Comment la technologie Bluetooth Angle of Arrival (AoA) modernise le monde

Cet article est un guide complet sur la technologie Bluetooth Angle of Arrival (AoA), sa différence entre AoA et AoD, les matériels de localisation AoA utilisant la technologie AoA et sa différence avec le matériel utilisant BLE RSSI, les cas d'utilisation du localisateur AoA et la recommandation de produits. Lire la suite pour connaître les détails.
Localisateurs Bluetooth d'angle d'arrivée
Table des matières

La technologie d'angle d'arrivée BLE et les localisateurs AoA produits révolutionnent la fiabilité de la technologie Bluetooth et favorisent son adoption dans presque tous les secteurs. Des maisons intelligentes aux bâtiments intelligents, pratiquement toutes les industries qui s'appuient sur les appareils IoT et leur capacité à communiquer entre eux, ou à suivre des actifs ou des personnes spécifiques, peuvent bénéficier des localisateurs AoA.

Localisateurs AoA visent à révolutionner les industries allant de la fabrication au commerce de détail. Les bâtiments intelligents et les usines intelligentes d'aujourd'hui peuvent bénéficier de la précision accrue des localisateurs AoA pour le suivi des colis, des produits, du personnel et de l'équipement.

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L'hôtellerie, la vente au détail, le transport et l'expédition peuvent également bénéficier des localisateurs AoA. Ils sont également utilisés dans les soins de santé pour une gestion interne plus fiable. Les prisons peuvent utiliser la technologie Bluetooth Angle of Arrival pour suivre et positionner le personnel là où il est le plus nécessaire, avec moins de fausses alarmes. Dans une ville intelligente, selon une étude de cas IEEE, les localisateurs AoA et Accord BLE la technologie a été utilisée pour aider à gérer le flux de circulation des piétons afin de créer des rues plus sûres.

Alors, qu'est-ce que la technologie d'angle d'arrivée Bluetooth ?

Depuis les premières itérations de Bluetooth au milieu des années 1990 par l'ingénieur suédois Jaap C. Haartsen, le positionnement exact des singles entre les appareils a été un défi. La technologie Bluetooth précédente ne pouvait atteindre qu'une précision d'environ cinq mètres en utilisant un processus appelé "trilatération" pour déterminer les positions des appareils.

Début 2019, la Bluetooth Alliance SIG (Special Interest Group) a introduit la radiogoniométrie dans la spécification standard Bluetooth 5.1, poussant la technologie de positionnement Bluetooth est également entrée dans le domaine du positionnement de haute précision.

Différence entre l'angle d'arrivée et l'angle de départ

La technologie de positionnement Bluetooth de haute précision est divisée en angle d'arrivée AoA et angle de départ AoD selon les différents modes de liaison montante et descendante du terminal positionné. Cependant, que ce soit AoA ou AoD, le principe de base de la détection d'angle est le même.

La différence de phase du signal sur différents éléments de réseau est obtenue via le réseau d'antennes, puis les informations de direction d'arrivée sont obtenues via l'algorithme d'estimation d'angle de signal.

L'angle d'arrivée AoA utilise une seule antenne pour transmettre un signal de radiogoniométrie, et l'appareil à l'extrémité de réception dispose d'un réseau d'antennes intégré. Lorsque le signal passe, il y aura une différence de phase due aux différentes distances reçues dans le réseau, puis la direction relative du signal est calculée.

angle d'arrivée bluetooth

AoD La règle de l'angle de départ est à l'opposé. Le signal est envoyé par un dispositif avec un réseau d'antennes en position fixe et transmis à un terminal avec une seule antenne. Le terminal peut calculer la direction de l'onde sortante en fonction du signal reçu, puis la localiser. Comme le montre le tableau 1, les caractéristiques de positionnement de la méthode AoA et de la méthode AoD au niveau de l'émetteur et du récepteur sont comparées.

angle de départ

Voir le tableau suivant : le signal à l'extrémité de réception doit être échantillonné par I/Q, et le traitement des données est plus compliqué ; par rapport à la méthode AoA à l'extrémité émettrice, la méthode AoD à l'extrémité émettrice utilise le positionnement de la station de base et le réseau d'antennes, et le coût du système et la complexité technique sont plus élevés. Par conséquent, le système de positionnement intérieur Bluetooth actuel donne la priorité au positionnement Bluetooth AoA.

Comparaison des émetteurs et récepteurs AoA et AoD
Types Émetteur Récepteur
AoA Terminal de positionnement, antenne unique Localisation des stations de base, échantillonnage IQ
AOD Localisation des stations de base, des réseaux d'antennes Terminal de positionnement, échantillonnage IQ

Foire aux questions sur l'angle d'arrivée Bluetooth

Qu'est-ce que l'angle d'arrivée Bluetooth 5.1 ?

À partir d' Norme de base Bluetooth 5.1, la technologie Angle d'arrivée (AoA) a été utilisée avec BLE pour la radiogoniométrie. Comparé à l'indicateur d'intensité du signal reçu (RSSI), il vise à améliorer la précision de la localisation. Afin d'obtenir une précision de localisation nettement meilleure, la méthode Bluetooth Angle of Arrival (BLE AoA) mesure la direction d'un signal diffusé par une balise BLE à l'approche d'une passerelle Bluetooth.

Quelle est la précision de la radiogoniométrie Bluetooth 5.1 ?

La radiogoniométrie Bluetooth offre une précision au centimètre près. En réalité, la précision varie en fonction d'éléments tels que la qualité matérielle du localisateur AoA, le bruit du signal radio, les surfaces qui réfléchissent les ondes radio, la précision avec laquelle le localisateur AoA est placé et l'orientation de la balise. La précision peut également être augmentée en utilisant un logiciel de moteur de localisation suffisamment sophistiqué pour atténuer certains des problèmes susmentionnés. Dusun IoT's Positionnement BLE AoA la solution matérielle peut atteindre une précision de 0.3 à 1 mètre. Bienvenue sur Citation.

Qu'est-ce que le localisateur d'angle d'arrivée/AoA ?

La technologie de positionnement de l'angle d'arrivée Bluetooth conduit à l'invention du localisateur AoA. Les appareils Bluetooth sont capables d'atteindre une précision moyenne de 0.1 mètre à 0.5 mètre, et les services de recherche d'objets et d'informations sur les points d'intérêt deviennent encore plus utiles. En un mot, cette technologie de positionnement AoA plus précise rend les systèmes sans fil Bluetooth plus performants et efficaces tout en augmentant les possibilités de leur utilisation.

Précision de la triangulation Bluetooth

Les localisateurs AoA permettent aux signaux Bluetooth de suivre et de localiser d'autres appareils compatibles Bluetooth en utilisant la triangulation plutôt que la trilatération. Là où la trilatération repose sur la force du signal, la triangulation utilise les différences de synchronisation dans la réception des signaux des balises pour augmenter la précision du positionnement Bluetooth. Cela rend la technologie de triangulation Bluetooth beaucoup plus fiable pour localiser les signaux Bluetooth et améliore considérablement la précision des capacités de positionnement des appareils Bluetooth.

Les localisateurs AoA envoient des signaux à un cloud public à partir de cartes, de balises intérieures ou extérieures, de montres intelligentes et d'appareils mobiles vers le cloud privé d'un utilisateur. En plus de servir de passerelle de positionnement, un localisateur AoA peut également prendre en charge les protocoles WiFi, BLE5.2, Z-Wave et Zigbee pour connecter des capteurs et des appareils.

Beacon Gateway vs localisateur AoA

La passerelle de balise BLE et le localisateur AoA sont Passerelles Bluetooth. Ils servent tous au service de localisation Bluetooth.

Passerelle de balise BLE

La balise Bluetooth est généralement placée dans une position fixe à l'intérieur et fait de la publicité en continu dans l'environnement, et toutes les données publicitaires sont organisées selon des règles spécifiques. Les Passerelle balise BLE peut être utilisé pour analyser les appareils BLE Beacon, puis envoyer des données vers le cloud pour réaliser une gestion à distance du cloud. La fonction la plus couramment utilisée de la passerelle BLE est le positionnement inversé. Le positionnement inverse consiste à utiliser la passerelle de balise BLE pour télécharger les données Bluetooth numérisées sur le serveur cloud via le réseau, et à utiliser le RSSI dans les données de l'appareil Beacon pour déterminer la distance ou la portée entre l'appareil Beacon et la passerelle de balise Bluetooth, donc pour effectuer un suivi de localisation. Dans le même temps, la plage de balayage de la passerelle de balise Bluetooth peut également être marquée comme zone de sécurité. Une fois que l'appareil Beacon quitte la plage de sécurité, il peut déclencher une alarme de sécurité en arrière-plan. C'est également la clé de la sécurité des soins et de la gestion des matériaux dans les utilisations industrielles.

Localisateur d'AoA

Tandis que Localisateur AoA ajoute la technologie de positionnement AOA sur la base de RSSI, améliorant la précision de positionnement Bluetooth d'origine à la précision du centimètre, facile à utiliser et à faible coût. Les localisateurs AoA envoient des signaux à un cloud public à partir de cartes, de balises intérieures ou extérieures, de montres intelligentes et d'appareils mobiles vers le cloud privé d'un utilisateur. En plus de servir de passerelle de positionnement, un localisateur AoA peut également prendre en charge les protocoles WiFi, BLE5.2, Z-Wave et Zigbee pour connecter des capteurs et des appareils. Pendant ce temps, un localisateur AoA peut être utilisé en conjonction avec d'autres localisateurs AoA pour un espace de couverture de positionnement plus grand et une précision encore plus grande. Un seul localisateur AoA peut obtenir l'angle de cap réel ou l'angle de tangage d'une balise Bluetooth et récupérer une coordonnée spatiale absolue. Plusieurs localisateurs AoA peuvent augmenter la précision sur une zone plus étendue. Par conséquent, le localisateur AoA peut être considéré comme une percée révolutionnaire pour le positionnement en intérieur.

Conception du localisateur AoA

L'algorithme d'angle d'arrivée Bluetooth est capable de transmettre un signal de radiogoniométrie spécifique par une antenne. Le dispositif de réception comporte un réseau d'antennes qui lisent la différence de phase du signal entre l'antenne d'émission du signal et ses nombreuses antennes. En utilisant des données d'échantillon, le dispositif de réception peut calculer la direction relative du signal.

Positionnement BLE AoA vs solution de balise BLE

Précision de positionnement

Le système de positionnement BLE AoA adopte le dernier Bluetooth 5.1 et peut améliorer la précision de positionnement au niveau inférieur au mètre ou même au niveau centimétrique, sur la base du principe de positionnement de l'angle d'arrivée BLE AoA. Alors que la solution de positionnement Beacon traditionnelle est basée sur l'algorithme à trois points RSSI. Étant donné que la valeur RSSI n'est pas une valeur de jugement fiable, la précision de positionnement sera relativement médiocre, généralement entre 3 et 5 mètres.

Emplacement actif/positif

Le positionnement BLE AoA adopte une méthode de positionnement passif. Il suffit de localiser deux dispositifs de positionnement, y compris la station de base et le terminal de positionnement. le terminal de positionnement transmet, et la station de base de positionnement balaie et reçoit. Alors que le positionnement de la balise BLE est une méthode de positionnement active, qui nécessite trois parties du dispositif de positionnement : la balise de positionnement, le terminal de positionnement et le passerelle Bluetooth intelligente. La balise de positionnement annonce le signal, le terminal scanne, traite et transmet le signal, et la passerelle Bluetooth transmet les données de positionnement au serveur.

Consommation d'énergie

La station de base du positionnement Bluetooth AoA adopte une alimentation PoE ou CC, et adopte également la technologie à faible consommation d'énergie de BLE, de sorte que la consommation d'énergie est assez faible. La balise Bluetooth n'a besoin que d'annoncer les données, couplée à la technologie à faible consommation d'énergie de BLE, de sorte que la consommation d'énergie de la balise est également très faible.

Cependant, dans la solution de positionnement Bluetooth Beacon, le terminal de positionnement doit balayer en continu le signal de diffusion de la balise, et doit également effectuer un traitement, un calcul et un transfert de données, de sorte que la consommation d'énergie du terminal de positionnement de balise est souvent relativement élevée, et la fréquence de recharge de positionnement et les coûts de maintenance sont en conséquence plus élevés.

Prix

Étant donné que la station de base de positionnement BLE AoA utilise plusieurs réseaux d'antennes pour améliorer la précision de positionnement, elle nécessite un traitement et un calcul des données de positionnement via l'alimentation PoE et le retour des données, il y a donc un coût de câblage et le déploiement sera relativement plus élevé. Bien que la solution de positionnement Bluetooth Beacon utilise généralement des balises alimentées par batterie et ne nécessite pas de câbles, le coût de déploiement est donc relativement faible, mais le coût de remplacement de la batterie et de maintenance pour remplacer les nouvelles balises de positionnement sera relativement élevé.

Par conséquent, si vous souhaitez choisir une solution de positionnement Bluetooth, il est nécessaire de prendre en compte le coût en fonction des exigences de votre projet, des exigences de précision de positionnement, des coûts de maintenance et du budget du projet. De plus, lorsque vous sélectionnez une solution de positionnement, vous pouvez envisager d'envisager une solution de positionnement intégrée, le cas échéant. Contact Dusun IoT pour obtenir un positionnement Bluetooth personnalisé !

Utilisations du localisateur AoA

Améliorer l'efficacité de la chaîne d'approvisionnement

En suivant avec précision les livraisons du "dernier kilomètre", les localisateurs AoA facilitent déjà la résolution des problèmes de chaîne d'approvisionnement. Dans la chaîne d'approvisionnement et la logistique, l'identification rapide de l'emplacement de palettes ou de conteneurs spécifiques dans un chantier naval bondé peut aider à les déplacer vers la bonne destination plus rapidement et avec plus de précision

Améliorer l'expérience d'achat

Les localisateurs AoA peuvent également être utilisés pour rendre les expériences d'achat physiques plus faciles et plus personnalisées en suivant la position des marchandises et des paniers d'achat pour une meilleure navigation des consommateurs. Combinés à l'analyse de données volumineuses, les localisateurs AoA peuvent guider les acheteurs vers les bonnes allées de produits et envoyer des coupons sur leurs smartphones pour une expérience d'achat transparente.

Empêcher les personnes âgées et les enfants de disparaître

Les localisateurs AoA peuvent également être utilisés en conjonction avec des appareils portables et des smartphones pour le suivi en temps réel des personnes âgées et des enfants. Les deux groupes risquent de se perdre ou de se désorienter, de sorte que les localisateurs AoA peuvent apporter la tranquillité d'esprit à leurs soignants.

En essence, toute industrie nécessitant une logistique améliorée, un suivi du personnel et une meilleure gestion des actifs peut bénéficier d'un localisateur AoA et d'appareils ou de balises compatibles Bluetooth.

Dusun IoT Localisateur AoA pour recommandation

En plus de leur précision accrue, les localisateurs AoA présentent un certain nombre d'avantages. Habituellement, ils ont une autonomie allant jusqu'à cinq ans pour une utilisation prolongée. Et grâce à l'écosystème Bluetooth, ils constituent un moyen rentable de créer un suivi plus précis des appareils à l'intérieur et à l'extérieur. Un localisateur AoA peut prendre en charge une densité de balises élevée sans consommer beaucoup d'énergie.

Plusieurs fabricants Bluetooth ont développé des localisateurs AoA, il est donc important de choisir celui qui répond le mieux à vos besoins et à votre application spécifique pour en tirer pleinement parti.

Dusun Passerelle DSGW-200, peut prendre en charge les capacités d'ancrage de l'Internet des objets (IoT) pour assurer la compatibilité avec une large gamme d'appareils pour les applications Bluetooth 5.1 et les versions supérieures. Le localisateur de positionnement DSGW-200 AoA fonctionne pour le positionnement Bluetooth intérieur avec une précision de 0.3 à 1 mètre pour le suivi du personnel et le positionnement en temps réel des actifs. 

Dusun Les localisateurs AoA prennent également en charge une multitude de balises, notamment :

  • Smartphones
  • Bracelets
  • Montres intelligentes
  • Beacons
Dusun localisateur d'angle d'arrivée

Localisateur d'AoA A venir

La technologie Bluetooth a parcouru un long chemin et continue d'évoluer. Dans toutes les situations où les responsables souhaitent suivre des personnes ou des actifs, les localisateurs AoA peuvent rationaliser le processus avec une précision incroyable.

Alors que les bâtiments intelligents et les villes intelligentes prennent de l'ampleur, les localisateurs AoA peuvent être la clé pour connecter tous les appareils et technologies afin de garantir leur bon fonctionnement. Plusieurs facteurs clés peuvent maintenir la technologie d'angle d'accès en tête de liste. La capacité à gérer divers protocoles, y compris Zigbee et d'autres appareils IoT, ainsi que sa rétrocompatibilité avec Bluetooth 4.0 sont de bon augure pour la technologie d'angle d'accès.

Sa précision, son faible coût et sa faible consommation d'énergie font de l'application de la technologie AoA une évidence pour de nombreuses industries. Cela vaut la peine d'être envisagé pour les applications commerciales, de vente au détail, de fabrication et domestiques où de plus grandes capacités de localisation sont requises. Contactez-nous dès aujourd'hui pour voir comment la technologie d'angle d'arrivée peut répondre à vos besoins.

Référence:

Temple de la renommée des inventeurs nationaux (NIHF) - Jaap C. Haartsen

Bluetooth - Comment AoA et AoD ont changé la direction des services de localisation Bluetooth

IEEE Xplorer – Système de localisation basé sur AoA utilisant une passerelle IoT unique : une application pour le passage piéton intelligent

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