计算出移动终端的位置。
这一种方法相对简单，不需要对网络添加额外的硬件设备。
图1
我司（云里物里）为室内导航技术的发展提供了”路标“性的产品，即iBeacon产品，尤其是E5定位型iBeacon采用塑料外壳，圆形外观、手感细腻；使用旋扣方式组装，易于更换电池;可采用螺丝和贴胶两种方式固定。
用户运用我们的iBeacon产品到室内导航现场，大体遵循如下步骤：
第一步、iBeacon部署过程基站部署之前要完成地图绘制，通常用作室内定位导航的地图均为矢量地图，这种地图无论怎么缩放都不会影响地图的展现效果。
矢量地图本身是带坐标信息的，地图上的每个点相对参考点都有一个相对坐标。
iBeacon部署需要借助部署工具，即一个手机App软件，部署人员使用部署工具从服务器获取矢量地图。
部署人员部署iBeacon时，在地图上选择和实际位置对应的点，App会自动从地图中抓取该点位的坐标，加上部署人员记录的iBeacon编号，将数据一并上传到服务器。
用户开启应用时，就会从数据库获取到相关iBeacon的坐标数据，方便手机进行定位计算。
第二步、手机定位过程：用户打开应用开启蓝牙扫描后，会获取周围iBeacon的ID和信号强度等数据，根据信号强度和高频信号的衰减公式可以计算出手机到周围每个iBeacon的距离。
但是由于iBeacon是2.4G HZ高频信号，信号本身的稳定性很差，再加上室内环境的各种反射和折射，所以单次的信号强度是不能直接拿来使用的，否则会产生巨大的误差，所以必须引入相应的滤波和加权算法，来尽量减少信号噪音的干扰。
滤波算法可以采用简单的高斯滤波法，将不符合要求的信号数据直接过滤掉，剩余的有效数据按照时间先后顺序进入数据列表，并采用先进先出的队列数据刷新方式。
在设定的队列长度范围内，时间尺度上越近的数据获得越高的权重。
同时采用多角定位算法，并不局限于使用三角定位。
（部分资料整理自网络）。