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蓝牙终端定位
基本概念
如图21-1所示，蓝牙终端定位系统主要包括多个蓝牙终端、一个或多个BLE设备、一个或多个含内置蓝牙模块的AP、一个或多个AC、一个定位服务器和一个APP应用服务器。
各部分在定位系统中的作用分别为：
BLE设备：BLE设备厂商生产出来的基于iBeacon协议的蓝牙信号发生源，BLE设备会周期性的向周围发送BLE广播帧，帧的内容遵从iBeacon协议。
- AP：负责扫描BLE设备发送的BLE广播帧，获取BLE设备的UUID、RSSI校准值、BLE电量等信息，并将BLE设备信息上报给AC，将蓝牙终端定位报文信息上报给AC或者服务器。
- AC：负责蓝牙定位功能的配置下发，以及向定位服务器上报蓝牙终端定位报文信息、低电量告警和故障告警信息。
- 定位服务器：负责设置BLE基站位置，制作定位地图模型，监控BLE基站状态，计算蓝牙终端的位置。
- APP应用服务器：负责从定位服务器获取地图信息和BLE位置信息并推送信息给蓝牙终端。
- 蓝牙终端：会周期性的向周围发送iBeacon协议广播帧。负责收集BLE基站信号强度和传感器数据，配合手机APP通过定位算法来计算蓝牙终端的位置。
实现原理
如图21-1所示，蓝牙终端定位技术通过以下步骤实现对蓝牙设备的定位：
获取BLE设备和蓝牙终端设备的UUID、RSSI校准值、BLE电量等信息。
AP中内置的蓝牙模块通过扫描周边环境中的BLE设备和蓝牙终端设备，收集BLE设备和蓝牙终端设备发射的广播帧，广播帧中携带设备的UUID和RSSI校准值等信息，帧的内容遵从iBeacon协议。
BLE设备和蓝牙终端设备不需要接入WLAN网络，只负责周期性的发送iBeacon协议广播帧。其中，广播帧的格式如图21-2所示。各字段含义如下：- UUID：设备的唯一识别码，用来识别BLE设备或者蓝牙终端设备。
- Major：设备厂商自定义字段，用于标识大的分组。
- Minor：设备厂商自定义字段，用于标识小的分组。
- Reference RSSI：RSSI校准值，AP距离BLE设备或者蓝牙终端设备1米时的RSSI参考值。
- AP向周边BLE设备或者蓝牙终端设备发送电量查询信息请求，设备收到请求后在广播信道上发送携带有电量信息的广播报文scan response。其中，scan response广播帧的格式如图21-3所示。
各字段含义如下：
- Data Length：前部分数据长度，Local name和Data数据长度和。
- Local name：iBeacon协议数据格式，说明后续的数据是设备名称。
- Data：设备厂商自定义的设备名称。
- Data Length：后续部分数据长度，Service Data、Service UUID和Battery volume数据长度和。
- Service Data：iBeacon协议数据格式，说明后续的数据是UUID。
- Service UUID：设备厂商自定义的唯一识别码，用来识别BLE设备或者蓝牙终端设备。
- Battery volume：表示电池电量等级，十进制的0～100对应电量等级0%～100%。
AP将获取到的BLE设备的UUID、RSSI校准值、BLE电量等信息后上报给AC，将蓝牙终端定位报文信息上报给AC或者服务器。
对于不布放独立BLE设备的场景，可以开启AP内置蓝牙模块的蓝牙广播功能，将AP作为BLE设备来发送BLE广播帧。此时，AP无需扫描，就可以直接将内置蓝牙模块的UUID、RSSI校准值、电量等信息上报给AC。
- AC主动向定位服务器上报蓝牙终端定位报文信息、BLE设备低电量告警和故障告警信息。
- 在定位服务器上规划楼层地图并制作定位地图模型，添加BLE设备和设置BLE设备摆放位置，同时对BLE设备状态进行监控，计算蓝牙终端的位置。
- APP应用服务器从定位服务器获取地图信息和BLE位置信息。
- APP应用服务器推送地图信息和BLE位置信息给蓝牙终端。
- 在蓝牙终端（如手机）上安装定位APP，并打开APP来完成如下步骤：
- 收集扫描到的BLE设备信息和信号强度。
- 收集手机本身的传感器（如加速度传感器、陀螺仪等）信息。
- 向定位服务器获取地图信息。
- 蓝牙终端上计算位置信息并显示。
