智慧楼宇篇 4 —— 室内定位技术（四） - iBeacon室内定位技术

iBeacon室内定位技术

1 iBeacon介绍

iBeacon是苹果在2013年WWDC上推出一项基于蓝牙4.0（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。因为是一种定位技术，苹果将iBeacon相关的接口放到了 CoreLocation.framework。Google在Android 4.3及后续版本支持了该功能，只要满足iBeacon技术标准即可。

BLE与传统的蓝牙相比最大的优势是功耗降低90%，同时传输距离增大（理想状况下超过100米）、安全和稳定性提高（支持AES加密和CRC验证）。iBeacon同时有一些自己的特点：

（1）无需配对，一般蓝牙设备印象中都需要配对工作。iBeacon无需配对，因为它是采用蓝牙的广播频道传送信号。

（2）程序可以后台唤醒，iBeacon的信息推送需要App支持。但是我们接收iBeacon信号无需打开App，只要保证安装了，同时手机蓝牙打开。

（3）iBeacon不具备传统意义上的数据传输功能，Beacon基站只推送位置信息，数据格式如下图所示。如果开发的APP要运行起来并与服务器通信以实现定制化功能、获取定制化数据，需要开启其他的数据通信方式，如WIFI、4G等。

其中：

UUID：        厂商识别号

Major：       相当于群组号，同一个组里Beacon有相同的Major

Minor：       相当于识别群组里单个的Beacon

TX Power：用于测量设备离Beacon的距离

UUID+Major+Minor就构成了一个Beacon的识别号，有点类似于网络中的IP地址。TX Power用于测距，iBeacon目前只定义了大概的3个粗略级别：

非常近（Immediate）: 大概10厘米内

近（Near）:                   1米内

远（Far）:                      1米外

2 iBeacon工作原理

iBeacon的工作原理是基于Bluetooth Low Energy（BLE）低功耗蓝牙传输技术发送特定识别信息。蓝牙低功耗Beacon基站不断向四周发送蓝牙信号（含相同的UUID，一个区域内有多个相同UUID时，可附带其他信息以区分），带满足iBeacon技术标准的蓝牙模块的智能设备进入设定区域时，就能够收到信号。蓝牙设备定位接受并反馈信号，定位引擎通过三点定位算法、采用RSSI方式计算出用户位置。

BLE(低功耗蓝牙技术)是一种2.4GHz频段的射频技术，射频信号的传播受环境干扰大不稳定，基于该原理的测距也不会精确。苹果也是把结果放在一个概率范围内，分成如上所述的immediate，Near，Far，实际定位精度约在3米左右，国内一些厂商号称能达到0.3米的3D定位精度。

3 系统组成

3.1 系统架构

3.2 主要设备组成

（1）蓝牙终端，包括手机、PAD等；

（2）Beacon基站；

（3）Beacon定位引擎；

（4）其他网络设备设施及服务器。

3.3 主要基本功能

（1）室内位置监测和轨迹记录；

（2）室内地图导航；

（3）精准信息（广告）推送。

4 部署原则

（1）蓝牙Beacon离地高度：3m

一般在2.5-3m之间，如现场安装位置较高或遮挡等，需要考虑增加衰减预算；或者采用地面、墙面部署，保证高度在3m内。

（2）蓝牙Beacon水平间距：4-8 m

1D定位场景：适合隔离度高的过道，理论上只需要按序列部署一列间距4-8m的Beacon。

一般定位场景（开放区域）：蓝牙Beacon呈三角均匀部署，需要3个或3个以上的蓝牙Beacon。互相间距4-8m。

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