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室内停车场找车难?蓝牙5.1这个新技术将可以处理你的题目

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生涯中我们经常有如许的体验,开车到了一个泊车场泊车以后,因为在忙其他的事变,经常致使「短暂性失忆」而忘记了车停在了那里。关于不少缺少「路感」的朋侪,泊车场关于他们来说是一个大迷宫,找车糟蹋个半小时是粗茶淡饭的事变。





传统的透过车钥匙掌握鸣笛的体式格局能够在较短间隔寻车,车钥匙透过 RFID 的体式格局发送指令到车,讯号较好的感到区间是在10多米摆布(空阔场地能够稍远)。



进入伶俐网联汽车时期,为了给车主供应更好的便利性,防止人肉记着泊车位的贫苦,越来越多的寻车体式格局被发掘——懒散是科技进步的驱动力。



一方面联网后的汽车能够将本身的 GPS 位置讯息上传至云端,以便用户在手机 APP 上检察本身的车辆位置。另一方面,基于远端掌握的鸣笛闪灯功用解除了车钥匙鸣笛在间隔方面的侷限性。



但是,基于卫星定位的 GPS 只合适车辆在室外的场景,到了关闭的室内泊车场只能供应车辆的大抵位置,偏差可达数百米。而关于一些地下泊车场,因为没有蜂巢式网路讯号的覆蓋,远端鸣笛掌握功用则能够处于失效状况。



室内泊车所在辨识的解法

如今也有部份大型的商场泊车场装置上了基于监视器的车辆位置辨识计划。比方手机绑定卖场的效劳,并绑定车牌讯息,车辆在泊车场泊车后,泊车场的监视器辨识到车牌讯息便会给你推送一条泊车位置的讯息,便于你稍后寻车。





在不依赖于泊车场竖立的通用寻车计划方面,部份伶俐行车记载器产物供应了基于监视器的远端立即检察功用轻易寻车,但是这一样也较大依赖于蜂巢式网路的讯号覆蓋。



而如今最新的处理要领,则是蓝牙。



蓝牙5规范的宣布以及本年一月份新宣布的蓝牙5.1规范,个中长间隔形式(Long Range Mode)和测向功用(Direction Finding)等几个新特征,为寻车题目供应了一种新的处理思绪。





蓝牙5手艺在空阔场地的理论最大流传间隔可达1公里摆布,相关于4.0的版本有较大的提拔。在蓝牙5之前,进步蓝牙流传间隔的唯一要领是透过进步无线电波的传输电流,这对产物的电消会有较大的影响并不适用于有低功耗请求的产物。

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蓝牙5相对之前的版本在低功耗形式下除了供应了2Mbps的高速形式,还引入了125kbps和500kbps的长间隔形式,透过下降传输速度来进步传输间隔,个中500kbps相对125kbps会有更高的电流斲丧。



进步间隔而不增添电耗的体式格局除了下降传输速度,另一个 trick 是运用偏差校订。蓝牙5运用了一种 FEC(Forward Error Correction)编码来做传输偏差校订,运用冗余传输过剩的数据位来协助改正破坏的数据位。举个例子,一种简朴的 FEC 编码能够定义为当你要发送一个二进位数据"0"时,在链路上现实发送4倍的数据位比方「0000」,明显增添了位数会下降传输速度,但它供应了一种纠错的才能,当传输涌现一个 bit 的数据破坏,对端收到「0010」时依然能够大几率肯定它传输的数据是「0」。在蓝牙5中现实运用的 FEC 编码为 Hamming 编码,如下图。





Nordic 半导体运用 nRF52840开发板对蓝牙5长间隔的测试数据显现,关于运用1Mbps的PHY,无衔接状况下(BLE播送)讯号强度减小为0的间隔为654.92米,关于运用长间隔PHY@125Kbps,无衔接形式下讯号强度减小为0的间隔为1300米。竖立 BLE 衔接后的测试效果邻近。Silicon Labs 的B GM13P 模组规格标明合营长间隔 PHY 运用最大可达600公尺的局限。



Gary Sims 在运用层面运用一样的开发板在现实生涯中做了个主观感觉的测试,在如下图凌驾100米的一个场地上两头的蓝牙5开发板仍能胜利竖立衔接举行数据传输。测试同时表明金属性子的修建障碍物的对蓝牙的无线传输速度影响非常大。





蓝牙5.1规范中一个主要的特征是引入了AoA(Angle of Arrival,抵达角)和AoD(Angle of Departure,动身角)测向要领。AoA 是蓝牙接收器 Rx 丈量蓝牙发送器 Tx 相对本身的角度,而 AoD 则是蓝牙发送器 Tx 丈量本身相关于蓝牙接收器 Rx 的角度。



AoA 要领的基本原理在于蓝牙晶片开放蓝牙射频端的载波振幅和相位值收发(I/Q值),透过天线阵列来盘算抵达角度,事实上在 AoA 进入蓝牙5.1规范前已有晶片厂商研发产物支撑该定位要领。如下图(泉源:TI CC2640R2),Pt 为发射器,接收器的两个天线同一时间接收到的讯号相位差别(天线之间间隔小于波长)。





假定相位差为Φ,天线之间间隔为d,则按下图的多少关联能够换算出抵达角θ=arcsin(λΦ/2πd),个中λ为波长。





透过 AoA 要领,蓝牙接收器能够测算动身送器的方位讯息,运用两个接收器同时举行 AoA 测向则能够测算动身送器的正确位置(两条射线交点),如下图(泉源:TI CC2640R2)。现实运用场景中,因为噪音,障碍物反射及讯号屏障的存在,AoA 定位会碰到更多的应战,透过增添天线来多点测算削减偏差是一种经常使用的要领。别的运用二维的矩阵天线阵列或圆形的天线阵列能够丈量出包括相对高度讯息的三维空间角度。





连系蓝牙5的长间隔形式和 AoA 定位,车联网手机运用能够为车主供应便利的室内寻车和导航功用,进步用车体验。



  • 本文受权转载自:36kr

 



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