[藍牙前沿應用] 照明即平臺 —— 經過藍牙加強服務提升照明投資回報率（藍牙MESH、定位AoA、AoD）

 
一、照明即平臺(LAAP)

隨着照明設施向LED轉型，他們也在利用相似於藍牙MESH的技術，建立一個可鏈接的照明平臺，做爲他們建築的中樞神經系統。這些系統除了提供先進的照明控制，還創建了一個加強版的樓宇服務平臺，例如：尋路定位、資產跟蹤、興趣採集、空間應用，這些都顯著提升了新照明基礎設施的投資回報率。

智能照明帶來的附加服務價值是照明控制和節能自己價值的7到10倍。

 
二、在零售中

在零售領域，傳統的燈具僅僅提供照明功能，當切換成具有藍牙beacon能力的智能燈後，能夠幫助客戶和員工在商店中導航並更快、更容易地找到產品。全球各地的零售商也在利用藍牙信標進行個性化促銷，以創造更好的購物者體驗並增長銷售額。

• 91%的消費者在購物時對促銷信息是OPEN的；
• 在TOP20名零售商中，75%已經部署了位置服務；

 

藍牙技術給了咱們提供準確室內定位服務所需的穩定性和可靠性。 —— Trevayne O’Brien, Pointr

 
三、在博物館中

在阿姆斯特丹的梵高博物館最近用具有藍牙功能的LED模組和傳感器取代他們傳統照明系統。結果，博物館的照明系統能夠檢測LUX、溫度和溼度水平，以幫助保存無價的藝術品，同時減小維護和平常開銷。世界各地的博物館也在使用先進的照明控制來提供興趣點信息和尋路服務，以加強遊客體驗。

• 100%的手機、筆記本、PC擁有藍牙
• 50%的能源節省，當使用智能照明控制系統

 

藍牙的獨特優點在於它被消費者大量採用。 —— Jakub Krzych, Estimote, Inc.

 
四、在辦公場景

最近CBRE（世邦魏理仕）升級了他們阿姆斯特丹辦公室的照明系統爲：先進藍牙照明控制平臺，包括400個吸頂燈。這個系統收集數據，來幫助CBRE分析樓宇，以下降能源成本、優化員工的工做環境、並充分利用辦公空間。這家耗資142億美圓的房地產服務巨頭計劃在全球範圍內爲其許多房產提供相似的設施，使CBRE可以爲租戶提供相同的基礎設施、服務和福利。

• CBRE總部生產力提升18%
• 50%的房地產在普通企業中未獲得充分利用

 
五、支撐技術

• 藍牙MESH技術

  傳統一個手機同時只能鏈接1～8個BLE設備，在面向將來的智能照明場景中，須要藍牙具有組網能力，bluetooth mesh便應運而生。

  其拓撲結構以下：(包括低功耗節點、Friend節點、中繼節點等）

  一個具體的實例以下：（燈具、開關、風扇構成對等通訊MESH網絡，低功耗溫度傳感器節點可經過友誼節點將數據發送到網絡，智能手機可以經過MESH中的燈具、風扇、開關等鏈接來與整個MESH網絡通訊）

  BLUETOOTH MESH網絡更有意思的點是能夠作本地聯動，以下圖：（經過發佈與訂閱系統，能夠實現一個開關綁定不一樣羣組的燈具，多個開關綁定同一羣組的燈具，能夠實現很是豐富的本地自動化聯動策略。）

• 藍牙AOA、AOD定位技術

  傳統藍牙位置服務可能是基於RSSI和三點定位來實現的：(左圖是3個接收器+1個發射器，經過3點定位來追蹤tag的位置 <實時定位> ；右圖是3個發射器+1個接收器，經過分析3個發射器信號來計算接收器的位置 <室內定位> ）

  傳統的方法可用來提供米級別的定位方案，精度並不過高、且部署安裝複雜，同時若是用來實現低成本藍牙防丟器，則會出現找不到方向的尷尬。

  雖然藍牙定位服務在當前功能的基礎上取得了巨大的成功，但市場對可以提供更高性能的解決方案的需求仍然很大。例如，在一些RTLS部署中，系統必須提供精確到釐米級別的位置。幸運的是，藍牙技術最近增長了一項成熟的功能，使定位服務解決方案的開發可以實現這些高級性能。

  在藍牙核心規範的5.1版本中，藍牙添加了方向測量功能。使用此新功能，藍牙設備能夠肯定信號從另外一臺藍牙設備傳輸的方向。這種看似基本的能力顯着加強藍牙定位服務。如上所述，藍牙位置服務當前正在使用RSSI來估計距離在兩個設備之間，在RTLS和IPS解決方案的狀況下，使用這些距離估計和三邊測量以肯定設備的位置。如今，經過兩個固定設備和待測設備的方向夾角便可輔助目標設備的精確位置。

  藍牙5.1規範中規定，藍牙測向功能支持兩種肯定方向的方法藍牙信號，二者都基於天線陣列的使用到 到達角（AoA）和出發角（AoD）。

  AoA角度測量：在RTLS解決方案中的標籤，使用單天線發射機（信標）傳輸特殊的測向信號。接收設備，例如同一RTLS解決方案中的定位器，具備以陣列排列的多個天線（至少雙天線）。當傳輸的信號穿過陣列時，接收因爲與天線中的每一個天線的距離不一樣，設備看到信號相位差陣列到發射天線。接收設備在切換時獲取信號的IQ樣本在陣列中的有源天線之間。基於IQ樣本數據，接收設備能夠計算相對信號方向。AoA測向方法適用於RTLS，項目查找和PoI信息定位服務解決方案。

  AoD角度測量：在IPS解決方案中的定位信標，使用安排在其中的多個天線發送特殊信號陣列。接收設備，例如同一IPS解決方案中的移動電話，只須要具備單個天線。當來自發送設備的多個信號穿過接收設備中的天線時，接收設備須要IQ樣本。基於IQ樣本數據，接收設備能夠計算相對信號方向。 AoD測向方法適用於IPS解決方案，例如用於尋路，導航。

  Profile(帶方向查找的藍牙配置文件)：對於許多藍牙功能，Spec會定義如何開發的profile實現該功能的可互操做的藍牙產品。例如，藍牙 耳機配置文件定義瞭如何使用藍牙開發可互操做的音頻耳機A2DP profile。 對於新的藍牙測向功能也是如此。藍牙5.1中新的針對AoA,AoD配置文件profile正處於最後階段，預計很快就會發布。

 
六、展望

到2021年，商業建築中40%的鏈接端點將採用智能照明。

照明無處不在，經過將藍牙集成進照明中，您能夠建立一個藍牙網絡，使您能夠超越照明進行思考，例如：室內定位、資產追蹤和導航尋路等 ......

: 前沿藍牙應用：照明即平臺，超越照明去思考照明！
: 你們以爲不錯，能夠點推薦給更多人～

LINKS

[1]. 藍牙官網：Light as a Platform
[2]. 藍牙核心規範v5.1：劍指精肯定位市場
[3]. Dialog發佈最強無線MCU：支持藍牙5.1尋向功能，可實現釐米級定位！
[4]. 綜覽Bluetooth 5.1全新測向功能
[5]. Enhancing Bluetooth Location Services with Direction Finding

@beautifulzzzz
以藍牙技術爲基礎的的末梢無線網絡系統架構及創新型應用探索！
領域：智能硬件、物聯網、自動化、前沿軟硬件
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