Tài liệu định vị trong nhà sử dụng công nghệ bluetooth low energy

Mô tả:

Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System - GPS) được biết đến với khả năng định vị rất tốt để chỉ đường đi, hoặc bất kỳ nơi nào trên phạm vi rộng lớn. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của hệ thống định vị GPS là trong những trường hợp cụ thể ví dụ như trong một tòa nhà, vị trí chính xác của một thiết bị so với tòa nhà thì không thể xác định chính xác được. Hệ thống định vị trong nhà (Indoor Positioning System - IPS) có khả năng giải quyết tốt vấn đề này, một trong những thách thức lớn nhất của hệ thống định vị trong nhà gặp phải là tính ổn định, chi phí cao, công suất tiêu thụ lớn. Việc kết hợp với công nghệ Bluetooth Low Energy 4.0 (BLE) đã khắc phục được những nhược điểm trên, với các ưu điểm nỗi bật như: Tiết kiệm năng lượng, tính ổn định cao, cho phép thiết bị hoạt động trong vài năm chỉ với một viên pin nhỏ bằng đồng xu (Coin-cell Battery). Tiểu luận này trình bày về “Định vị trong nhà sử dụng công nghệ Bluetooth Low Energy”, ví dụ như khi bạn bước vào một tiệm sách để tìm một cuốn sách hiếm nào đó, thay vì phải tìm và hỏi nhân viên bán hàng, bạn chỉ việc sử dụng điện thoại di động thông minh để tìm tên tựa sách hoặc tên tác giả và rồi một bản đồ trong nhà sách sẽ xuất hiện và chỉ cho bạn đúng kệ sách có trưng bày cuốn sách cần tìm. MỤC LỤC 1 GIỚI THIỆU...................................................................................................1 1.1 Tổng quan....................................................................................................1 1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .................................................2 1.3 Nhiệm vụ tiểu luận ......................................................................................2 2 CÔNG NGHỆ BLUETOOTH LOW ENERGY ............................................2 2.1 Bluetooth Low Energy Protocol Stack........................................................3 2.2 Các kiểu thiết bị Bluetooth 4.0....................................................................5 3 CÁC CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ TRONG NHÀ HIỆN NAY ..........................5 4 ĐỊNH VỊ TRONG NHÀ SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ BLE ............................6 4.1 Thuật toán định vị trong nhà .......................................................................7 4.1.1 Cell of Origin (COO) / Cell ID (CID)..................................................7 4.1.2 Signal Level Triangulation...................................................................8 4.1.3 Angle of Arrival (AOA).......................................................................9 4.2 Nguyên lý hoạt động định vị trong nhà sử dụng BLE ................................9 4.3 Các ứng dụng định vị trong nhà sử dụng BLE.........................................12 4.3.1 Các dịch vụ định vị.............................................................................12 4.3.2 Cảnh sát và lính chữa cháy.................................................................13 4.3.3 Thư viện, bảo tàng, khu thương mại ..................................................13 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN....................................................13 5.1 Kết luận .....................................................................................................13 5.2 Hướng phát triển .......................................................................................14 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................15 DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA Hình 2-1: Cấu trúc Bluetooth Low Energy 4.0.......................................................3 Hình 2-2: Các kiểu cấu hình phần cứng .................................................................4 Hình 2-3: Các kiểu thiết bị Bluetooth 4.0...............................................................5 Hình 3-1: Các công nghệ định vị trong nhà............................................................6 Hình 4-1: Công nghệ định vị Cell of Origin...........................................................7 Hình 4-2: Công nghệ định vị trong nhà Signal Level Triangulation......................8 Hình 4-3: Công nghệ định vị Angle of Arrival.......................................................9 Hình 4-4: Sử dụng thuật toán Triangulation để xác định vị trí của thiết bị..........10 Hình 4-5: Mối quan hệ giữa khoảng cách và RSSI ..............................................12 Hình 4-6: Các ứng dụng định vị trong nhà. ..........................................................13