【導讀】隨著藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy

，簡稱BLE）技術發展到 5.2 及更高版本，其中最重要的進步之一就是定位跟蹤技術
，該技術可在室內用於資產的移動和定位跟蹤。

隨著藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy，簡稱BLE）技術發展到 5.2 及更高版本，其中最重要的進步之一就是定位跟蹤技術，該技術可在室內用於資產的移動和定位跟蹤。

藍(lan)牙(ya)測(ce)向(xiang)方(fang)法(fa)包(bao)括(kuo)無(wu)連(lian)接(jie)模(mo)式(shi)和(he)麵(mian)向(xiang)連(lian)接(jie)模(mo)式(shi)
，因(yin)其(qi)具(ju)有(you)的(de)這(zhe)種(zhong)多(duo)功(gong)能(neng)性(xing)
，該(gai)技(ji)術(shu)可(ke)在(zai)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)中(zhong)得(de)到(dao)運(yun)用(yong)。這(zhe)種(zhong)適(shi)應(ying)性(xing)為(wei)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)和(he)定(ding)位(wei)服(fu)務(wu)帶(dai)來(lai)了(le)新(xin)的(de)可(ke)能(neng)，有(you)望(wang)在(zai)未(wei)來(lai)取(qu)得(de)令(ling)人(ren)振(zhen)奮(fen)的(de)進(jin)步(bu)。

圖 1：零售店內的客流分析，顯示熱門行走路線

這項技術的主要市場之一是零售業
，大型商店希望更好地了解顧客在店內的流動情況，從而最大程度地挖掘銷售潛力。

chulelingshouye
，zichanzhuizongjishuzaigongyexiaolvtishengfangmianyenengchanshengshenyuanyingxiang。takeyongyujiankongwuliaoyunshucheliang，jianshaoshijianlangfei，tigaogongzuoxiaolv。gaijishuhaikeyiyongyuqudongfuzadeshuziluansheng（digital twins）係統
，實現在虛擬環境中準確複製動作。

zichanzhuizongbujinnengtigaoxiaolv，hainengzaiquebaoanquanfangmianfahuizhongyaozuoyong。zaicangkuhepeisongzhongxin，genzongbiaoqiandeyingyongshiyuangonghegongyejiqirennenggouanquangongcun，tongguorangjiqirenzhuizongyuangongdexingdong，xiaochulefashengpengzhuangdekeneng。

基本係統設計原則

為了建立位置檢測係統
，需要在建築物內（無論是零售店
、倉庫、醫院
、機場還是其他類型的建築物）放置天線陣列。該陣列可以進行高精度的位置測量。

使用的方法可以是 "到達角"（AoA）或 "出發角"（AoD）。雖然兩者都使用相同的射頻（RF）信號測量
，但信號處理和天線配置卻各不相同。

圖 2：位置檢測係統示意圖

通常情況下，係統由三個主要部分組成：藍牙發射器（AoA 標簽）、接收器/天線陣列（AoA 定位器）以及角度和位置計算係統。工作時，AoA 標簽會發送固定頻率擴展（constant tone extension，CTE）信號。

這種 CTE 信號以不斷擴大的球形模式向外傳播
，並被天線接收。由於信號的波長/頻(pin)率(lv)是(shi)已(yi)知(zhi)的(de)
，接(jie)收(shou)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)也(ye)是(shi)已(yi)知(zhi)的(de)，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan)的(de)三(san)角(jiao)法(fa)計(ji)算(suan)信(xin)號(hao)的(de)角(jiao)度(du)
，從(cong)而(er)根(gen)據(ju)信(xin)號(hao)到(dao)達(da)每(mei)個(ge)天(tian)線(xian)時(shi)的(de)相(xiang)位(wei)差(cha)確(que)定(ding)發(fa)射(she)器(qi)的(de)位(wei)置(zhi)。

替代方法和更高的精確度

通過使用兩對天線進行兩次探測，就能以極高的精度三角定位出AoA標簽的確切位置。

另一種無需角度測量的方法是三坐標法（trilateration）。這種方法基於使用藍牙5.4的信道探測（Channel Sounding，CS）特性或超寬帶（Ultra-Wideband，UWB）技術
，測量飛行時間（Time-of-Flight，ToF）來得出距離。

CS 也被稱為高精度距離測量 (HADM)，許多人認為它是基於 RSSI 的距離測量的一種非常精確的替代方法。

安森美RSL15 AoA 解決方案

安森美推出的 RSL15 是一款通過藍牙 5.2 認證的安全無線微控製器，專為包括工業、醫療和到達角定位（AoA）在內的超低功耗應用進行了優化。該器件基於一顆運行頻率高達 48 MHz 的 Arm® Cortex®-M33 處理器構建，並具備加密安全功能。它提供了業界極低的功耗水平，發射時的峰值電流僅為 4.3 mA，在等待 GPIO 喚醒的睡眠模式下更是降低至 36 nA。RSL15 微控製器旨在滿足從零售業、臨床環境、製造業和配送中心等廣泛跟蹤應用的需求。

安森美的 AoA 解決方案在發射器（AoA 標簽）和掃描器/定位器中都使用了 RSL15。這可以使用 RSL15 和安森美的軟件開發工具包 (SDK) 實現，或者，對於集成度更高的解決方案

，可以使用集成了 RSL15 的 Murata 2EG 射頻 SIP 模塊。

圖 3： 安森美的端到端 AoA 係統由多個模塊組成

在係統中，發射器（Advertiser）生成 CTE 信號
，由掃描器接收。由此產生的 IQ 樣本被發送到本地 PC 或雲端運行的應用程序，以計算掃描器與標簽之間的角度。然後將這些角度轉換為笛卡爾坐標，並映射到二維或三維空間。

這兩種應用的示例代碼均可從安森美的網站上免費獲取，同時還有一個功率估算工具，可根據電池壽命選擇通信協議。

參與該項目的其他安森美合作夥伴還有 CoreHW 和 Unikie。CoreHW 提供多達 16 個單端天線端口的天線陣列板。有一個 AoA / AoD 開關，用於選擇天線以及連接射頻和數字控製信號。

Unikie 提供了一款專為實時追蹤標簽而設計的藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy，BLE）電子定位引擎。該引擎支持在邊緣服務器或雲端處理數據，既保證了靈活性也實現了成本效益（圖4）。

圖 4：用於定位應用的 Unikie 軟件引擎

API接口促進了與企業係統的無縫集成
，提供了訪問複雜數據建模的能力。這樣就能更深入地了解物料流向、利用率和行為模式，標誌著基於位置的服務和資產管理取得了顯著進步。

結語

要成功實現藍牙低功耗測向，關鍵是解決方案要持久耐用且經濟實惠。憑借業界功耗極低的安全藍牙低功耗MCU，安森美技術走在了實現 AoA 未來創新的前沿。

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