藍(lán)牙功能升級(jí)：新增尋向功能實(shí)現(xiàn)精確定位

藍(lán)牙對(duì)我們來(lái)說(shuō)一點(diǎn)都不陌生。很久以前我們就用藍(lán)牙耳機(jī)來(lái)聽(tīng)音樂(lè)。音頻傳輸是藍(lán)牙的基礎(chǔ)。現(xiàn)在的藍(lán)牙傳輸速率比以前高了許多，但這個(gè)功能還屬于傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸范疇。

藍(lán)牙就像一顆樹(shù)苗，它在不斷地成長(zhǎng)，不斷地抽枝發(fā)芽。在音頻傳輸這個(gè)基干上現(xiàn)在長(zhǎng)出了一支新的樹(shù)杈：低功耗藍(lán)牙或藍(lán)牙低功耗（Bluetooth Low Energy），簡(jiǎn)稱BLE。

BLE又在分叉?，F(xiàn)在我們有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)涞腂LE數(shù)據(jù)傳輸，用于手環(huán)或手表等；有廣播拓?fù)涞腂LE位置服務(wù)，用于室內(nèi)導(dǎo)航和物品追蹤；有mesh拓?fù)涞腂LE設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，用于控制、監(jiān)控和自動(dòng)化系統(tǒng)，例如智能家居等。正是由于藍(lán)牙功能的不斷擴(kuò)展，其應(yīng)用場(chǎng)景從手機(jī)、平板電腦及PC延伸到了汽車、音響、可穿戴設(shè)備、智能樓宇、智能家居、智能工業(yè)和智慧城市等方方面面，形成了一個(gè)快速增長(zhǎng)的龐大市場(chǎng)。

對(duì)于藍(lán)牙的這些新功能，我們了解的還不是很多。最近，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟亞太區(qū)開(kāi)發(fā)者關(guān)系經(jīng)理任凱先生重點(diǎn)向我們介紹了藍(lán)牙5.1的尋向功能，其原理以及潛在應(yīng)用場(chǎng)景。

藍(lán)牙尋向功能屬于前面提到的位置服務(wù)，用于物品追蹤和地標(biāo)信息廣播。藍(lán)牙的位置服務(wù)之前已經(jīng)存在，它根據(jù)無(wú)線電信號(hào)強(qiáng)度（Radio Signal Strength Indication，RSSI）來(lái)估算藍(lán)牙設(shè)備間的距離。如下圖所示，使用三個(gè)及以上的定位器監(jiān)測(cè)同一個(gè)目標(biāo)，我們可通過(guò)三邊測(cè)量來(lái)估算目標(biāo)的位置，以實(shí)現(xiàn)“米級(jí)”的定位精度。當(dāng)然，如果您僅使用一個(gè)定位器，您大概只能知道目標(biāo)在不在附近。至于它具體在哪里，那只能走著看了。

圖1：基于RSSI的藍(lán)牙位置服務(wù)

藍(lán)牙新增的尋向（Direction Finding）的功能則不同。如下圖所示，右側(cè)的定位系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)目標(biāo)的信號(hào)強(qiáng)度和方向，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度的定位。如此，您可以立刻知道目標(biāo)在哪里，用不著走來(lái)走去了。以后如果您找不到鑰匙了，而您的鑰匙上面附帶了一個(gè)BLE標(biāo)簽，您就可以很容易地用手機(jī)找到它。

圖2：尋向功能大幅提高定位精度

所謂AOA叫做到達(dá)角（Angle of Arrival），特點(diǎn)是發(fā)射端只有一個(gè)天線，而接收端有兩個(gè)以上的天線。反之，如果發(fā)射端有多個(gè)天線，而接收端只有一個(gè)天線，那就叫做出發(fā)角AOD（Angle of Departure）。前者用于資產(chǎn)追蹤，而后者用于室內(nèi)定位。不論哪種情況，其原理都是通過(guò)測(cè)量相位差來(lái)計(jì)算角度以確定目標(biāo)的方向。

雖然藍(lán)牙5.1的尋向功能公布沒(méi)有多長(zhǎng)時(shí)間，但具備這種功能芯片已經(jīng)在路上了。Dialog半導(dǎo)體公司已經(jīng)推出了此類芯片。