蓝牙连接模式对室内定位性能的影响
2021年电子技术应用第7期
李 芳1，徐光明2，刘 成3，相恒永4，施浒立1，江 娟5，宁永科6，钱小龙6
1.中国科学院国家天文台，北京100012；2.太原卫星发射中心，山西 太原030000； 3.北京跟踪与通信技术研究所，北京100094；4.中国科学院微电子研究所，北京100029； 5.北京空间技术信息研究所，北京100094；6.桂林电子科技大学 信息与通信学院，广西 桂林541004
摘要： 基于低功耗蓝牙(BLE)接收信号强度标识(RSSI)测量的位置指纹定位是最常见和有效的室内定位方法之一。然而，BLE通信协议并非专门为定位而设计，不同通信连接方式下的蓝牙设备测距性能差异较大，显著影响着定位精度。针对这一问题，对不同连接模式下的BLE设备RSSI测距性能进行了测试和分析；进一步地，利用自行搭建的室内定位环境开展实验，验证了其对用户实际定位精度的影响。测试结果表明，当BLE模块设置为“不可连接模式”时，设备RSSI测距稳定性提高了约60%、用户在线定位精度由1.40 m提高到了0.58 m，能够获得明显更优的性能，是室内BLE定位系统的优选通信连接方式。
中图分类号： TN926
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211292
中文引用格式： 李芳，徐光明，刘成，等. 蓝牙连接模式对室内定位性能的影响[J].电子技术应用，2021，47(7)：125-129.
英文引用格式： Li Fang，Xu Guangming，Liu Cheng，et al. Influence of BLE connection mode on indoor positioning performance[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(7)：125-129.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211292
中文引用格式： 李芳，徐光明，刘成，等. 蓝牙连接模式对室内定位性能的影响[J].电子技术应用，2021，47(7)：125-129.
英文引用格式： Li Fang，Xu Guangming，Liu Cheng，et al. Influence of BLE connection mode on indoor positioning performance[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(7)：125-129.
Influence of BLE connection mode on indoor positioning performance
Li Fang1，Xu Guangming2，Liu Cheng3，Xiang Hengyong4，Shi Huli1，Jiang Juan5，Ning Yongke6，Qian Xiaolong6
1.National Astronomical Observation，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100012，China； 2.Taiyuan Satellite Launch Center，Taiyuan 030000，China； 3.Beijing Institute of Tracking and Telecommunication Technology，Beijing 100094，China； 4.Institute of Microelectronics of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China； 5.Beijing Institute of Space Science and Technology Information，Beijing 100094，China； 6.School of Information and Communication，Guilin University of Electronic Technology，Guilin 541004，China
Abstract： Fingerprinting location based on received signal strength indication(RSSI) of Bluetooth low energy(BLE) is one of the most popular and effective indoor positioning methods. However, the BLE communication protocol is not specifically designed for location, and the ranging performance of the Bluetooth devices under different communication connection modes varies greatly, which significantly affects the positioning accuracy. In response to this problem, the paper tests and analyzes the BLE RSSI ranging performance under different connection modes. Further, experiments based on a self-built indoor positioning environment are carried out to verify its impact on the user′s actual positioning accuracy. The test results show that when the BLE module is set to "un-connectable mode", the RSSI ranging stability of the device is improved by about 60%, and the user′s online positioning accuracy is improved from 1.40 m to 0.58 m, which significantly improve the positioning performance.
Key words : indoor positioning；Bluetooth low energy(BLE)；received signal strength indication(RSSI)；fingerprinting；weight K-nearest neighbor(WKNN)
0 引言
随着物联网和位置大数据时代的来临，室内定位技术受到广泛研究和重点关注，室内位置服务(Location Based Service，LBS)产业也已迅速规模化成长。距统计，都市人群80%以上的时间在室内环境中度过。室内LBS可为消费者提供商场导购、停车场泊车/寻车、防走失、社交交友、展厅/景区自主导游等服务，为企业提供人流监控分析、智慧仓储物流、智能制造、人员资产管理等应用，打破线下人与物的边界，是实现万物互联的基础。此外，大量的位置数据得以产生和积累，通过数据的挖掘和分析，将促进行业效率提升与转型，并带动新型产业生成[1-2]。
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作者信息：
李 芳1，徐光明2，刘 成3，相恒永4，施浒立1，江 娟5，宁永科6，钱小龙6
(1.中国科学院国家天文台，北京100012；2.太原卫星发射中心，山西 太原030000；
3.北京跟踪与通信技术研究所，北京100094；4.中国科学院微电子研究所，北京100029；
5.北京空间技术信息研究所，北京100094；6.桂林电子科技大学 信息与通信学院，广西 桂林541004)
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