2021年11月16日

基于低能耗蓝牙信号的展馆定位与导览应用研究

作者 导览管理员

随着经济发展和生活水平的提高,人们精神层面的需求不断提 高,各类主题的展馆也随之孕育而生。在满足观展需求的同时,人 们对观展服务也有了更高的要求,展馆定位与导览服务便是其中之 一。在室内位置相关的服务中,常见的主要定位技术包括 Wi-Fi 定 位、蓝牙定位、红外定位、超宽带定位、超声波定位、LED 定位、 ZigBee 定位、射频识别定位等。不同的技术以及配置方案,其 定位精度、稳定性、实施成本也不尽相同。随着蓝牙技术的普及, 目前绝大多移动端设备均装载了该项通信功能,用以实现数据传 输。利用蓝牙信号技术实现定位的最大优点在于用户适用程度高, 有很好的普遍性。蓝牙定位基于 RSSI(Received Signal Strength Indication,接收信号强度指示)值进行定位,通过在展馆、商城等 室内环境中部署低能耗蓝牙设备,即蓝牙 iBeacon,利用用户移动 设备中的蓝牙接收端接收发射端广播的 RSSI 场强信号,以此判断 出用户的室内位置。相比其他技术,蓝牙室内定位技术优势更为 突出,部署在室内环境的蓝牙信标 iBeacon 设备不仅体积小,而且 功耗也小、工作时间长。iBeacon 采用电池供电,在默认功率的情 况下,设备的电池电量可持续 3 至 5 年(如 E5 定位型 iBeacon), 且部署蓝牙 iBeacon 不需要额外布设电缆 [3],这些优点使得蓝牙定 位在室内定位技术中更具实用性;同时,相比 Wi-Fi 定位技术,蓝 牙受周围环境的干扰比较小 [4]。因此将其作为展馆定位的主要技术 可以以最低的成本大幅提升用户在展馆中的体验。

低能耗蓝牙技术

低能耗蓝牙(Bluetooth Low Energy)是蓝牙技术联盟设计和销 售的一种个人局域网技术。相比于经典蓝牙,低能耗蓝牙旨在保持 同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。蓝牙技术联盟的低能耗 技术面向包括智能家庭、健康、运动等多个市场。其主要优点包括 能耗低、体积小、成本低,且与现有的大部分手机、平板电脑和计 算机兼容。蓝牙技术联盟沿用经典蓝牙的规范内容,为低能耗蓝牙 定义了一些设备描述(Profifile),这些描述定义了一个设备在特定 应用情景下的工作方式。当前所有低功耗应用描述都基于通用属性 规范(Generic Attribute Profifile,GATT)。GATT定义的多层数据结构, 简要概括就是服务(service)可以包含多个特征(characteristic), 每个特征包含属性(properties)和值(value),还可以包含多个描 述(descriptor)。

iBeacon技术

iBeacon 是苹果公司发布的 IOS7 系统中所配备的新功能。它是 低能耗蓝牙技术的应用,iBeacon 通过配置低能耗蓝牙中名为“通 告帧”(Advertising)的广播帧,实现在通告帧的有效负载部分将 自主格式的数据嵌入其中并进行广播。周边设备只要支持低能耗 蓝牙,便能接收到 iBeacon 所广播的数据,并读取其中特有的 ID 加以利用。iBeacon 的数据包含四个部分,分别是 UUID、Major、 Minor 和 RSSI。其中 UUID 是 iBeacon 的通用唯一识别码,是独一无二的;Major 和 Minor 为 iBeacon 的标识信息,Major 为主要字段, 而 Minor 为次要字段;RSSI 则是接收 iBeacon 设备发射的信号强度 指标,可用于计算 iBeacon 设备与接收端设备之间的距离 。

总结

本文结合低能耗蓝牙iBeacon 设备、蜂鸟视图API和微信小程序实现了一款用于展馆导览及定位的小程序。通过展品上的蓝牙设备信号对用户进行区域定位,并使用蜂鸟云开发绘制展馆地图供用户使用。在本文设计的系统中,用户可通过地图查看展品位置,并与地图中的展品交互,查看展品详细信息,满足了展馆用户的定位与导览需求。

 

智慧展馆里智慧讲解的标配:导览系统  自动讲解器  分区讲解系统