使用 ble 网关和信标进行蓝牙 RSSI 定位

蓝牙RSSI定位工作原理

RSSI 代表接收信号强度指示，是设备接收信号功率的度量。当蓝牙网关扫描附近的蓝牙信标设备时，每个信标设备的蓝牙无线电都会为网关提供 RSSI 测量值。RSSI 以对数刻度的分贝 (dBm) 为单位进行测量，负值表示设备之间的距离较大。

在实际应用中，RSSI 值通常介于 -100 至 0 dBm 之间。RSSI 值越接近 0，表示信号越强，而负值越大，表示信号越弱。0 dBm 的 RSSI 值表示信号非常强，但在实际应用中很少遇到。

我们假设 BS1(x1,y1)、BS2(x2,y2) 和 BS3(x3,y3) 是三个固定位置的蓝牙信标，它们排列在空间中。可以使用三点定位原理大致确定接入点 (E) 的位置。该原理涉及一个概念，即来自发射器的信号向各个方向扩散，形成一个球形交叉点。通过分析这些信号球的交叉点，可以计算出接入点 (E) 的大致位置 (x, y)。

蓝牙RSSI定位精度

在实际应用中，蓝牙信号 RSSI 定位算法并非如描述的那样简单。该算法还考虑了不同环境中不同的衰减因素，并应用了滤波算法来减少信号干扰，以提高定位数据的稳定性。在某些情况下，惯性导航算法被集成到该过程中。尽管有这些改进，但需要注意的是，使用蓝牙 RSSI 得出的位置仍然只是一个粗略的估计。

为什么说是粗略估计呢？蓝牙RSSI定位始终面临与信号稳定性和环境因素相关的固有挑战。

• 信号变异性： 即使在开放环境中，蓝牙广播信号也可能不稳定，信号衰减与距离之间的相关性并不总是很明显。在同一位置，从同一发射器接收到的 RSSI 信号可能会出现显著变化，有时相差几个 dBm 单位，甚至超过 10dBm。这种变化削弱了信号衰减模型与距离之间的相关性。
• 复杂环境中的信号行为： 在金属、玻璃和水等材料可能导致信号衍射和反射的不太理想的环境中，信号衰减可能不会遵循明确的线性路径。在某些情况下，它甚至可能与距离呈负相关。这意味着随着发射器离接收器越来越远，接收到的 RSSI 信号值实际上可能会增加，从而导致显着的定位误差。在极端情况下，这些因素可能导致定位误差超过 5 米，凸显了蓝牙 RSSI 定位所涉及的挑战和近似值。

但大多数情况下，蓝牙的定位精度一般在2~5米范围内，相比传统GPS系统的定位精度，蓝牙RSSI定位的表现还是比较不错的。

蓝牙 RSSI 定位用例

使用蓝牙 RSSI 进行室内实时定位时，蓝牙发射器（通常称为定位信标）通常固定在需要跟踪的物品上。这些信标会将其当前位置和 RSSI 值连续传输到设施内战略性放置的固定设备。蓝牙接收器（通常称为定位器或 蓝牙物联网网关收集这些信息并将其转发到中央服务器。服务器则处理数据并向最终用户提供相关更新，提醒他们被跟踪物品的当前位置。