iOS 7 的設備在藍牙狀態下可提高定位精度,是什麼原理?

Apple』s iOS 7 is adding improved integration for Bluetooth 4 LE (low-energy) accessories […] An ability to sense location beacons will make location awareness much more precise. It will also be possible to set up and configure Wi-Fi accessories from iOS. Bluetooth will also be linked to the Apple Notification Center Service and Preservation and Restoration service... via iOS 7 increases Bluetooth LE integration


首先說一下Bluetooth Beacon是什麼玩意兒,直譯叫做藍牙信標,其實和這個單詞本意的燈塔的用法是非常類似的。燈塔用燈光給迷航的船隻指示方位,而藍牙信標則是用載有藍牙數據包的無線電波給迷航的移動設備(以及他們的主人)指示方位

越來越多的手機應用需要定位服務,比如地圖應用、找附近餐館廁所的應用、附近朋友等等。大家都知道手機可以用GPS定位,可是GPS有兩大致命的缺陷

  • 室內無法定位:無線電波太弱不能穿透建築物,即使在室外也需要相對空曠的地面才行,在這樣的高樓大廈圍成的深井裡效果是不好的(恐高症請略過下圖);

  • 耗電速度驚人:即使有的室外場合能用GPS,整天開著GPS也會很快耗盡移動設備的電池,所以大部分時候大家都是需要用定位服務才打開GPS,讓定位服務不是隨處可用;

至於WiFi和移動基站定位,都有定位精度太差的問題——100米以上的錯誤都是很正常的。

2001年開始諾基亞牽頭搞了一個Bluetooth Low Energy (BLE),並最終進入藍牙4.0標準.BLE最吸引人的地方之一是功耗比前代的藍牙標準還顯著降低,而且支持各種感測器通過藍牙和移動設備交互——其中有一項和定位有關,就是由於技術進步允許藍牙信標的存在

藍牙信標其實就是一個帶電池的藍牙模塊。它就是針對上述GPS的短板提供了一個漂亮的定位方案:

  • 非常省電非常便宜:信標本身通過各種節能措施(深度睡眠、免連接、協議簡單等等),一個藍牙信標可以依賴這樣的2厘米直徑的紐扣電池可以持續工作六個月到一年。移動終端開著藍牙4.0也非常省電,比如現在已經有很多人整天開著藍牙,開著藍牙4.0對手機耗電影響會更小。另外按照器件成本來估算,下圖基於CSR晶元的的信標每個只有15元人民幣左右(不包括外殼),將來若大規模推廣成本還能進一步降低。

  • 適用於室內定位:藍牙信標的工作就如同燈塔的工作一樣簡單枯燥——每隔一定的時間用無線電廣播一個藍牙數據包出去,這個數據包可以除了信標ID不含任何信息,可以是當前位置的地理坐標(如經度緯度),也可以是其它任何信息(如店鋪名等等)。支持藍牙4.0的手機都能收到這個信息,使用這些信息完成定位。可以配置好數據包的內容以後,像即時貼一樣隨意用雙面膠把信標粘到需要做室內定位的區域(如大型商場、遊樂園、購物中心等等),移動終端只要開著藍牙就通過這些信標找到自己的位置。定位精度和這些藍牙信標的鋪設密度和發射功率有密切關係。即使採用簡單的信號強度演算法。如果每隔10米布一個,並控制較小的發射功率,我估計定位精度控制到5米以下也是沒有問題的。

當然,這些藍牙信標可不止這一個用途,還可以做出很多好玩的應用

  • 比如把信標固定在孩子書包里、寵物身上甚至貴重物品上,當他們離開你一定範圍時給你警報——要說明的是以往也有這樣的應用,只不過由於太費電最後變成了累贅。

  • 對於那些經常丟東西的人來講,還可以用手機幫你找到不知遺忘到哪裡的鑰匙或者其他掛了標籤的貴重物品(在一定範圍內),這個Kickstarter的項目就是做這件事:Kickstarter &>&> Hone for iPhone 4S: Never Lose Your Keys Again by Geoffrey Litwack(視頻裡面的MM很漂亮!),貌似是拿手機檢測藍牙信標的信號強度來找到物品位置。另外,這個這個項目已經籌集到足夠多的錢了!

原理上只要支持藍牙4.0的移動設備都可以使用藍牙信標,不過目前只有iOS實現了BLE的API,iPhone4S以後都支持。而使用安卓平台的就很遺憾了,即使你的手機支持藍牙4.0,也要等更新了API Level 18 (Android 4.3)以上的系統才能正常使用這個功能。


我是來看kickstarter妹紙的,不過,那個妹紙不就是Max嘛!Kat Dennings


&>_&<~ 我英語不好,不認得beacons這個詞,於是直接Google了一下「bluetooth beacons」,第一個鏈接是一篇論文。我想,論文標題就可以回答這個問題了。

CiteSeerX — Low-Latency Indoor Localization Using Bluetooth Beacons


請問一下,已經有實物可以買了嗎?
謝謝


提問:從iOS 7開發文檔中沒有看到可以廣播設備經緯度的屬性,文檔如下

Tasks

Identifying the Beacon

  • proximityUUID property
  • major property
  • minor property

Determining the Beacon Distance

  • proximity property
  • accuracy property
  • rssi property

    請問是因為apple的ibeacon把經緯度轉換成了相對位置廣播出來嗎?如果自己搭建beacons基站,是不是可以把經緯度廣播出來(先輸入到基站中),我用iPhone 5可以就可以接收到這個經緯度


可以知道方向


是不是說只可以確定在目標在方圓多少米,而不能確定在東邊還是西邊多少米的地方


沒有體驗過,只是猜測。。。
估計是尋找身邊的藍牙設備進行掃描,上傳此藍牙設備的地址,以輔助原有設備精確定位。


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