《電子技術(shù)應(yīng)用》
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蓝牙连接模式对室内定位性能的影响
2021年电子技术应用第7期
李 芳1，徐光明2，刘 成3，相恒永4，施浒立1，江 娟5，宁永科6，钱小龙6
1.中国科学院国家天文台，北京100012；2.太原卫星发射中心，山西 太原030000； 3.北京跟踪与通信技术研究所，北京100094；4.中国科学院微电子研究所，北京100029； 5.北京空间技术信息研究所，北京100094；6.桂林电子科技大学 信息与通信学院，广西 桂林541004
摘要： 基于低功耗蓝牙(BLE)接收信号强度标识(RSSI)测量的位置指纹定位是最常见和有效的室内定位方法之一。然而，BLE通信协议并非专门为定位而设计，不同通信连接方式下的蓝牙设备测距性能差异较大，显著影响着定位精度。针对这一问题，对不同连接模式下的BLE设备RSSI测距性能进行了测试和分析；进一步地，利用自行搭建的室内定位环境开展实验，验证了其对用户实际定位精度的影响。测试结果表明，当BLE模块设置为“不可连接模式”时，设备RSSI测距稳定性提高了约60%、用户在线定位精度由1.40 m提高到了0.58 m，能够获得明显更优的性能，是室内BLE定位系统的优选通信连接方式。
中圖分類(lèi)號(hào)： TN926
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211292
中文引用格式： 李芳，徐光明，劉成，等. 藍(lán)牙連接模式對(duì)室內(nèi)定位性能的影響[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(7)：125-129.
英文引用格式： Li Fang，Xu Guangming，Liu Cheng，et al. Influence of BLE connection mode on indoor positioning performance[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(7)：125-129.
Influence of BLE connection mode on indoor positioning performance
Li Fang1，Xu Guangming2，Liu Cheng3，Xiang Hengyong4，Shi Huli1，Jiang Juan5，Ning Yongke6，Qian Xiaolong6
1.National Astronomical Observation，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100012，China； 2.Taiyuan Satellite Launch Center，Taiyuan 030000，China； 3.Beijing Institute of Tracking and Telecommunication Technology，Beijing 100094，China； 4.Institute of Microelectronics of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China； 5.Beijing Institute of Space Science and Technology Information，Beijing 100094，China； 6.School of Information and Communication，Guilin University of Electronic Technology，Guilin 541004，China
Abstract： Fingerprinting location based on received signal strength indication(RSSI) of Bluetooth low energy(BLE) is one of the most popular and effective indoor positioning methods. However, the BLE communication protocol is not specifically designed for location, and the ranging performance of the Bluetooth devices under different communication connection modes varies greatly, which significantly affects the positioning accuracy. In response to this problem, the paper tests and analyzes the BLE RSSI ranging performance under different connection modes. Further, experiments based on a self-built indoor positioning environment are carried out to verify its impact on the user′s actual positioning accuracy. The test results show that when the BLE module is set to "un-connectable mode", the RSSI ranging stability of the device is improved by about 60%, and the user′s online positioning accuracy is improved from 1.40 m to 0.58 m, which significantly improve the positioning performance.
Key words : indoor positioning；Bluetooth low energy(BLE)；received signal strength indication(RSSI)；fingerprinting；weight K-nearest neighbor(WKNN)

0 引言

    隨著物聯(lián)網(wǎng)和位置大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，室內(nèi)定位技術(shù)受到廣泛研究和重點(diǎn)關(guān)注，室內(nèi)位置服務(wù)(Location Based Service，LBS)產(chǎn)業(yè)也已迅速規(guī)?；砷L(zhǎng)。距統(tǒng)計(jì)，都市人群80%以上的時(shí)間在室內(nèi)環(huán)境中度過(guò)。室內(nèi)LBS可為消費(fèi)者提供商場(chǎng)導(dǎo)購(gòu)、停車(chē)場(chǎng)泊車(chē)/尋車(chē)、防走失、社交交友、展廳/景區(qū)自主導(dǎo)游等服務(wù)，為企業(yè)提供人流監(jiān)控分析、智慧倉(cāng)儲(chǔ)物流、智能制造、人員資產(chǎn)管理等應(yīng)用，打破線下人與物的邊界，是實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的基礎(chǔ)。此外，大量的位置數(shù)據(jù)得以產(chǎn)生和積累，通過(guò)數(shù)據(jù)的挖掘和分析，將促進(jìn)行業(yè)效率提升與轉(zhuǎn)型，并帶動(dòng)新型產(chǎn)業(yè)生成[1-2]。




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作者信息：

李  芳1，徐光明2，劉  成3，相恒永4，施滸立1，江  娟5，寧永科6，錢(qián)小龍6

(1.中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)，北京100012；2.太原衛(wèi)星發(fā)射中心，山西 太原030000；

3.北京跟蹤與通信技術(shù)研究所，北京100094；4.中國(guó)科學(xué)院微電子研究所，北京100029；

5.北京空間技術(shù)信息研究所，北京100094；6.桂林電子科技大學(xué) 信息與通信學(xué)院，廣西 桂林541004)




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