基于ibeacons的室内导航安卓终端系统设计文献综述

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1、—、Bluetooth4.0技术Bluetooth4.0是2012年最新蓝牙版本，是3.0的升级版本。与3.0版本相比最大的不同就是低功耗。Bluetooth4.0,协议组成和当前主流的Bluetooth2.x+EDR、还未普及的Bluetooth3.0+HS不同，Bluetooth4.0是Bluetooth从诞生至今唯一的一个综合协议规范，还提出了低功耗蓝牙、经典蓝牙和高速蓝牙三种模式。其中高速蓝牙主攻数据交换与传输，经典蓝牙则以信息沟通、设备连接为重点，蓝牙低功耗顾名思义，以不需占用太多带宽的设备连接为主

2、。这三种协议规范还能够互相组合搭配、从而实现更广泛的应用模式，此外，Bluetooth4.0还把蓝牙的传输距离提升到100米以上⑴。Bluetooth4.0低耗电模式有双模式和单模式两种应用。低功耗蓝牙的单模式蓝牙的技术将点技术综述蓝牙(Bluetooth)通过低功率无线电波传输数据，其本质是一种支特设备短距离通信(一般是10m之内)的无线电技术。其标准是IEEE802.15,工作在2.402〜2.480GHz频率带之间，基础带宽为IMb/s。和Wi-Fi、WiMAX等用于局域、城域的无线网络规范不同的是，B

3、luetooth所定义的应用范围更小一些，它将应用锁定在一个以个人为单位的人域网(PAN)领域，也就是个人起居活动范围的方閫10米之lAj，却容纳丫包括音频、互联网、移动通信、文件传输等在N的非常多样化的应用取向，加上强调自动化和易操作性，因此在这一领域里很快就得到了普及，虽然在蓝牙的发展过程中一度曾偏离了这一主但Bluetooth4.0的出现无疑揭示了Bluetooth对自身核心价值的反思和回归。二、室内无线定位技术常用的三种方法(1)接收信号强度定位法图2-1接收信号强度记位法接收信号强度定位法是通过信号

4、强度和已知信号衰弱模型来估计接收点与待测点的距离，根据多个接收点距离待测点的距离值画出圆，多个圆的重叠部分就是待测物体。在移动装置中，接收信号强度常用接收信号强度指标RSSI来表示，在理想环境屮这种方式可以获得较为精确的定位。然而RSSI受信号反射、散射、绕射等多重路径衰减与遮挡影响非常严重，实际上存在较大误差P］。（2）到达时间定位法到达时间定位法和接收信号强度定位法类似，只不过计算接收点和测量点之间的距离是采用无线信号传播时间乘以无线信号传输速度。由于无线信号传播速度是30Wkm/So这就要求待测点和多个

5、接收点之间要有非常精确的时间同步。然后高精度时间获取成本非常昂贵，即使微秒级的时间误差也会造成数百米的距离误差。因此在短距离定位上误差较大。（3）接收信号角度定位法接收信号角度定位法的工作原理是利用定向天线量测出信号来源方向，多个接收点同时按照接收角度画出直线，直线的交点就是R标位置。信号角度定位法的优点是不需要每一个接收天线都做时间同步，误差来源主要是角度解析的误差。在距离越远的时候角度解析的误差影响越大，同时由于信号反射和折射可能造成最终计算出来的被测点是发射点而不是被测物体本身。另外由于定向天线的制作对

6、测量角度的计算影响较大在实际应用中会比较麻烦。三、蓝牙4.0广播包结构。如图3-1根据Bluetooth4.0BLE部分协议，广播数据包的格式如下：Preamble（报头）：Oxff（固定）AccessAddress:0x8e89bed6（固定）PacketPayload:PDUType:用來描述数据包的类别，有如不几种（见图3-2）TxAdd（指示了发送设备的地址类型）：广播地址是否为公共public（TxADD=0）还是Random地址（TxADD=l）RxAdd:此字节被用于保留，并不适用于IBeaco

7、ns基站Length:数据长度。Payload:用于发开者自定义的数据段。Preamble1ByteAccessAddress4BytesPacketPayload2-39BytesCRC3BytesHeader2BytePayloadS37BytesPDUTypeRFUTxAddRxAddLengthRFU4bits2bits1bit1bit6bits6bits图3-1蓝牙4.0广播包结构PDUTypePacketNameDescription0000ADVINDConnectableundirecteda

8、dvertisingevent0010ADV一NONCONNJNDNon-connectableundirectedadvertisingevent0110ADV一SCANJNDScannableundirectedadvertisingevent图3-2广播包PDU类沏其中本文研究对象利用定义为ADV_SCAN_IND的广播包，进行扫描时可以随吋发现从机，并显示出接收数据。四、Ibeacon技术原