蓝牙定位技术的探讨及测试方法,蓝牙测试方法和标准 _蓝牙定位技术的探讨及测试

摘要：蓝牙定位技术主要应用于室内定位，目前有蓝牙感知和蓝牙定位两个应用方向，由于技术特点的限制，现阶段的蓝牙定位技术精度为10米，难以满足定位产品市场的需求。2019年蓝牙组织发布了蓝牙5.1技术，该技术引入寻向功能，将定位精度提升到厘米级。蓝牙5.1终端产品的射频性能，直接影响到应用软件的方向计算结果，导致定位精度无法达到最佳。本文介绍了蓝牙当前的定位技术和最新的5.1寻向技术，针对蓝牙5.1的终端，提出一套测试方案，适用于研发和生产中，能够有效提高终端的定位性能。
关键词：蓝牙定位，蓝牙5.1，寻向，定位
0 引言蓝牙技术已经普遍应用于智能手机、健康手环和电脑等电子设备，得到广泛的关注。据蓝牙组织统计，目前有不少于80亿蓝牙设备，在未来，物联网高速发展中，蓝牙设备的数量会越来越庞大[1] 。由于卫星信号受到遮挡后衰减，室内定位一直是卫星定位的死角。近年来，基于现有的无线技术，人们进行了一些室内定位的研究和开发。其中，由于技术成本低，基于低功耗蓝牙的定位方案受到人们的追捧，已经在市场上得到实际应用。但是，现有的蓝牙定位方案，存在明显的缺陷，比如，定位精度为1到10米，难以满足高精度的定位需求。2019年，蓝牙组织根据人们在室内定位方面的需求，在蓝牙5.1中新增了蓝牙寻向功能，结合现有的蓝牙定位方案，定位的精确度可达到厘米级[2] 。
本文首先介绍了现阶段蓝牙在定位方面的应用和技术原理，其次，阐述了蓝牙寻向技术原理和应用上的优势，最后，针对蓝牙5.1定位终端的生产和研发测试，提出一套基于射频的测试方案。
1 蓝牙定位的应用介绍无线电波在传输过程中，随着传输距离的增加，信号会逐渐衰减。根据此特性，当前的蓝牙定位方案基于相同的实现方式：根据测试发信方的信号强度，蓝牙受信设备估算与发信方的距离。根据定位的应用场景，主要分为两个应用方向，蓝牙感知技术和蓝牙定位技术[3] 。
蓝牙感知技术蓝牙感知技术的实现相对简单：根据发信方的信号强度变化来判断发信方的位置。如图1所示，受信方接收到发信方的信号，对信号进行分析后，估算距离远近，在移动中，随着距离发生变化，信号强度发生变化，信号增强，则更接近发信方，反之，则远离发信方。

文章插图
图1：蓝牙接近
基于蓝牙感知技术，目前的应用是物品查找和兴趣热点两种服务。物品查找主要是针对个人的一些应用，比如寻找个人用品，钱包或者钥匙。在钱包里放置蓝牙设备，用户根据手机中的一个应用软件，搜索该蓝牙设备，就能监控或寻找钱包。
兴趣热点是指在一些大型公共场所里，在特定的兴趣地点安装蓝牙设备，供访问者搜索。比如，在博物馆里，给展品绑定蓝牙设备，参观者用手机上的应用软件，根据展品上蓝牙设备发送的信号，更容易的找到自己感兴趣的展位。根据商场里的商店发送的信号，顾客更容易找到自己感兴趣的品牌。这些应用场景，都可以通过兴趣热点，使用户得到更好的服务体验[3] 。
蓝牙感知技术，从自身移动时信号强度的变化判断与发信方的距离远近变化，在实际应用中，需要“移动”较长的时间，才能找到大约的方向，用户体验较差，所以，只能应用于一些简单的场景。