【51CTO.com原創稿件】自2010年藍牙技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group，簡稱SIG)推出藍牙4.0起，低功耗藍牙BLE開始在物聯網領域中充當著不容忽視的角色，無線耳機、車載娛樂系統等音頻傳輸場景，醫療健康裝置、可穿戴設備等數據傳輸場景，物品追蹤等位置服務場景，以及控制、監控及自動化系統的設備網絡，隨處可見藍牙的身影。

藍牙技術豐富的解決方案及應用場景

2017年，SIG發布了針對多點對多點的藍牙mesh網絡拓撲結構，可助力大規模設備網絡解決方案的部署，極大地拓寬了藍牙的應用場景。今年1月，SIG宣布成立全新智能家居專項組(Smart Home Subgroup)，面向智能家居及相關應用創建更多藍牙mesh模型規格。據悉，全球已有60家成員公司參與到了新的智能家居專項組，進行mesh模型的開發。

實際上，目前藍牙技術的普及率非常高，智能手機、平板電腦、PC、汽車、音頻及娛樂設備上，都預裝了藍牙的硬件，眾多移動操作平臺，也都提供了對藍牙技術的軟件支持，這使得藍牙技術擁有非常強的競爭力。對于開發者而言，無論是iOS，watchOS，Android，tvOS，還是Linux，Windows，macOS，藍牙技術都有非常好的軟件和硬件支持。

時隔不久，藍牙技術又添新成果，SIG推出全新“尋向功能”(direction finding)，該功能有望為基于位置服務的藍牙解決方案帶來顯著的性能提升。在2月下旬舉辦的藍牙技術媒體見面會上，SIG亞太區開發者關系經理任凱向記者介紹了尋向功能的技術原理與主要應用場景，以及未來發展前景。據介紹，尋向功能可幫助設備明確藍牙信號的方向，進而幫助開發解讀設備方向的藍牙接近(proximity)解決方案，實現厘米級位置精度的藍牙定位系統。藍牙核心規格5.1版本已包含尋向功能，該版本已可供開發者使用。

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藍牙技術聯盟亞太區開發者關系經理任凱

藍牙位置服務解決方案的兩大類別

任凱表示，基于位置服務的藍牙解決方案大致可以分為兩大類：一是接近類解決方案，二是定位系統。

接近類解決方案也分為兩類應用：一類是物品追蹤，借助藍牙來確定兩臺設備的相對位置，用于追蹤錢包、寵物等個人財務。比如，在錢包中加入防丟器的標簽，它會發出周期性廣播，當你發現錢包不在身邊時，可以打開APP，只要錢包在附近，就可以識別通信范圍內的已知標簽，找到你錢包的大體位置。

另一類是地標信息解決方案，運用藍牙鏈路來確定兩臺藍牙設備是否鄰近以及相互之間的大致距離，可用于接近營銷。例如，當我們進入商場或超市時，可以通過手機接收這些場所推送的提示或促銷信息。

藍牙定位系統則分為實時定位系統(RTLS)和室內定位系統(IPS)兩大類。RTLS可確定設備的物理位置，定位器能夠估算自身與基于RSSI監聽到的標簽的距離，當三個或三個以上的定位器監聽到相同的標簽時，可以通過三邊測量來估算標簽的位置，能達到“米級”精度的定位，這項解決方案主要用于資產追蹤領域。

而IPS主要用于室內導航，目前已經有一些實際案例。例如在上海宜家寶山商場，當你進入商場后，會收到打開宜家微信公眾號的相關提示，只要打開藍牙，就可以在商場內通過藍牙Beacom實現室內定位和方向導尋，能夠很方便的找到你想要去的某一指定位置。由此可見，藍牙定位和室內導航已經是一項非常成熟的技術。

在這些藍牙技術的應用場景中，都用到了無線電信號強度RSSI—— Radio Signal Strength Indication的機制，接收到RSSI之后，通過RSSI的強度來虛擬這個信號的大致范圍，而定位系統則是通過三邊測量的方法用畫圓的這種機制來實現相互交集的測量算法，進行室內的定位。

全新藍牙尋向功能 定位精確至厘米級

以前的接近類解決方案只能通過標簽知道你所要尋找的物品是否在你附近，不能告訴你物品的具體方向。而尋向功能打破了接近類解決方案的局限性，不僅能夠探測物品的范圍，還能給出具體方向，讓你尋著這個方向找到它。而對于定位系統來說，尋向功能更利于資產追蹤，因為以前的位置服務解決方案可以知道貨架上有多少貨物以及其具體品類，但是卻不清楚某一貨物的具體存放位置，有了藍牙尋向功能以后，不僅能夠知道貨物的所在方向，還能將定位精確至厘米級，可以根據方向快速進行資產追蹤，具有重要意義。

實際上，藍牙尋向功能所用到的無線電尋向并不是一項新技術，這項技術已經在航空、航海以及野生動物追蹤等領域實現了，只是這些領域使用的頻段可能更高。

藍牙尋向功能通過出發角和到達角兩種方式來實現。

到達角場景中，有一個單天線的藍牙發射機，周期性的發送一些特殊的數據包，在藍牙的接收機端需要做兩個或多個的多天線陣列，由于接收端不同天線接收到同一無線電信號，所接收到的相位有所差別，因此可以根據相位差和與發射機的距離測算到達角，從而算出發射端的方向。到達角的這種機制也被成為AOA(Angle of Arrival)，非常適用于物品追蹤等接近類解決方案。

出發角的場景與到達角剛好相反，發射機是多天線，周期性的通過各個天線來發射低功耗藍牙的一些特殊數據包，接收機是單天線，定時的接收來自各個天線發出來的數據包，在接收機這一端提取不同天線發出無線電信號的相位差，并根據所測出的天線之間的距離，計算出對應的方向。出發角的這種機制也叫做AOD(Angle of Departure)，主要用于定位系統以及室內定位場景。

單純的講解技術原理很難理解，任凱以具體的場景舉例，找鑰匙是個很常見的場景，如果我們在鑰匙串上放一個標簽，傳統的藍牙接近類解決方案只能檢測到信號強度，并判斷是否正在靠近，但是鑰匙串在哪個方向卻無法確定。有了AOA和AOD的方法，就可以通過RSSI、通過三邊測量方法來探測鑰匙的范圍，并通過到達角和出發角，進行方向的尋找。任凱表示，全新的藍牙尋向功能將與現有的RSSI的定位機制相互融合，補償和校準，使得藍牙的定位精度實現質的提升。

來自藍牙數據聯盟的內部數據顯示，位置服務是藍牙技術增長最快的解決方案領域之一，預計到2022年每年產品出貨量將超過4億。全新的尋向功將使藍牙更好地滿足位置服務行業中不斷變化的需求，解決室內定位的痛點，大幅提升定位精度，其部署靈活、可擴展性強的特點，必然會加速藍牙在位置服務市場的普及，并為全新的應用開啟新的商機。

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