室内定位系统可帮助我确定我在购物中心的位置、我想要购买的特定商品的位置、此仓库最新 iPhones 货件的位置,而现有解决方案仍无法充分满足这一需求。GPS 在室内无法工作,RFID 标签和二维码或条形码在你距离尚远时不起作用,而 Wi-Fi 价格昂贵且耗电,无法用作广泛部署的定位系统。更新的标准(如 UWB)具有一些优点和缺点,结合蓝牙 BLE 使用时,方可补足短板。而后者之所以脱颖而出,是因为这是最明显适合此类空间的协议。
市场机会
有研究预测,到 2030 年,基于 BLE 的定位设备每年发货量将超过 5.3 亿件,这得益于 2030 年复合年增长率 (CAGR) 达到 28.5%,该数值相当可观。所有这些室内定位系统设备有哪些应用领域?
预计以下四大领域业务将得到增长。商场、机场和火车站中的室内导航,大型场所前往商店的路线导航或商店内导航,登机口或平台导航(均未迁移到智能手机/互联网时代)。想象一下,如果你能精确知悉想要的毛衣在商场里的哪个陈列柜,或者在超市哪里可以找到韩国辣椒酱,或者如何尽快找到 B 航站楼,会怎么样。不要再绕圈寻找了,找个助手来帮你!室内定位系统便可以成为这样的助手。
室内定位系统的另一个绝佳应用领域是通过货盘甚至包装跟踪大型物流仓库中的资产,或者查找最近的急救车在医院相应楼层的具体位置。即使对于我们消费者,室内定位系统也大有用处,比如说可以用于寻找遗失在客厅某个位置的无线耳塞。室内定位系统是定位助手的下一个自然发展阶段。这项我们在室外理应享受到的服务,现在也可在室内享受到。
同样的技术在支持数字钥匙方面也很有价值。准确的室内定位系统可用于找到你停放在室内停车场中的车子,足够安全地为车门或你的房子、酒店房间或办公室开锁,而不会有误开门的危险。
由此可见,分析师们认为这项技术具有巨大潜力也是情有可原。
带 BLE 或 BLE+UWB 的室内定位系统
哪种室内定位系统技术将占主导地位取决于该技术的准确度和性能,以及它能否利用现有的基础设施。构建新的基础设施成本高昂,可能会显著降低采用率。而 BLE 不存在此问题。它已经广泛应用于手机、汽车、手表、遥控器、耳塞等领域。我们希望 BLE 能够应用到各处,而我们的手机已经在与上述这些设备进行交互并控制这些设备了。
值得一提的是,低功耗蓝牙 (BLE) 是广泛使用的最低能耗无线协议。对于必须使用微型电池甚至是使用从环境 RF 获得的能量运行的任何设备,这都是一个关键的产品考虑因素。比如说,商店中的智能电子货架标签或货盘和包装上的超低功耗 ID 都在此类设备之列。
Ceva 已是公认的蓝牙技术提供商。2022 年,超过 10 亿台设备采用了这一技术,包括耳塞、平板电脑、电话、耳机、遥控器、手表、游戏控制器、智能眼镜…这些产品中的许多产品都只需要极低的能耗,因此 Ceva BLE 得到了广泛使用。如果你需要提高准确性,我们还提供 UWB 解决方案,该解决方案可与我们的 BLE 配合使用 – BLE 可实现近距离定位,UWB 可精确到最后几厘米。
Ceva 还支持信道探测
采用早期蓝牙的室内定位系统基于接收信号强度指示 (RSSI)、到达角 (AoA)/离开角 (AoD) 测量结果,来估计发射器到接收器的距离。RSSI 可给出近似质心的位置,但可能因反射、折射及衰减而混淆。此外,由于蓝牙信号可能会被拦截并从不同的位置/距离以透明的方式被中继攻击,因此还会面临受到中间人攻击的风险。AoA/AoD 改善了 RSSI,但也受类似限制的约束。需要指出的是,这两种方法都不是很安全。
而信道探测在多个信道中使用相移检测,实现 50 厘米距离的更准确的飞行时间估计(5 米内更佳),并在信道之间执行更多错误校正。其安全性也更高,可抵御中间人攻击和克隆。
此技术通过安装在商场、商店、机场等设施周围的固定信标完成位置查找,而 UE 则可据此准确确定位置。到 2027 年,这些信标的可用性预计将增长 2.4 倍。信标和 UE 之间的信道探测完善了室内定位系统解决方案。
可用性
基于市面上广泛的蓝牙体验,CEVA 已提供全套蓝牙 5.4,符合 IP 标准,支持 LE 和双模。这包括完整的软件协议堆栈和各种配置文件:运动和健身、健康和保健、人机界面、蓝牙 Mesh 配置文件、所有经典和最新的音频接口,甚至低速个人局域网。
信道探测解决方案添加了链路层、调制解调器和射频接口,以及用于定位的试用配置文件和 SDK。我们应该在此强调,此解决方案的硬件组件已最终确定,而软件组件(配置文件和 SDK 的协议定义)仍将不断发展,直到标准工作组批准新版本。同时,我们已经与合作伙伴合作来调整试用软件组件,确保我们能够在批准后尽快准备好生产平台,以为室内定位系统产品提供支持。