【IoT】BLE 蓝牙网关与蓝牙定位技术解析

1、蓝牙网关

蓝牙网关又叫蓝牙探针，集成了 WiFi 和 BLE 蓝牙两种无线通信方式，WiFi 与 BLE 蓝牙之间通过串口通信，两种无线通信方式决定了蓝牙网关可以灵活地应用于各种场景。

比如抓取 BLE 蓝牙设备的数据，再通过 WiFi 的方式转发到后台指定的服务器。

蓝牙网关主要用于扫描蓝牙设备、iBeacon 设备，然后实现远程云管理。

例如：

远程控制 BLE 蓝牙设备，接收 BLE 蓝牙设备发送的数据，并将其发送给服务器。

蓝牙网关的工作原理：

1）当蓝牙设备进入某个蓝牙网关的范围，和蓝牙网关的蓝牙部分进行连接，并传输当前数据；

2）蓝牙网关的蓝牙部分接收到数据和 WiFi 模块通过串口连接并传输数据；

3）蓝牙网关 WiFi 部分通过无线路由器将数据上传到服务器，并对当前的情况进行控制修改；

4）服务器经过计算和分析将蓝牙设备的定位信息在前端显示，控制指令也可通过服务器传给蓝牙网关的 WiFi，WiFi 传输给蓝牙，蓝牙传输给蓝牙设备实现控制。

蓝牙网关的基本工作流程:

1）蓝牙扫描周围 BLE 蓝牙设备广播数据；

2）蓝牙将广播数据通过串口，发给 Wifi；

3）Wifi 将数据通过 UDP (默认方式)发送到指定服务器；

4）服务器将数据下发给 Wifi；

5）Wifi 将数据通过串口发给蓝牙；

6）蓝牙处理数据，上报数据。

比如下面的蓝牙网关 TD05 应用于高铁检修案例：

高铁检修主要是对高铁的日常维护和安全检查，为了防止意外发生，我们需要对检修的过程进行监控。

虽然维修处一天 24 小时都有摄像头监控，但是服务器储存有限，所以就只保存维修时的监控录像。

那怎样才能让服务器自动去保存维修时段的录像呢，蓝牙网关 TD05 就起这个作用。

在高铁检修的过程中，蓝牙网关 TD05 工作的基本流程如下：

蓝牙网关定位维修人员的位置，只要人在蓝牙网关的范围内，服务器就对当前摄像头的视频信息进行保存记录。

所有维修人员必须佩带蓝牙设备装置，蓝牙手环或者是其他蓝牙便携设备，蓝牙网关 TD05 布置在室内固定位置，连接网络。

1）维修人员佩带蓝牙设备走进TD05的感知范围（由蓝牙RSSI值决定）；

2）蓝牙网关中的蓝牙和WiFi通过串口通讯；

3）WiFi将传递过来的信息上传到指定的服务器；

4）服务器自动记录摄像头监控录像，直到维修人员佩带的蓝牙设备和蓝牙网关中的蓝牙断开连接。

其他应用：

蓝牙网关最常用的功能就是进行反向定位，同时，还可以将蓝牙网关的扫描范围标记为安全区域，一旦 Beacon 设备离开安全范围，便能触发后台的安全报警，实现位置追踪的目的（这也是实现安全看护和物资管理的关键）。

2、蓝牙 Beacon 定位

蓝牙 Beacon 是建立在低功耗蓝牙协议基础上的一种广播协议，同时它也是拥有这个协议的一款低功耗蓝牙设备（从机），但是它不能和任何低功耗蓝牙主机进行连接。

通常是放在室内的某个固定位置，借此向周围进行连续性广播。

1）作用

蓝牙 Beacon 是一个小型的信息基站，Beacon 技术通过 Bluetooth Smart 向通信覆盖范围内的移动设备捕捉和推送信息。

主要应用在室内导航、人流分析、物品跟踪等。

如在百货商场及时推送品牌促销信息，和餐饮设施的位置，或在博物馆向游客推送文物信息等。
 
2）工作原理

蓝牙 Beacon 的工作原理：

首先在需要定位的区域内铺设蓝牙 Beacon 信标，一般至少需要铺设 3 个蓝牙 Beacon 信标（因为定位算法要求至少知道三个点的 RSSI 值才能准确地计算定位）；

1）蓝牙 Beacon 信标会每隔一定的时间广播一个数据包到周围；

2）当终端设备进入蓝牙 Beacon 的信号覆盖范围内，蓝牙主机在执行扫描动作时，会间隔地接收到蓝牙 Beacon 广播出来的数据包；

3）在蓝牙主机接收到的广播包时，会显示该广播包来自于哪一个蓝牙 Beacon 从机的 MAC 地址和当前的接收发送信号强度指示值 RSSI；

4）RSSI 值是确定蓝牙主机位置和蓝牙 Beacon 之间远近距离的依据；

5）通过内置的定位算法，以及和地图引擎数据库的交互，就可以测算出蓝牙主机当前的具体位置。

3）应用

蓝牙 Beacon 最常用的功能就是室内定位，将 Beacon 节点布在适当的位置，再配合 APP 应用，可以很方便地应用在室内导航、人流分析、物品跟踪等所有与人在室内流动相关的活动之中。

 

refer：

https://jingyan.baidu.com/article/75ab0bcb8045e5d6864db2f6.html

https://blog.csdn.net/oxp7085915/article/details/80794625

http://www.tuner168.com/html/xinwenzhongxin/xingyedongtai/20180122/852.html